Brevet FR2634609A1 — publié le 19900126

DESCRIPTION "Dispositif de modulation pour moduler une onde en phase et en amplitude". La présente invention concerne un dispositif de mo- dulation pour moduler une onde en phase et en amplitude, dis- positif comportant une entrée pour recevoir des groupements d'éléments binaires, un circuit de déphasage pour fournir deux composantes déphasées de ladite onde et un circuit de modula- tion pour moduler en amplitude les deux composantes en fonc- tion desdits groupements. De tels dispositifs trouvent d'importantes applica- tions, notamment dans les modems, appareils utilisés dans les transmissions de données. A l'heure actuelle des débits de transmission de plus en plus élevés sont exigés tandis que les bandes passan- tes des canaux de transmission restent limitées. Un moyen pour concilier ces exigences contradictoires consiste à utiliser une modulation combinée d'amplitude et de phase d'une porteu- se. A chaque combinaison amplitude-phase correspond un groupe- ment d'éléments binaires de sorte que pour obtenir de hauts débits on doit utiliser un grand nombre de combinaisons. Par exemple la recommandation V33 du CCITT préconise, pour un dé- bit de 14400 éléments binaires par seconde, l'emploi de 128 combinaisons dont chacune représente un groupement de 7 élé- ments binaires. Il est évident, pour élaborer ces combinaisons, de pré-programmer des mémoires qui sont adressées par lesdits groupements et qui fournissent en réponse les informations de phase et d'amplitude de la porteuse. Cependant, on estime que la taille d'une telle mémoire, surtout pour satisfaire la re- commandation précitée, est trop importante lorsque ce disposi- tif est un composant d'un modem du type intégré. Ce genre de modem utilise un processeur de signal comme cela est décrit dans l'article de L. MARY Processeur de signaux: capacité et performances" paru dans la revue TOUTE L'ELECTRONIQUE N 7, en octobre 1987. Les processeurs sont souvent associés sur une même puce avec des mémoires de taille relativement petite, de sorte qu'il n'est pas possible d'emmagasiner de nombreuses combinaisons. La présente invention propose un dispositif de mo- dulation du genre cité dans le préambule qui est, plus parti- culièrement, destiné à être inséré dans un modem de type inté- gré et qui donc, ne nécessite pas une mémoire importante pour enregistrer de nombreuses combinaisons. Pour cela, un tel dispositif de modulation est re- marquable en ce que le circuit de modulation comporte des moyens de mémorisations adressées par une partie des éléments binaires des groupements pour fournir une valeur d'origine d'amplitude et des moyens de calculs pour obtenir les valeurs finales d'amplitude en modifiant les valeurs d'origine selon la partie restante des éléments binaires des groupements. La description suivante accompagnée des dessins ci-annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fe- ra bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispsoitif de modulation conforme à l'invention. La figure 2 représente une constellation relative à la vitesse normale de transmission selon la recommandation V33. La figure 3 représente l'exemple de réalisation préféré d'un dispositif de modulation conforme à l'invention. La figure 4 représente une constellation relative à la vitesse de repli de transmission toujours selon la recom- mandation V33. La figure 5 montre un ordinogramme représentant le fonctionnemnt du dispositif de la figure 3. A la figure 1, la référence 1 indique un registre destiné à contenir un groupement de 7 éléments binaires YO, Y1, Y2, Q3, Q4, Q5 et Q6; à ces 7 éléments binaires vont cor- respondre 128 combinaisons amplitude-phase d'une porteuse. Ces 128 combinaisons sont représentées sous forme de constellation à la figure 2. Tout ceci est en conformité avec la recommanda- tion V33 précitée. Pour obtenir ces combinaisons, il est pos- OS sible de moduler en amplitude deux composantes en quadrature de la porteuse. A la figure 1, l'oscillateur 5 fournit une composante Re et un déphaseur 7 déphasant de w/2 cette compo- sante pour fournir une deuxième composante Im. Deux modula- teurs d'amplitude 8 et 10 modulent respectivement ces compo- santes. En agissant discrètement sur ces différentes amplitu- des on obtiendra les 128 points de la figure 2 dont chacun re- présente une combinaison amplitude-phase. Le Tableau I ci-des- sous donne la valeur des groupements GR: Q6, Q5, Q4, Q3, Y2, Y1 et YO relative à chacun de ces points et l'amplitude des composantes Im et Re. Un additionneur 12 ajoute ces valeurs pour les fournir à la sortie 13. JO It -1 0LLO9d Z + E + LOLotO kad 1 + L + LLO1001 OEd9 +E + LOLLOL 9Ld O E - 11iOOO ú9d Z + I + LOOO LPd v + S + OLLOL lEd 9 + 0 1+ LOOOLL SLd O S - LLLLLLLz9d Z + L- LOLLLLO9da v + ú + LLLOOLOOEd 9 + LOLLLL La O L ILOOLLLL9d Z + E - LOO1OO Spa k + L + LLOLL00 6Zd 9 + E - L0000LL ú I + 8 + QOOLOOL 9d Z + 9 - LO O 107a b + I - LO 10 O 9 + S - LOLLLOL Zld L + 9 + OLLLLt 6 d Z + L - LOOOOL Ed b + E - LLOOLOOLza L + + OOLOLoL Lid I + + 0OOLoLO Osd Z + 6- 101100 Md b + 9 - LIIO 9Zd L + Z + OL0000L OLd L+ Z + OLLLLLO LSd E+ 9+ OOLOOOO 0d + L- LLOOLOLSZd L+ O OOLOLL 6a I -.O OOLLO 99d E + 9 + OLOOOLL 0vd 9 + 9+ OlII10 1PU L + Z - OLOLOOL 8 a LJ+ Z Ol1o0o SSd E + b+ OOLOOO 6Ed S + O O+ OOOLOLLú E L+ 1- OOIOOI Ld L+ b OOOLL00 bSd E + Z+ OL000LO d 9+ + OLLLOo d 9 + E+ 0001 9d L + 9 - OLLLOLL úsd + o OOO OOO LE + ooOLLLL L 8 + L + LLOLOO s d L + 8 - oOO 0a E + 0OLOLOLO 9úd 9 + Z - Ol 0100 Zd 8 + L- LLLLOOL b Z+ 6 + LOOOOOO 0Sd E + b000LOOLOSEc 9+ - OOLOI 6Ld 8 + E- LL00000 cd Z + L + LOLLOOL o0sd ú+ 9OlOOlI 8d S + 9 - OlOOL 8La 6 + Z + 0LLLOOOz a Z + 9 + LOOLoO 6bd E + aOOIOOO000L 0 9 ++LOOOLOL LLd 6 + Z - O0LOOO d I a8 ED - a 8D_ I au uo i a8 8D I nvliV3ll 6 - Z + 0oooooo 8Zd 9 - LOtfl0 MLa ú - 8 + 00O0OOl 96d Z- S - SOLo-O 0od 6 - Z - OLOLOOO Lzld S - 9 + I LIL LLLd ú - 9+ OlOI s6d Z L - LOOLQO 6La 8 - E + 1 0oooo 9Id s - + 0o01O10Olld E - + 000O10 t6o Z - 6 - OLOOO 0Ld 8 - L + lLooL szld S - Z + OLOOLQO 60a ú - Z + O01OLO ú6d I- 8 + OOL 0 LLd 8 - I - 111000 kzld 5 O L00L.LL 8OLd E - 00001 10Z6d L- 9 + OLOOLI 9Ld 8 - E - 0looo0L úZLd S - Z - OLOLLOO LOld E - Z- OLLOO O L6d Lt + 001110 sLa L - t + 0000011 Zld s - t 001o014 9OLd E - b - 0000100 06d I- z + 010011 Ld L - Z + 011001 Lad S - 9 - 001lo0 sola E - 9- OllOOII 68d I - O 00W111 úLd L - 0000111 OZld k - L + M01 ol0d ú - 8 - 0000000 ssd I - - o01011Ud L - Z - OLMOOL 61Id t - 5 + 140oi01 EOîd z - 6 + 00OO1O Lsd t - 01LO1 ILd L - b - 000001 81d - E + ooo10100 ZOldz - + 10O00 99d - 9 01011 OLd 9 - S + OOLO4 LMd - I + 4l00l 0 îOLd Z - S + LOOL100 s8d L- 8 00Lo 69d 9 - E + 1010011 914d > - I- 1l4100 OOld Z - E + 1010010 V8d o L + 14l401 89d 9 - + 00141 Sd t - E - l00010 66d - + LOO4 úsd O S + 44044 L9d 9 - I 0104L td t - s - LLOL 86d Z - L- 010ol0 zsa O E + IOOI01 99ds 9 - E - 001011 ú1 d t - L - IOOOL L6d Z - E - LOOL0 0 8a O _ 1101ll S9d miI au mi. au uo. mI au _ I au do ( 4Tns) I nviOOv Conformément à l'invention le dispositif de modula- tion comporte une mémoire 25 adressée par les éléments binai- res Q6, Q5 et Q4 et fournit en binaire des valeurs d'amplitude d'origine relative aux composantes Re, Im; ces valeurs d'am- plitude "x" et "y" sont notées pour la facilité de l'exposé en système décimal dans le Tableau II ci-dessous. TABLEAU II Q6 Q5 Q4 x y 0 0 0 -8 -3 0 0 1 -4 -3 o 1 O +4 -3 0 1 1 0 -3 1 0 0 +8 -3 1 0 I - 4 -7 1 1 0 +4 7 1 1 O - 7 Le dispositif de l'invention comporte aussi un or- gane de calcul 30 pour obtenir les valeurs finales d'amplitude Re et In en modifiant les valeurs "x" et "y" en fonction des éléments binaires Q3, Y2, Y1 et YO. Cet organe 30 comporte tout d'abord un multiplexeur 40 qui fournit à sa sortie la va- leur Y1 qui est soit la valeur initiale "y" soit la valeur -y-2; cette dernière valeur est obtenue au moyen d'un inver- seur 41 et d'un additionneur 42 qui ajoute "-2" à la valeur élaborée par l'inverseur 41. La position du multiplexeur 40 est déterminée par l'élément binaire Q3 de sorte que l'on peut écrire les valeurs xl et yl établies à partir de x et y: Si Q3 = 0 alors xl = x et yl = y Si Q3 = 1 alors xl = x et y1 = -y+2 Deux autres multiplexeurs 50 et 52 sont prévus pour fournir à leur sortie respectivement les valeurs x2 et y2. La valeur x2 peut être soit la valeur xl (ou x) soit la valeur -x1+1 qui est obtenue au moyen d'un inverseur 56 et d'un addi- tionneur 58 qui ajoute "+1" à la valeur élaborée par l'inver- seur 56. La valeur y2 peut être soit la valeur yl soit la va- leur -y1-1 qui est obtenue au moyen d'un inverseur 66 et d'un additionneur 68; cet additionneur 68 ajoute la valeur "-1" à la valeur élaborée par l'inverseur 66. La position des multi- plexeurs 50 et 52 est déterminée par la valeur logique d'un signal apparaissant à la sortie d'une porte 'OU-EXCLUSIF" 59 de sorte que l'on peut écrire: Si Y1 + YO = O alors x2 = xl y2 = yl Si Y1 + YO = 1 alors x2 = -y1+1 y2 = -y1-1 Pour élaborer les valeurs finales xF et yF qui dé- terminent l'amplitude des composantes Re et Im, il est prévu deux multiplexeurs 60 et 62 à quatre positions qui reçoivent sur leurs entrées les valeurs x2, y2, -x2 et -y2 les valeurs négatives étant obtenues par les inverseurs 65 et 66 respecti- vement. La position de ces multiplexeurs est régie par les éléments binaires Y2 et Y1. Le Tableau III ci-dessous donne les valeurs xf et yF en fonction de Y2 et Y1. TABLEAU III Y2 Y1 xF yF o o x2 y2 0 1 y2 -x2 1 0 -x2 -y2 1 1 -y2 x2 La figure 3 montre le mode de réalisation préféré d'un dispositif conforme à l'inventioi. Il est bâti autour d'un ensemble à microprocesseur 50 contenant une mémoire de travail à accès aléatoires (mémoire RAM) et une mémoire conte- nant le programme de fonctionnement ainsi que des données dont notamment celles indiquées au Tableau III (mémoire ROM), ainsi que le microprocesseur (pP) proprement dit. Cet ensemble com- munique à l'extérieur par l'intermédiaire d'une ligne de don- nées BUSD pour recueillir les données provenant notamment du registre 1 et pour les fournir à des registres finals 60 et 61 contenant respectivement les valeurs finales xF et yF. Une li- gne BUSA permet de sélectionner ces différents registres 1, , 61 ainsi qu'un registre 65. Ce registre contient une indi- cation de repli. En effet, si on se reporte à la recommanda- tion V33, il est prévu de transmettre des données à une vites- se de repli qui est de 12000 éléments binaires/s au lieu de la vitesse de 14000 éléments binaires impliquant la constellation représentée à la figure 2. La vitesse de repli implique donc une autre constellation représentée à la figure 4. Le Tableau IV donne les groupements d'éléments binaires de repli Q5, Q4, Q3, Y2, Y1, YO en fonction des valeurs finales xF et yF. TABLEAU IV xF yF xF yF R 1 010100 - 7 + 7 R33 000100 - 7 - 1 R 2 010001 - 5 + 7 R34 000001 - 5 - 1 R 3 111110 - 3 + 7 R35 001110 - 3 - 1 R 4 000111 - 1 + 7 R36 101111 - 1 - 1 R 5 011100 + 1 + 7 R37 101100 + 1 - 1 R 6 011001 + 3 + 7 R38 101001 + 3 - 1 R 7 110110 + 5 + 7 R39 100110 + 5 - 1 R 8 010111 + 7 + 7 R40 011111 + 7 - 1 R 9 110101 - 7 + 5 R41 111101 - 7 - 3 R10 110000 - 5 + 5 R42 111000 - 5 - 3 R11 111011 - 3 + 5 R43 001011 - 3 - 3 R12 000010 - 1 + 5 R44 101010 - 1 - 3 R13 100101 + 1 + 5 R45 001101 + 1 - 3 R14 100000 + 3 + 5 R46 001000 + 3 - 3 R15 110011 + 5 + 5 R47 100011 + 5 - 3 R16 010010 + 7 + 5 R48 011010 + 7 - 3 R17 011110 - 7 + 3 R49 010110 - 7 - 5 R18 100111 - 5 + 3 R50 110111 - 5 - 5 R19 001100 - 3 + 3 R51 100100 - 3 - 5 R20 001001 - 1 + 3 R52 100001 - 1 - 5 R21 101110 + 1 + 3 R53 000110 + 1 - 5 R22 001111 + 3 + 3 R54 111111 + 3 - 5 R23 111100 + 5 + 3 R55 110100 + 5 - 5 R24 111001 + 7 + 3 R56 110001 + 7 - 5 R25 011011 - 7 + 1 R57 010011 - 7 - 7 R26 100010 - 5 + 1 R58 110010 - 5 - 7 R27 101101 - 3 + I R59 011101 - 3 - 7 R28 101000 - 1 + 1 R60 011000 - 1 - 7 R29 101011 + 1 + 1 R61 000011 + 1 - 7 R30 001010 + 3 + 1 R62 111010 + 3 - 7 R31 000101 + 5 + 1 R63 010101 + 5 - 7 R32 000000 + 7 + 1 R64 010000 + 7 - 7 Le fonctionnement du dispositif préféré de l'inven- tion est expliqué maintenant à l'aide de l'ordinogramme de la figure 5. Le déroulement du programme représenté par cet ordi- nogramme débute à la case K1 qui indique un test de la valeur RP. Cette valeur RP contenue dans le registre 65, indique, si la valeur est "1", que la transmission doit avoir lieu avec la vitesse de repli et sinon, que cette transmission doit s'ef- fectuer à-la vitesse normale. Dans le cas de la vitesse normale on passe à la case K2 o l'on indique une lecture des 7 éléments binaires à transmettre Q6, QS, Q4, Q3, Y2, Y1, YO. En fonction des élé- ments binaires Q6, Q5, Q4 on affecte une valeur à x et y con- formément au tableau de la case K3 qui est identique au Ta- bleau II. Puis à la case K4, on teste la valeur de l'élément binaire Q3. Si celui-ci est égal à "1" la valeur de y est transformée: cette nouvelle valeur est -y-2 comme cela est indiqué à la case K5. A la case K6 on teste le résultat de l'oparation 'OU-EXCLUSIF" effectuée sur les éléments YO et Y1. Si le résultat est "0" on passe à une partie de programme PPC. Si le résultat de l'opération est "1" alors on effectue une transformation telle qu'indiquée à la case K7, c'est-à-di- re que x prend la valeur: -x+1 et y, la valeur -y-1. Ensuite on passe à la partie de programme PPC. Si le résultat du test de la case K1 est positif on va alors à la case K10 o l'on lit les éléments binaires Q4, Q4, Q3, Y2, Y1, YO utilisés pour la vitesse de repli. En fonc- tion des éléments Q4 et Q3 dont les valeurs peuvent être 00, 01, 10 et 11 on affecte (voir case K11) respectivement à x les valeurs 7, 3, 7, -1 et à y, les valeurs 1, -3, -7 et -7. Puis à la case K12 on teste la valeur de l'élément binaire Q5. Si cette valeur est "0" on passe à la case K13; si elle est "1" on substitue à la valeur x la valeur y+2 et à la valeur y la valeur x-2. Ceci est indiqué à la case K14. A la case K13, on teste le résultat de l'opération OU-EXCLUSIF effectuée sur les éléments binaires YO et Y1. Si le résultat est "0" on passe à la partie de programme PPC. Si le résultat est "1" on effectue une transformation telle qu'indiquée à la case K15, c'est-à- dire que la valeur x prend la valeur -x+2 et que y prend la valeur opposée -y et l'on passe à la partie de programme PPC. Cette partie de programme est commune pour le trai- tement à la vitesse normale et à la vitesse de repli et l'on doit bien remarquer que ceci est avantageux car on économise ainsi des lignes de programme qui doivent être implantées dans la mémoire ROM de l'ensemble 50. Cette partie de programme débute à la case K20 o l'on teste la valeur Y2, Y1; si celle-ci est différente de "01" on passe à la case K21, si elle est égale à "01" on passe à la case K22 o les valeurs de x et y deviennent respective- ment y et -x. A la case K21 on teste la valeur de Y2,Y1 par rapport à "10"; s'il n'y a pas identité, on passe à la case K22; s'il y a identité, on va à la case K23 o les valeurs de x et y deviennent respectivement -x et -y. A la case K22 on teste si la valeur Y2,Y1 est identique à "11" s'il n'y a pas identité on va à la case K23 o les valeurs de x et y sont chargées dans les registres 60 et 61. S'il n'y a pas identité on va à la case K24 qui indique un changement de x et y qui deviennent -y et x. De la case K24 on passe à la case K23. REVENDICATIONS 1. Dispositif de modulation pour moduler une onde en phase et en amplitude, dispositif comportant une entrée pour recevoir des groupements d'éléments binaires, un circuit de OS déphasage pour fournir deux composantes déphasées de ladite onde et un circuit de modulation pour moduler en amplitude les deux composantes en fonction desdits groupements, caractérisé en ce que le circuit de modulation comporte des moyens de mé- morisations adressées par une partie des éléments binaires des groupements pour fournir une valeur d'origine d'amplitude et des moyens de calculs pour obtenir les valeurs finales d'am- plitude en modifiant les valeurs d'origine selon l'autre par- tie des éléments binaires des groupements. 2. Dispositif de modulation selon la revendication 1 convenant plus particulièrement pour satisfaire la recommanda- tion V33 qui préconise une vitesse de transmission normale et une vitesse de transmission de repli, caractérisé en ce que les moyens de calculs comportent une partie commune relative aux deux vitesses de transmission. 3. Dispositif de modulation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation et les moyens de calculs sont formés à partir d'un ensemble à microprocesseur.