Brevet FR2641917A1 — publié le 19900720

DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC DU CANAL DE TRANSMISSION POUR MODEM NUMERIQUE La présente invention se rapporte à un dispositif de diagnostic du canal de transmission pour modem numéri- que. Les faisceaux hertziens sont en général associés à des outils d'aide à l'exploitation et à la maintenance. D'une façon générale, le diagnostic effectué par ces dispo- sitifs sur le faisceau se réduit à la gestion d'un jeu d'alarmes détectant le non-fonctionnement des fonctions élémentaires de ce faisceau. Ces dispositifs connus se révèlent insuffisants lorsque l'on désire obtenir des informations, pour un bond et un canal donné, sur entre autres: - - les évènements de propagation (trajets multiples essen- tiellement), avec des statistiques sur ces événements en fonction de leurs caractéristiques; - la fonction de transfert du canal, et par conséquent la distorsion linéaire résiduelle, et son évolution lente éventuelle au cours du temps; - la distorsion non-linéaire résiduelle; - le rapport signal à bruit sur le signal reçu. L'analyse des événements de propagation peut se faire, de manière connue en soi, par des enregistrements utilisant des équipements dédiés à cette tâche (liaison hertzienne associée à un Analyseur de Faisceaux Hertziens). Ceci a pour inconvénient que, pendant que dure cette analyse, la liaison ainsi équipée est alors inutilisable pour son utilisation normale de transmission. Il est connu d'effectuer cette analyse de manière non-intrusive, c'est-à-dire sans perturber le fonctionne- ment de la liaison, par l'analyse des coefficients de l'égaliseur temporel, si le faisceau est équipé d'un tel dispositif. L'inconvénient dans ce cas, est que cette ana- lyse est limitée par les caractéristiques de l'égaliseur temporel. S'il s'agit d'un analyseur synchrone, la fenêtre fréquentielle d'analyse ne couvre alors pas la totalité du spectre du signal. En outre, la résolution fréquentielle d'analyse est dans un tel cas limitée par le nombre de coefficients associé à l'égaliseur. Cette méthode est aussi applicable à tout autre dispositif de contremesure équipant les faisceaux hert- ziens numériques (égaliseurs fréquentiels, diversité), et elle a pour inconvénient de toujours conduire à une analyse grossière du canal. En outre, l'analyse-qui est faite concerne toujours la distorsion corrigée, et non pas la distorsion résiduelle. L'invention, qui vise à remédier à ces inconvé- nients, offre un dispositif de diagnostic du canal de transmission pour modem numérique, qui est entre autres capable d'analyser: 15. la fonction de transfert du canal d'un faisceau hertzien, avec une grande résolution fréquentielle: une analyse fine des trajets multiples peut ainsi être faite, ainsi qu'une analyse du filtrage modem, et de son évolution au cours du temps; 20. la distorsion non linéaire résiduelle à la réception; le rapport signal à bruit sur le signal reçu; l'erreur quadratique moyenne sur le signal reçu; les défauts de quadrature sur la constellation. A cet effet, ce dispositif comporte deux analy- seurs logiques qui comprennent chacun une mémoire vive à écriture rapide, branchées en parallèlle sur les voies numériques du signal en bande de base et aptes à stocker, sous commande d'un processeur, des échantillons successifs du signal numérique sur une profondeur définie, les infor- mations échantillonnées étant alors analysées par un organe logique. De toute façon, l'invention sera bien comprise r et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence à la figure unique annexée, qui représente schématiquement la partie réception d'un démodulateur-régénateur pour modulation numérique, équipé d'un dispositif de diagnostic conforme à l'invention. En se référant à cette figure unique, le signal en fréquence intermédiaire ou en hyperfréquence à démoduler est reçu en 1, et il est appliqué, par les fils 2 et 3, à deux mélangeurs, respectivement 4 et 5, qui reçoivent res- pectivement par ailleurs, sur leur deuxième entrée 6, 7, le signal de porteuse récupérée en 8, respectivement déphasé de 90 degrés par le déphaseur 11 (pour le mélangeur 4) et non déphasé (pour le mélangeur 5). Des deux mélangeurs 5 et 4 sortent respectivement, en 9 et 10, les signaux démodulés en bande de base,-en pha- se pour le signal en 9 et en quadrature pour le signal en 10. Ces deux signaux, après passage par un filtre respectif 12, 13, sont appliqués aux entrées 14 et 15 de deux conver- tisseurs analogique-numérique respectifs 16 et 17 qui sont tous deux séquences, sur leur entrée de signal d'horloge, 18 et 19 respectivement, par un même signal d'horloge de fréquence égale au double de la fréquence symbolique H, la condition étant,.comme on le verra ci- après, que la fré- quence du signal d'horloge appliqué aux convertisseurs 16 et 17 soit au moins égale au double de cette fréquence H = 1/T des symboles, T étant le laps de temps qui sépare deux symboles consécutifs. De manière classique, les signaux démodulés et rénumérisés, en sorties 20 et 21 des convertisseurs 16 et 17 sont respectivement appliqués à un circuit 22 comportant un égaliseur numérique et un filtre numérique, dont le si- gnal de sortie en 23 est appliqué au circuit 24 de décision et de régénération, duquel un signal régénéré sort en 25. Conformément à l'invention, les sorties 20 et 21 précitées sont également reliées, par des connexions multi- ples 26 et 27 respectivement, à deux. mémoires vives à écri- ture rapide 28 et 29, identiques et de profondeur N (c'est- à-dire pouvant chacune mémoriser un total maximal de N mots). Ces mémoires 28, 29-sont gérées, à travers les con- nexions multiples 30 et 31, par un microprocesseur 32. Ce processeur 32 est lui-même relié, par des voies de service. numériques 33, à un organe logique central de commande et de calcul 34. Les convertisseurs numérique-analogique 16, 17 sont échantillonnés systématiquement au débit minimum de 2 H = 2/T et offrent une résolution suffisante (par exemple 8 bits). De telles contraintes sont automatiquement satis- faites si le modem est équipé d'un filtrage réception numé- rique ou d'un égaliseur transverse numérique fractionné, ce qui est présentement le cas. Les deux mémoires numériques à écriture rapide 28, 29 permettent de mémoriser des échantillons numériques suc- cessifs correspondant aux voies en phase 20 et en quadratu- re 21, pendant un intervalle de temps choisi et égal à NT/2. Le microprocesseur 32 qui contrôle ces mémoires peut demander, suite à une requête provenant du calculateur cen- tral 34 par les voies de service numérique 33, un enregis- trement, auquel cas les mémoires 28, 29 se remplissent avec les N échantillons qui suivent la demande d'enregistrement. Il peut ensuite accéder au contenu de cet enregistrement, et le transmettre par les voies de service numérique 33, en vue d'âtre analysées par le calculateur central 34. Le calculateur 34, qui dispose alors d'un échantillon long de NT/2 du signal complexe (c'est-à-dire en phase et en quadrature) après filtrage, peut estimer le signal complexe émis avant filtrage avec exactitude, même en présence d'une distorsion importante entrainant un taux d'erreur sur la transmission, et donc, par l'intermédiaire de transformées de Fourier par exemple, calculer la fonc- tion de transfert du canal, avec une fenêtre fréquentielle d'analyse égale à 2/T et une résolution fréquentielle égale à 2/NT. Pour obtenir une telle finesse d'analyse avec l'observation des coefficients d'un égaliseur fractionné, il faudrait disposer d'un égaliseur fractionné à N coeffi- cients, ce qui serait beaucoup plus complexe. Une analyse statistique de la constellation reçue à partir de cet échantillon de signal permet aussi de cal- culer la distorsion non linéaire résiduelle (par exemple sous forme de courbes amplitude-amplitude et amplitude- phase), le défaut de quadrature, etc... Lors de plusieurs enregistrements consécutifs, le calculateur 34 est capa- ble de séparer les dérives lentes du matériel des évolu- tions rapides dues aux événements de propagation, ou des variations erratiques dues au bruit thermique, et donc de quantifier ce bruit thermique. Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Dans cet exemple, le processeur 32 a simplement pour rôle de gérer les échanges sur les voies de service numériques 33 à destination d'un calculateur central 34, constituant par exemple une station terminale. Il est néanmoins également possible d'envisager le cas o c'est le processeur 32 lui- même qui fait le diagnostic, en étudiant l'échantillon mémorisé: il s'agit alors d'un diagnostic local, au lieu d'un diagnostic réalisé au niveau de l'ensemble du faisceau hertzien. Le signal d'horloge appliqué, en 18 et 19, aux convertisseurs analogique-numérique 16 et 17, est un signal à fréquence 2 H afin de satisfaire au théorème de Schannon puisqu'il existe, dans le spectre utilisé, des composantes spectrales qui vont au delà du débit symbolique * il va de soi que cette même fréquence pourrait tout aussi bien être supérieure à cette valeur minimale 2 H. 6419 17 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de diagnostic du canal de transmis- sion pour modem numérique, caractérisé en ce qu'il comporte un-ou plusieurs analyseurs logiques qui comprennent deux mémoires vives (28, 29) à écriture rapide, branchées en parallèle sur les voies numériques (20, 21) du signal en bande de base, et aptes à stocker, sous commande d'un pro- cesseur (32), des échantillons successifs du signal numéri- que sur une profondeur définie (N), les informations échan- tillonnées étant alors analysées par un organe logique (34). 2 - Dispositif de diagnostic selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que lesdites mémoires (28, 29) sont reliées à un processeur (32) apte à gérer les échanges sur des voies de service numériques (33} à destination d'un organe logique central de commande et de calcul (34), afin d'obtenir un diagnostic réalisé au niveau de l'ensemble du faisceau hertzien. 3 - Dispositif de diagnostic selon la revendica- tion 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites mémoires (28, 29) sont reliées à un processeur (32) qui est non seulement apte à gérer ces mémoires, mais qui est en outre apte à établir lui-même le diagnostic, qui est alors un diagnostic local. 4 - Dispositif de diagnostic selon l'une des re- vendications 1 à 3, appliqué à un démodulateur-régénérateur pour modulation numérique, caractérisé en ce qu'il compor- te, sur chacune des voies (14, 15) du signal démodulé en bande de base, des convertisseurs analogique-numérique (16, 17) qui sont séquences par un signal d'horloge de fréquence au moins égale au double de la fréquence (H) du débit symbolique.