Brevet FR2658677A1 — publié le 19910823

i La présente invention concerne un procédé destiné à extraire une information d'une onde porteuse, et concerne plus généralement un procédé et un appareillage tels que décrits dans les brevets US-A-4 106 007 et US-A-4 218 655. Comme décrit dans ces brevets, on sait qu'une tension de modulation peut être superposée à une tension d'un système de puissance, en des endroits spécifiés, sur la tension du système de puissance, tels qu'un passage par zéro, pour provoquer des modifications de la forme d'onde de l'onde porteuse Dans le mode de mise en oeuvre décrit ci-après, l'onde porteuse est l'onde du courant d'un réseau de distribution d'énergie électrique. La communication sur les lignes de distribution d'énergie électrique est utile pour la signalisation, la lecture de mesures, la commande de charges, et différents autres usages Cependant, la communication sur un réseau de distribution électrique est d'une mise en oeuvre complexe. Chaque service utilisateur constitue une branche du réseau de distribution, et le branchement est si étendu qu'il n'est pas réalisable d'utiliser des circuits filtres et de court- circuit en chaque point de branchement Le réseau de distribution n'est pas un moyen attractif pour les communications conventionnelles, en raison de l'atténuation et de la dispersion des signaux, et en raison des niveaux de bruit qui tendent à devenir élevés Pour résoudre le problème des niveaux de bruit élevés, il est habituellement nécessaire d'utiliser un filtrage à bande étroite, des codes de détection d'erreur et de correction d'erreur, ainsi que des niveaux de puissance de signal relativement élevés et des cadences de transmission de bits faibles. Les problèmes précédemment mentionnés surviennent dans deux domaines Le premier concerne la transmission d'informations à partir d'une source centrale, dans la direction du flux d'énergie, vers les dépendances d'un utilisateur individuel Cette transmission d'informations dans la direction du flux d'énergie est désignée comme étant une signalisation "vers l'extérieur" Des fonctions telles que la lecture automatique de mesures, et des systèmes d'alarme variés, requièrent cependant que l'information ne passe pas seulement à partir d'une source simple vers l'utilisateur terminal, mais également à partir de l'utilisateur terminal vers la station centrale Cette transmission d'information dans la direction opposée à celle du flux d'énergie est désignée comme étant une signalisation "vers l'intérieur". Dans le système décrit dans les brevets précédemment mentionnés chaque chiffre binaire (un " 1 " binaire ou un " O " binaire) est un composite Il est constitué de quatre modulations d'impulsions de courant disposées en des passages par zéro présélectionnés de la forme d'onde de tension du réseau de distribution électrique Ces quatre impulsions de courant sont logées à l'endroit de huit passages par zéro (quatre cycles complets) de la forme d'onde Les distributions des impulsions de courant pour des " 1 " et des " O " sont complémentaires. Naturellement toute distribution d'impulsions particulière pour former un " 1 " n'est pas unique En utilisant différentes distributions d'impulsions pour définir des " 1 " et des " O " binaires, il est possible de définir un nombre de canaux séparés sur lesquels l'information peut être transmise dans chacune des huit parties de demi- cycle de la forme d'onde Cependant quel que soit le canal les formes d'impulsion pour des " 1 " et des " O " sont complémentaires. Il a été constaté en étudiant les signaux "vers l'intérieur" reçus sur les systèmes de communication du type décrit précédemment, que les distributions des impulsions sont parfois "contaminées" Il en résulte qu'il est difficile de reconstruire le message envoyé à l'origine, même avec des niveaux de signal relativement élevés et des cadences de transmission de bits faibles pour de tels systèmes. Pour remédier au problème de contamination des bits, des systèmes de contrôle à simple parité avec des moyens de correction d'erreurs ont été essayés, mais n'ont pas donné entièrement satisfaction La correction d'erreur dans de tels cas n'a pas toujours été complètement affinée. Un exemple du problème de la contamination de bits implique la méthode de détection de bits typiquement utilisée dans de tels systèmes. Jusqu'à présent la méthode de détection, dans de tels systèmes de communication, a habituellement nécessité de réaliser la somme des amplitudes des impulsions de courant détectées Avec une telle méthode une impulsion contaminée gravement peut contaminer le bit entier, même lorsque les autres impulsions peuvent ne pas être contaminées. La présente invention a pour but de fournir une méthode améliorée de détection de bits contaminés dans un système de communication d'un réseau de distribution électrique. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle méthode comportant une capacité améliorée pour corriger un bit contaminé. Un autre but de la présente invention est de fournir une telle méthode qui permette d'identifier et d'isoler des bits non susceptibles de correction. Un quatrième but de la présente invention est de fournir une méthode qui utilise une mesure de la stabilité de la porteuse comme une aide à la correction des bits contaminés. En résumé la méthode suivant la présente invention est appliquée à un système de communication utilisant la forme d'onde d'un courant d'un réseau de distribution électrique en tant que porteuse, et dans lequel le signal est présent en tant que chiffres binaires composites Chaque chiffre binaire composite est défini par une distribution d'impulsions en des positions présélectionnées sur la forme d'onde de tension, les impulsions étant espacées le long de la forme d'onde, de façon qu'elles soient ordonnées dans le temps Dans un tel système la distribution d'impulsions pour un " 1 "i binaire est complémentaire d'impulsions pour un " O " binaire La méthode est conçue spécifiquement pour identifier les chiffres binaires, et inclut l'étape d'échantillonnage de la forme d'onde du courant, aux endroits présélectionnés, pour obtenir un jeu ordonné de valeurs de forme d'onde Les amplitudes des valeurs échantillonnées correspondant à une distribution d'impulsions d'un chiffre binaire sont plus grandes, dans un système libre de bruit, lorsque le chiffre binaire correspondant à cette ditribution d'impulsions est présent que lorsqu'il est absent. La méthode comprend également l'étape consistant à examiner les valeurs de forme d'onde ordonnées de chaque bit, pour déterminer si les valeurs tombent à l'intérieur d'un critère prédéterminé, indicatif d'une porteuse stable. Lorsque les valeurs de forme d'onde ordonnées d'un bit particulier tombent toutes à l'intérieur du critère prédéterminé, ce bit particulier est identifié comme ayant la valeur binaire correspondant à sa distribution d'impulsions échantillonnée Mais lorsqu'au moins plusieurs des valeurs de forme d'onde ordonnées d'un bit particulier tombent à l'extérieur du critère prédéterminé, ce bit particulier est désigné comme suspect Pour chaque bit suspect les valeurs ordonnées de ce bit et des bits qui lui sont adjacents, sont testées pour déterminer si une série d'un premier nombre prédéterminé de valeurs successives concordent avec le critère prédéterminé de stabilité Les séries doivent inclure au moins un second nombre prédéterminé de valeurs successives provenant du bit suspect, et au moins le second nombre prédéterminé de valeurs successives provenant d'un bit adjacent Lorsque le test de l'étape de test est satisfait, la valeur binaire, s'il y en a une, du bit suspect est identifiée sur la base du second nombre prédéterminé de valeurs successives du bit suspect Sinon le bit suspect est désigné comme étant non susceptible de correction. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une représentation graphique d'une partie des formes d'onde de tension et de courant d'un réseau de distribution électrique, montrant la disposition d'une impulsion de courant injectée à l'endroit d'un passage par zéro de la forme d'onde de tension. La figure 2 est un schéma synoptique, représentant un appareillage typique de mise en oeuvre de la méthode suivant l'invention. La figure 3 est une courbe représentant des échantillons de courant pris par l'appareillage de la figure 2, illustrant la contamination d'un bit. La figure 4 est une représentation graphique de la forme d'onde de courant de la figure 1, montrant la disposition et l'amplitude générale des échantillons de courant, pris par l'appareillage de la figure 2. La figure 5 est une représentation graphique d'une partie, à huit demicycles standards, de la forme d'onde de tension de la figure 1, montrant la disposition des impulsions de courant pour définir un " 1 " binaire dans un canal particulier du système de communication. La figure 6 est une représentation graphique, similaire à celle de la figure 5, montrant une distorsion extrême telle que tous les signaux présents sur celle-ci sont perdus. La figure 7 est une courbe représentant les échantillons de courant pris par l'appareillage de la figure 2, illustrant la contamination d'un bit. La figure 8 est une représentation graphique similaire à celle de la figure 1 montrant l'effet d'une pointe transitoire de puissance sur le réseau de distribution électrique. Sur ces figures des références identiques indiquent des éléments identiques. Une méthode de signalisation appropriée pour une communication "vers l'intérieur" et "vers l'extérieur" d'un système de distribution électrique est représentée sur la figure 1 Dans cette méthode une impulsion de courant "i" est représentée injectée près du passage par zéro de la tension du système à 60 Hz Naturellement, le signal de courant pourrait être injecté en un autre endroit approprié (c'est-à- dire à un autre niveau de tension) Sur la figure 1, et sur tous les dessins, une lettre majuscule indique des tensions ou des courants continus, et des lettres minuscules indiquent des impulsions de courte durée Le signal pour une impulsion indiquée "i" est identique en signe et en phase avec le courant du système indiqué "I", mais est d'une durée beaucoup plus courte Quoiqu'une seule impulsion signal "i" soit représentée sur la figure 1, en pratique il est souhaitable d'injecter des impulsions en différents passages par zéro (par exemple en quatre endroits), de façon que le signal se distingue mieux du bruit. Le signal présent sur la figure 1 est extrait par échantillonnage de la forme d'onde du courant I du réseau de distribution électrique, aux endroits présélectionnés (par exemple lors des passages par zéro) Ceci est représenté sur la figure 2 par l'unité d'acquisition 11 Le circuit destiné à l'échantillonnage des formes d'ondes du courant est, bien entendu, bien connu Les valeurs échantillonnées sont fournies par une interface standard 13 à un calculateur 15. L'interface spécifique nécessaire est déterminée par le calculateur spécifique 15 utilisé. Le calculateur 15 est programmé par un logiciel approprié, pour mettre en oeuvre le procédé d'identification suivant la présente invention En fait un des avantages de la présente invention est qu'elle ne requiert pas de matériel en plus de celui disponible dans les systèmes de communication, qui utilisent la forme d'onde du courant d'un réseau de distribution électrique en tant que porteuse. La contamination d'un bit peut occasionnellement provoquer la dégradation des signaux dans des systèmes de communication de réseau de distribution électrique, au-delà de la capacité de correction des codes de correction d'erreur/contrôle de parité standards Un exemple de contamination de bit est représenté sur la figure 3 Cette courbe représente un affichage de données représentant à la fois des bits non contaminés et des bits contaminés La figure 3 est constituée de huit trames correspondant à huit bits (bits 11 à 18) d'un message multibits, présentés de façon séquentielle dans le temps, les valeurs de formes d'onde échantillonnées étant représentées Comme on peut le voir, il y a, pour chaque bit, huit endroits différents de la forme d'onde o l'échantillonnage prend place Trois de ces endroits sont représentés sous une forme simplifiée sur la figure 4 Comme on peut le voir les échantillons sont pris près des passages par zéro de la forme d'onde de tension, si bien que les échantillons de la figure 3 représentent huit passages par zéro de cette forme d'onde pour chaque bit. Les échantillons individuels eux-mêmes sont constitués de douze points échantillons, groupés à l'endroit du passage par zéro de la forme d'onde de tension En raison de l'échelle de la figure 3, les douze points échantillons de chacun des huit endroits d'échantillons par bit, ne sont pas représentés L'analyse des groupements peut être faite sur des points échantillons individuels, ou sur différents types de moyennes de valeurs de groupes, comme désiré. Comme mentionné précédemment, la forme d'onde du réseau de distribution électrique peut comporter un nombre de canaux différents Ces canaux sont définis par les distributions ou ensembles d'impulsions qui définissent un " 1 " binaire et un "U O "U binaire Les huit passages par zéro d'un segment, de longueur correspondant à un bit, de la forme d'onde de tension sont désignés par 1 à 8 sur la figure 5 En utilisant ces "étiquettes", un canal possible pourrait être défini par (a) des impulsions de courant aux quatre premiers passages par zéro définissant un " 1 " binaire et (b) des impulsions de courant aux quatre derniers passages par zéro définissant un " O " binaire A titre d'illustration un canal différent est utilisé ici Ce canal, désigné arbitrairement canal 15, est défini comme suit: " 1 " binaire impulsions aux points de passage par zéro 1,4,6 et 7 " O " binaire impulsions aux points de passage par zéro 2,3,5 et 8. La figure 5 représente la distribution de bit idéale (la distribution des impulsions d'un bit dans un système libre de bruit) pour un " 1 " binaire dans le canal 15 Dans les données échantillonnées représentées sur la figure 3, en conséquence, les règles de distribution de bit pour un " 1 " binaire, telles qu'appliquées aux groupes de points échantillons, doivent être comme suit: Les groupes 1 et 7 doivent être plus hauts que les groupes 3 et 5. Les groupes 4 et 6 doivent être plus hauts (en amplitude) que les groupes 2 et 8. Ceci est naturellement vrai seulement si la porteuse (la forme d'onde du courant 60 Hz du réseau de distribution électrique) est bien conformée Pour le bit " O " le complément de ces règles de groupement est vrai. A l'examen de la figure 3 on peut voir que pour les bits numéros 11,12,13, 17 et 18 la porteuse est de bonne conformation Cependant pour les bits 14, 15 et 16 on ne peut pas dire que la porteuse soit de bonne conformation La perturbation de la porteuse commence au dernier demi-cycle du bit 14, et se termine aux environs du milieu du bit 16 Le bit 14 est partiellement détruit, le bit 15 est totalement détruit et le bit 16 a subi des destructions bien qu'il soit difficile d'établir jusqu'à quel point. Le tableau I montre la valeur numérique du point échantillon 6 (parmi les douze points échantillons pour chaque groupe) pour les bits 11 à 18 de la figure 3, qui font partie d'un message de cinquante-six bits On notera que le début de la destruction commence au dernier échantillon du bit 14 Dans le tableau I la première colonne représente le numéro du bit, les huit colonnes suivantes sont les valeurs des échantillons, et la dernière colonne est le résultat que l'on obtient en appliquant la matrice de détection (+l,+l,- 1,-1,-1,-1,+ 1,+ 1,) aux échantillons Un nombre négatif dans cette dernière colonne a, jusqu'à présent, fait identifier le bit en question comme étant un " O " binaire, alors qu'un nombre positif, dans cette dernière colonne, a signifié que le bit est un " 1 " binaire. 11 305 12 306 13 307 14 308 316 16 326 17 314 18 313 -315 -315 -315 -315 -357 -331 -317 -316 TABLEAU I -318 302 -316 303 -317 304 -318 305 -348 324 -334 314 -320 309 -319 309 -317 -318 -318 -317 -337 -324 -319 -319 -314 -314 -314 -388 -332 -319 317 -316 -61 -10 L'examen de la figure 3 et du Tableau I conduisent à penser que le bit 14 et vraisemblablement le bit 16 peuvent être corriges. Naturellement, avant qu'un bit défectueux puisse être corrigé, il est nécessaire qu'il soit détecté Ceci est réalisé comme suit: Pour l'un quelconque des douze points "j" échantillons du canal 15 on peut écrire: Demi-cycle Numéro Valeur 1 Ai = 2 A 2 = - 3 A 3 = 4 A 4 = - A 5 = 6 A 6 = - 7 A 7 = 8 A 8 = - échantillonnée (i 1 + ALPHA +nl) (i 2 + N 2) (i 3 + N 3) (i 4 + N 4 + ALPHA) (i 5 + N 5) (i 6 + N 6 + ALPHA) (i 7 + ALPHA + N 7) (i 8 + N 8) Détection Algorithme + 1 + 1 -1 -1 -1 -1 + 1 + 1 o "i" indique la valeur de la porteuse, ALPHA la valeur du signal, "n" est la valeur du bruit, Am est la valeur échantillonnée, et "m" est le demi-cycle ou numéro du passage par zéro. Pour une porteuse libre de bruit, ou de bonne conformation, il = i 3 = i 5 = i 7 = ip ip i 2 = i 4 = i 6 = i 8 = in N 1 = N 2 = N 3 = N 4 = N 5 = N 6 N 7 = N 8 O ou ip est une constante et in est une constante, ces constantes reflétant l'endroit précis sur la forme d'onde de tension à partir duquel l'échantillon a été réalisé. Lorsque la matrice de détection est appliquée aux valeurs échantillonnées "Am" on obtient le résultat: R = A 1 + A 2 A 3 A 4 A 5 -A 6 + A 7 +A 8 A 1, A 3, A 5 et A 7, sont tous positifs, et A 2, A 4, A 6 et A 8 sont tous négatifs On peut partager les valeurs "Am" en jeux d'éléments ordonnés dans lesquels un des éléments du jeu contient le signal et l'autre non Ou de façon équivalente, on peut partager R en R 1, R 2, R 3 et R 4 de façon que: R 1 = A 1 A 3 = (ip + ALPHA) (ip) = + ALPHA R 2 = A 2 A 4 = (-in) (-in ALPHA) = + ALPHA R 3 = A 7 A 5 = (ip + ALPHA) (ip) = + ALPHA R 4 = A 8 A 6 = (-in) (-i 6 ALPHA) = + ALPHA En appliquant le même partage aux échantillons lorsque le bit est un " O " binaire on obtient: R 1 = ALPHA R 2 = ALPHA R 3 = ALPHA R 4 = ALPHA On notera que en partageant R, ou les valeurs I"A," 1 l'intervalle de temps entre les valeurs "Aml" d'un jeu est minimisé, de façon que les "R" soient également ordonnés dans le temps Si ceci n'est pas fait, il devient impossible de déterminer, de façon précise, quelles valeurs sont obtenues à partir de parties stables de la porteuse et quelles valeurs sont obtenues à partir de parties instables de celle-ci. Ainsi les valeurs échantillons sont partagées en jeux de différences R 1, R 2,R 3 et R 4 o la valeur du signal du bit est définie comme R = R 1 + R 2 + R 3 + R 4. Pour identifier le bit détecté, ou pour détecter les bits contaminés, un test de premier niveau qui peut être appliqué, consiste à tester le bigne de Ri, le signe de R 2, le signe de R 3, et le signe de R 4 Si tous les signes sont positifs, alors le bit " 1 " est détecté Si le résultat du test dévie de cette structure, il existe une base solide pour déclarer que le bit est considéré comme un bit défectueux. Mais il y a une possibilité qu'une distribution d'impulsions présumée bonne soit véritablement un bit mauvais A cet égard on considère la valeur échantillonnée originelle pour le bit "'1 ": R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = A 1 A 3 = (i 1 + ALPHA + nl) (i 3 + N 3) A 2 A 4 = (i 2 + N 2) + (i 4 + N 4 + ALPHA) A 7 A 5 = (i 7 + ALPHA + N 7) (i 5 + N 5) A 8 A 6 = (i 8 + N 8) + (i 6 + N 6 + ALPHA) En regroupant ensemble "i" et "n", soit (i + n) = B, ces équations se réduisent à: R 1 R 2 R 3 R 4 = ALPHA + Bl B 3 = = B 2 + B 4 + ALPHA = = B 7 + ALPHA B 5 = = B 8 + B 6 + ALPHA = ALPHA + (B 1 B 3) ALPHA + (B 4 B 2) ALPHA + (B 7 B 5) ALPHA + (B 6 B 8) Puisqu'une porteuse dépourvue d'une bonne conformation, peut aussi bien être décrite comme étant une porteuse à bruit, les changements de R 1, R 2, R 3 et R 4 en un jeu de nombres négatifs requièrent que ce qui suit soit vérifié: (B 1 B 3) + (B 4 B 2) + (B 7 B 5) + (B 6 B 8) + ALPHA = O ALPHA = O ALPHA = O ALPHA = O qui peut être écrit: Bl = ( ALPHA + B 3) B 4 = ( ALPHA + B 2) B 7 (-ALPHA + B 5) B 6 ( ALPHA + B 8) Graphiquement, une telle porteuse comportant du bruit peut être décrite comme représentée sur la figure 6. Heureusement, ce type de charge du système serait tout à fait inhabituel, aussi l'approche de base définie ci-dessus peut être utilisée pour définir les bits corrects. A un second niveau de test, une restriction ou limite prédéterminée peut être imposée à la valeur de ALPHA. Dans les cas o la limite prédéterminée est dépassée, la valeur correspondante de R est suspecte, puisqu'une valeur hors limite représente probablement l'instabilité de la porteuse Une façon d'établir une telle limite prédéterminée consiste à calculer une moyenne Au cours de cette approche les résultats "R" détectés pour chaque bit, peuvent être mis en moyenne pour un message global Puisque, dans un système exempt de bruit, le résultat "R" pour chaque chiffre binaire est la somme de quatre valeurs ALPHA, on obtient: R moyen= 4 x ALPHA moyen d'o, ALPHA moyen = (R moyen /4) La restriction, ou limite prédéterminée, conduit à ce que R 1,R 2,R 3 et R 4 n'excèdent pas ALPHA moyen de 100 % ou de % etc Naturellement, la contamination des bits peut être soit destructrice soit favorable On considère, à titre d'exemple, le bit 14 auquel il est fait référence et qui est représenté ci-dessus, et un second bit 49 A titre de comparaison les résultats partagés et les résultats finaux pour ces bits sont représentés sur le tableau II: TABLEAU II Bit R 1 R 2 R 3 R 4 R 14 4 4 3 -67 -56 49 -3 -4 -2 -76 -85 Ces deux bits représentent la situation la plus facile à corriger Pour le bit 14, R 1, R 2 et R 3 se trouvent bien à l'intérieur du domaine de ALPHA moyen' et R 4 est suffisamment négatif pour décaler (R 1 + R 2 + R 3) au point d'amener R à devenir négatif Autrement dit Ri, R 2 et R 3 s'ajustent très bien à la distribution standard Ceci est un bon exemple de contamination destructrice. Une contamination favorable d'un bit est représentée par le bit 49 La partie contaminante R 4 a le même signe que Ri, R 2, R 3 Puisque l'amplitude de R 4 est beaucoup plus importante que les amplitudes de R 1, R 2 ou R 3, et puisque les amplitudes de R 1,R 2 et R 3 se trouvent bien à l'intérieur du domaine de ALPHA moyen" le bit 49 peut être corrigé de façon appropriée par l'application de certaines règles de majorité, appliquées aux signes de R 1, R 2, R 3 et R 4. La contamination due au bruit, telle que mesurée dans le jeu de données représentées, se produit au cours des changements d'état du réseau de distribution électrique, à partir d'un niveau de courant à un autre niveau de courant. L'examen de la figure 3 montre que la durée de ce changement d'état (bits 14,15 et 16) s'est étendue sur environ 1,5 bits. Un changement d'état similaire est représenté sur la figure 7 pour le bit 49 (mentionné précédemment) jusqu'au bit 51 Sur la figure 7 la porteuse a retrouvé sa stabilité au bit 52. Comme exposé précédemment, les bits 14 et 49 sont susceptibles de correction puisque l'instabilité de la porteuse a affecté seulement l'un des résultats séparés de chaque bit Ceci n'est cependant pas le cas de plusieurs des autres bits affectés Sur la figure 3 le bit 15 est pratiquement impossible à corriger, ainsi que l'est le bit 50 de la figure 7 Les bits 16 (figure 3) et 51 (figure 7) qui sont probablement susceptibles de correction, occupent une situation intermédiaire entre ces deux situations, puisque la porteuse s'est stabilisée quelque part au milieu du bit Pour illustrer ceci, on considère les jeux de nombres suivants obtenus à partir de données réelles Bit Ri R 2 R 3 R 4 R 14 4 4 3 -67 -56 -9 -14 4 6 -13 16 5 2 2 6 15 Pour le bit 14, on applique la règle de la majorité, puisque Ri = 4, R 2 = 4, R 3 = 3 ont tous des signes positifs et que R 1,R 2 et R 3 sont près de ALPHA moyen Ainsi le bit 14 est un " 1 " binaire Pour le bit 15 cependant on ne peut pas appliquer la règle de la majorité Toutefois, si on regarde les combinaisons R 3, R 4 à partir du bit 15 et les combinaisons adjacentes ou successives R 1, R 2 à partir du bit 16, on trouve que les quatre nombres sont près de ALPHA moyen' En conclusion on peut dire que, puisque l'on sait que le bit 16 est un bit sûrement égal à " 1 " et que R 3 et R 4 sont tous les deux positifs, le bit 15 est un bit " 1 ". Ce principe "d'emprunt", en regardant les bits adjacents sûrs, aide à corriger davantage de bits En considérant un autre exemple: Bit R 1 R 2 R 3 R 4 R 7 -4 -4 -3 -4 -15 8 13 -15 -3 -4 -9 9 5 3 5 4 17 Le bit 7 est un " O " binaire sûr, le bit 9 est un " 1 " binaire sûr, mais le bit 8 n'est pas sûr R 1 et R 2 du bit 8 sont hors des limites, mais R 3 et R 4 sont à l'intérieur du domaine Ceci indique que la porteuse s'est stabilisée au milieu du bit 8, et qu'elle continue à être stable au bit suivant Ainsi, on peut conclure que le bit 8 est stable et que le bit 8 est un " O " binaire. Afin de voir la façon parfaite avec laquelle fonctionne le critère de "stabilité de la porteuse" on considère un autre exemple: Bit R 1 R 2 R 3 R 4 R -4 -3 -3 -3 -13 6 3 4 -24 -7 -24 Avec la technique de décodage standard, le bit 5 est correctement décodé comme étant un " O " binaire et le bit 6 serait décodé incorrectement comme étant un " O " binaire. Cependant en utilisant le critère de stabilité de la porteuse, puisque R 3,R 4 provenant du bit 5 et R 1,R 2 provenant du bit 6 sont stables, ont peut en conclure que le bit 6 est effectivement un " 1 " binaire. Sur un autre exemple on considère les bits 13 et 14: Bit Ri R 2 R 3 R 4 R 13 4 3 4 3 14 14 4 4 3 -67 -56 En réalité il y a deux " 1 " binaires contigus En plaçant les résultats partiels des deux bits en séquence, on obtient: Ri R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R 8 4 3 4 3 4 4 3 -67 En utilisant la technique de décodage standard, le bit 14 serait décodé comme étant un " O " binaire En utilisant le critère de stabilité de la porteuse, ce bit est correctement décodé comme étant un " 1 " binaire. On considère les amplitudes des changements d'état dans le réseau de distribution électrique, qui sont requises avant que les impulsions de signalisation de courant soient détruites On suppose par exemple qu'une puissance transitoire négative (chute de charge) intervienne, comme représenté sur la figure 8 A la fenêtre optimale, l'amplitude de la puissance transitoire est -imax x sin (ALPH Al) Sur un système de 27 k V avec des signaux injectés ligne à ligne à 85 A (pic), l'amplitude mesuréeà la fenêtre optimale est: ( 240/27000) x 85 = 0,76 A Pour disparaître ce signal requiert que -imax x sin (ALPH Al) = 0,76, ou imax = ( 0,76)/sin (ALPHA 1) En prenant les valeurs efficaces, i RMS = ( 0,76)/ 2 x sin (ALPHA 1) Le changement de charge est P = \/3 x i RMS x 27 = 25,13/sin (ALPHA 1) k Va La variation en fonction de ALPHA 1 est représentée sur le tableau III TABLEAU III ALPHA (degrés) P (k Va) 25 59 73 97 144 287 1 1432 Plus la charge chute en phase avec la tension, plus elle doit être grande pour détruire une impulsion. Malheureusement, pour la plupart des charges, ALPHA se situe dans un domaine de dix à quinze degrés, et avec un courant continu déphasé un nombre d'impulsions seront détruites. La méthode, ou l'algorithme que l'ordinateur 15 utilise pour détecter et corriger les bits contaminés peut être maintenant résumé: 1 Etablir d'abord ALPHA moyen' Utiliser la technique de moyenne standard. 2 Calculer R(j,l), R(j,2), R(j,3), R(j,4) o j est le numéro du bit. R(j, 1) = R 1 pour le bit j R(j, 2) = R 2 pour le bit j R(j, 3) = R 3 pour le bit j R(j, 4) = R 4 pour le bit j 3. Si IR(j, k)l 2 X ALPHA moyen établir R(j,k) = O (o " O " est une valeur de R(j,k) qui indique ou représente l'instabilité de la porteuse). 4 Normaliser chaque R(j,k) en faisant: P(j,k) = R(j, k) / IR(j, k)l. Ainsi P(j, k) est soit + 1, -1 ou 0. Obtenir le résultat R(j) en faisant la somme des quatre P(j,k) pour ce jeme bit particulier Si R(j) = 4 alors le bit j est un " 1 " binaire Si R(j) = -4, alors le bit j est un " O " binaire Ceux-ci constituent les bits sûrs. 6 Si un P(j,k) quelconque est d'un signe différent tel que P(j, 1) = 1 P(j, 3) = 1 P(j, 2) = 1 P(j, 4) = -1 alors R(j) = 2. L'inverse est vrai si P(j, 1) = + 1 P(j, 3) = -1 P(j, 2) = -1 P(j, 4) = -1. alors R(j) = -2. Si un quelconque P(j, k) = 0, alors R(j) = + 3 ou -3. Requérir, comme critère de stabilité, au moins quatre impulsions extraites continues et stables Pour des bits légèrement contaminés requérir que soit les trois premiers soit les trois derniers résultats partiels normalisés aient tous le même signe et une valeur absolue de 1. 7 Si le bit j n'est pas en accord avec les critères des étapes 5 et 6: Contrôler le bit (j-l) Si ce bit est sûr, appliquer ce qui suit: P(j-l, 3) + P(j-l, 4) + P(j, 1) + P(j, 2). Si le résultat est + 4, alors le bit j est " 1 ". Si le résultat est -4, alors le bit j est " O ". Si le résultat est " O ", alors contrôler le bit (j-l). Si le bit (j-l) est " 1 ", alors le bit j est " O ". Si le bit (j-l) est " O ", alors le bit j est " 1 ". Des tests similaires peuvent être appliqués au bit (j+l), si les deux derniers résultats partiels normalisés P(j, 3) et P(j, 4) apparaissent sûrs. Ce critère de correction peut seulement être appliqué si ce qui suit est vrai pour le bit j: A IP(j, 1) + P(j, 2)1 = 2, utiliser alors le bit (j-l) pour la correction. B >(j, 3) + P(j, 4)j= 2 utiliser alors le bit (j+l) pour la correction. 8 Si quelque chose n'est pas conforme aux conditions des étapes 5,6 ou 7, les corrections ne sont pas possibles. Des exemples typiques de bits non susceptibles d'être corrigés sont représentés ci-dessous: P(j, 1) P(i, 2) P(i, 3) P(j, 4) -1 O -1 O -1 1 1 -1 -1 0 0 0 *O O -1 O Dans aucun de ces cas, il n'y a la possibilité de quatre résultats partiels satisfaisant au critère de stabilité de la porteuse Au moins deux résultats successifs dans le bit en question ne constituent pas non plus la série de quatre résultats partiels stables. Par exemple, le premier bit n'a pas deux résultats partiels suscessifs qui sont à l'intérieur des limites Le second bit a deux résultats partiels successifs égaux à " 1 " mais ils ne sont pas adjacents aux extrémités du bit, si bien qu'ils pourraient constituer une série de quatre résultats partiels stables Les troisième et quatrième bits manquent suffisamment clairement de résultats partiels indiquant une stabilité de la porteuse pour remplir les conditions de deux résultats stables suscessifs dans le bit en question. Un autre exemple typique de bits non susceptibles de correction se présente lorsqu'un bit adjacent n'est pas suffisamment sûr pour appliquer le critère de stabilité du bit On considérera les éléments suivants: Bit P(j, 1) P(j, 2) P(j, 3) P(j, 4) 31 -1 -1 -1 -1 32 -1 -1 -1 O 33 O O -1 -1 34 O -1 1 1 35 -1 -1 -1 -1 Le bit 32 peut être corrigé, en combinaison avec le bit 31 Le bit 34 peut être corrigé, en combinaison avec le bit 35 Mais le bit 33 ne peut pas être corrigé puisqu'aucun bit adjacent ne peut fournir une aide. A partir de ce qui précède, on peut voir que l'algorithme de "stabilité de la porteuse " détecte des bits erronés et corrige certains bits contaminés Les messages multibits augmentent la capacité de l'algorithme de "stabilité de la porteuse" Après correction de tels bits contaminés, comme décrit précédemment, une technique basée sur un contrôle de parité, telle qu'un "remplissage d'effaçage" de Wagner, peut être appliqué aux bits non susceptibles de correction. REVEND Id ATIONS 1. Procédé d'identification de chiffres binaires dans un système de communication utilisant la forme d'onde du courant d'un réseau de distribution électrique en tant que porteuse, le signal étant présent sous la forme de chiffres binaires composites, chaque chiffre binaire composite étant défini par une distribution d'impulsions, situées à l'endroit de positions présélectionnées de la forme d'onde de tension, les impulsions étant espacées le long de la forme d'onde de façon qu'elles soient ordonnées dans le temps, la distribution d'impulsions pour un " 1 "binaire étant complémentaire de la distribution d'impulsions pour un "O" binaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à réaliser: l'échantillonnage de la forme d'onde de courant, aux endroits présélectionnés, pour obtenir un jeu ordonné de valeurs de forme d'onde, les amplitudes des valeurs correspondant à une distribution d'impulsions d'un chiffre binaire étant plus grandes, dans un système libre de bruit, lorsque le chiffre binaire correspondant à cette distribution d'impulsions est présent que lorsqu'il est absent; l'examen des valeurs de forme d'onde ordonnées pour chaque bit, afin de déterminer si les valeurs tombent à l'intérieur d'un critère prédéterminé, indicateur d'une porteuse stable, l'identification d'un bit particulier comme ayant la valeur binaire correspondant à sa distribution d'impulsions échantillonnée, lorsque les valeurs de forme d'onde ordonnées pour ce bit particulier tombent toutes à l'intérieur du critère prédéterminé, le marquage d'un bit particulier comme suspect, lorsqu'au moins certaines des valeurs de forme d'onde ordonnées de ce bit particulier tombent à l'extérieur du critère prédéterminé, le test, pour chaque bit suspect, des valeurs ordonnées de ce bit, et des bits qui lui sont adjacents, pour déterminer si une série d'un premier nombre prédéterminé de valeurs suscessives est en accord avec le critère de stabilité prédéterminé, cette série comprenant au moins un second nombre prédéterminé de valeurs successives provenant du bit suspect et au moins le second nombre prédéterminé de valeurs successives provenant d'un bit adjacent, et l'identification de la valeur binaire, si il y en a une, du bit suspect, sur la base du second nombre prédéterminé de valeurs successives provenant du bit suspect, lorsque le test de l'étape de test est satisfait, sinon le marquage du bit suspect comme étant non susceptible de correction. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce l'étape de l'examen des valeurs de forme d'onde ordonnées, pour déterminer si les valeurs tombent à l'intérieur du critère prédéterminé de stabilité de la porteuse, comprend l'étape de séparation des valeurs de forme d'onde, pour chaque bit, en un nombre prédéterminé de jeux, ledit nombre prédéterminé correspondant au nombre d'impulsions dans une distribution d'impulsions représentant un chiffre binaire. 3. Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu'une seule valeur de chaque jeu met en évidence la présence potentielle d'une impulsion de courant et une autre valeur de ce jeu ne contient aucune information de signal. 4. Procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce que ladite valeur et ladite autre valeur provenant du même jeu sont obtenues, dans l'étape d'échantillonnage, à partir de la même position de phase relative, le long de la forme d'onde de tension, mais à partir de cycles différents de ladite de forme d'onde. 5. Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce que, pour chaque jeu, l'intervalle de temps entre l'échantillonnage de ladite valeur et de ladite autre valeur est minimal. 6. Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que l'étape d'examen des valeurs de forme d'onde ordonnées, pour déterminer si les valeurs tombent à l'intérieur du critère prédéterminé de stabilité de la porteuse, comprend l'étape consistant à réaliser une opération arithmétique sur les valeurs de chaque jeu, pour obtenir une valeur comparative pour ce jeu. 7. Procédé suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'opération arithmétique est telle que le signe de la valeur comparative, dans un système libre de bruit, est positif lorsque l'on obtient un chiffre binaire, et est négatif lorsque le complément de ce chiffre binaire est présent. 8. Procédé suivant la revendication 7 caractérisé en ce que le critère prédéterminé de stabilité de la porteuse comprend une condition suivant laquelle tous les signes des valeurs comparatives pour un bit donné doivent être les mêmes. 9. Procédé suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'étape d'examen des valeurs de forme d'onde ordonnées, pour déterminer si les valeurs tombent à l'intérieur du critère prédéterminé de stabilité de la porteuse, comprend l'étape consistant à tester les amplitudes de toutes les valeurs comparatives pour un bit particulier, afin de déterminer si une valeur comparative dépasse une limite prédéterminée. 10. Procédé suivant la revendication 9 caractérisé en ce que tout bit ayant une valeur comparative, pour un de ses jeux, qui dépasse la limite prédéterminée, est marqué comme bit suspect. 11. Procédé suivant la revendication 9 caractérisé en ce qu'un bit est marqué comme bon lorsque tous les signes de ses valeurs comparatives associées sont les mêmes et qu'aucune des amplitudes des valeurs comparatives ne dépasse la limite prédéterminée. 12. Procédé suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'étape d'examen des valeurs de forme d'onde ordonnées, pour déterminer si les valeurs tombent à l'intérieur du critère prédéterminé de stabilité de la porteuse, comprend l'étape consistant à tester les amplitudes de toutes les valeurs comparatives pour un bit particulier, afin de déterminer si une valeur comparative dépasse une limite prédéterminée. 13. Procédé suivant la revendication 12 caractérisé en ce qu'une valeur comparative dépassant la limite prédéterminée est remplacée par une valeur fixée représentative de l'instabilité de la porteuse. 14. Procédé suivant la revendication 13 caractérisé en ce que les valeurs comparatives ne dépassant pas la limite prédéterminée sont normalisées. 15. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chaque chiffre binaire composite est défini par au moins quatre impulsions de la forme d'onde de tension et en ce qu'au moins quatre impulsions successives doivent satisfaire au critère prédéterminé de stabilité de la porteuse pour qu'un bit associé soit identifié. 16. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les bits sont transmis en groupes, chaque groupe comprenant au moins un bit de parité, et en ce qu'il comprend de plus l'étape consistant à faire des déterminations de qualité de bit pour chaque bit. 17. Procédé suivant la revendication 16 caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape consistant à réaliser un contrôle de parité sur le groupe de bits et à accepter le groupe de bits seulement si le contrôle de parité est satisfaisant. 18. Procédé suivant la revendication 17 caractérisé en ce que, lorsque le contrôle de parité n'est pas satisfaisant, le bit ayant la détermination de qualité de bit la plus faible est changé en son complément. 19. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le critère prédéterminé de stabilité de la porteuse comprend une limite d'amplitude des échantillons de la forme d'onde de courant, ladite limite étant déterminée en partie en faisant la moyenne des valeurs des échantillons de la forme d'onde de courant précédents. 20. Procédé suivant la revendication 19 caractérisé en ce que la limite de l'amplitude des échantillons de la forme d'onde de courant est un multiple de la moyenne des échantillons de forme d'onde précédents.