Brevet FR2665312A1 — publié le 19920131

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE PLUSIEURS SIGNAUX ANALOGIQUES ET NUMERIQUES DANS UN SEUL CANAL ANALOGIQUE. La présente invention concerne un procédé et un dispositif de transmis -sion de plusieurs signaux analogiques et numériques dans un seul canal analogique. Dans des procédés et dispositifs connus de ce genre, la qualité des signaux analogiques reçus après transmission est médiocre et la vitesse des signaux numérique lente; de plus, la gestion de ces signaux est délicate et souvente lente. La présente invention a pour but de pallier à ces inconvénients en transmettant par codage et adressage l'ensemble des signaux analogiques et numériques et en obtenant, en réception, une excellente qualité des signaux analogiques (sons), plusieurs vitesses pour ce qui est des signaux numériques selon l1appli- -cation souhaitée et enfin obtenir une gestion en temps réel de ltensemble de ces signaux extrêmement souple et rapide. Ce but est atteint grâce à un procédé et à un dispositif spé -cifiques à l'invention et qui forme un système cohérent composé d'un codeur en émission et de un ou plusieurs décodeurs en récep -tion. Procédé selon l'invention en ce qui concerne la sous-porteuse à 12,5 KHZ générée par le codeur qui, au moment où l'ordinateur de gestion du système ouvre l'accès au protocole RS 232, par changement de l'état de l'entrée RTS, est réduite à la moitié de son amplitude normale, pendant une demi seconde; ce qui a pour effet de commuter, en temps réel, le décodeur sur la voie son n01, même si celui-ci était auparavant en mode voie son n0 2 et également de mettre en alerte le décodeur des données numériques à 300 Bauds. Quelques secondes après, des données de transmission de mode FSK sont envoyées par l'ordinateur de gestion avec, comme support, la sous-porteuse à 12,5 KHZ, modulée en fréquence, additionnée d'une voie audio de 6 KHZ de bande passante. Le système numérique du décodeur, en réception donc, compare les données qu'il reçoit, avec un code implanté en lui et qui lui est propre. Si les données sont valides, et lui sont personnellement adres -sées, il extrait de la séquence de contrôle qui suit, les dif -férentes commutations qui lui ont été adressées, à savoir: - la réception de signaux analogiques en voie son n0 2 (son spé cifique), - la réception de deux voies numériques simultanées à 300 Bauds dans la voie son n02, - l'autorisation de réception de signaux numériques à grande vitesse, quand ils apparaitront. Procédé selon l'invention en ce qui concerne le passage des numériques; si les signaux numériques sont destinés au décodeur adressé, pendant la séquence en cours, ils sont acheminés simultanément vers la sortie correspondante, où ils pourront être pris en compte par le ou les périphériques adéquats: ordinateur, imprimante, modem,... respectant le protocole de communication RS 232. Quand tous les signaux numériques ont été acheminés, le décodage numérique du décodeur repasse en mode veille, et interrompt les communications numériques avec le ou les périphériques de sortie, instantanément et en temps réel. Procédé selon l'invention en ce qui concerne le décodeur qui, s'il a été adressé en mode voie son n02, celui-ci l'enverra sur la sortie audio dès que le codeur l'émettra, donc instantanément en temps réel, et restera dans ce mode tant que l'ordinateur de gestion ne tentera pas de prendre le contrôle du système. Dans cette éventualité, la voie son nO 1 sera substituée, en sortie du décodeur à la voie son nO 2 et le système numérique du décodeur reprendra l'état d'alerte pour interpréter les prochaines commandes. Procédé selon l'invention en ce qui concerne la voie de signaux numéri -ques à 4800 Bauds, qui pour être reçue, est subordonnée à l'ordinateur de gestion qui signale qu'il veut émettre à grand débit des signaux numériques, en mettant pendant cinq secondes au maximum la broche RTS 4800 Bauds à 1, ce qui déclenche l'émission d'un signal sinusoidal à 1 KHZ, additionné d'une fréquence de 13950 HZ afin de valider le mode 4800 Bauds, et ainsi permet la commutation au niveau du décodeur de la sortie 4800 Bauds modulée en FSK, en lieu et place de la voie son originelle; laquelle est rendue silencieuse pendant la transmis -sion de données. Cette commutation assure la priorité à la voie numérique 4800 Bauds. Ensuite, l'ordinateur de gestion envoie les données numériques qui sont recodées en FSK et dirigées sur la sortie du codeur, après avoir été mélangées avec le signal à 1 KHZ. La disparition de ce signal à 1 KHZ, quand l'ordinateur relâche la lighe RTS, recommute la sortie émission sur la voie son originelle et provoque en même temps la commutation du décodeur en mode son. Le spectre utilisé par la voie numérique 4800 Bauds, après codage FSK, s'étend de 11200 HZ à 14000 HZ. Procédé selon l'invention en ce qui concerne une voie numérique à 1200 Bauds pouvant être émise simultanément ou individuellement avec la voie numérique à 4800 Bauds sans problème de gestion des signaux. La mise à 1 de RTS par l'un ou l'autre, ou les deux ordinateurs de gestion générant les signaux numériques ne posant pas de problème pour le décodeur qui reconnait le mode numérique ou le mode son par la présence de la fréquence à 13950 HZ, pendant toute la durée de ou des émissions numériques ainsi que de la fréquence à 1 KHZ. Le dispositif selon l'invention est expliqué en détail au moyen d'une réalisation préférentielle non limitative décrite ci-après en regard aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente le codeur en émission - la figure 2 représente le décodeur en réception Tel que représenté figure 1, le codeur en émission reçoit deux entrées son (1 et 2); une voie son nO 1 qui possède une bande passante de 40 HZ à 6 KHZ après avoir été filtrée par un filtre passe-bas (3) de huitième ordre; cette voie son nO 1 est émise en permanence. Une voie son nO 2 qui possède une bande passante de 40 HZ à 5 KHZ après avoir été filtrée par un filtre passe-bas (4) de huitième ordre. Cette voie son nO 2 module en fréquence une sous-porteuse à 12,5 KHZ (5), puis est additionnée (6) au son nO 1. En cas d'envoi de signaux numériques sur les entrées TXD 300 Bauds (7 et 8) additionnés ou non (9), ces signaux numériques se substi -tuent à la voie son nO 2 avant l'entrée du modulateur de fréquence à 12,5 KHZ (5). En sortie de la sommation (6), modulation de fréquence + voie son nO 1, et après action sur RTS 300 Bauds (21) et commutation (22), on obtient: - soit la voie son nO 1 additionnée de la voie son nO 2 modulée en fréquence - soit la voie son nO 1 additionnée des signaux numériques modulés en fréquence. Dispositif selon l'invention en ce qui concerne le changement d'état sur le ou les RTS (10 et 11) 4800 Bauds et , ou, 1200 Bauds; changement qui déclenche l'émission d'une porteuse à 13950 HZ (12) ainsi que d'une porteuse à 1 KHZ (13) et, ou, d'une porteuse à 6 KHZ (14). L'émission de données numériques (15 et 16) modulent or fréquence la porteuse à 13950 HZ, laquelle est additionnée (17) à la fréquence de 1 KHZ et, ou, à la fréquence de 6 KHZ et ce, après filtrage respectif (17, 18 et 19) des deux ou trois fréquences pour les rendre sinusoidales. Ces deux ou trois fréquences arrivent à la sortie composite (23) du codeur et sont commutées (20) en lieu et place des sons par action sur RTS (4800 Bauds et, ou, 1200 Bauds) de l'ordinateur de gestion. Tel que représenté figure 2, le décodeur en réception sépare les différentes composantes du signal basse-fréquence (1) reçu. A savoir: - un filtre passe-bande (2) centré à 13950 HZ associé à un filtre passe-bas (3) et à un filtre passe-haut (4), qui extrait la sous porteuse en cas de présence de signaux numériques à 4800 Bauds. - un filtre passe-bande (5) centré à 6 KHZ qui extrait la sous porteuse en cas de présence de signaux numériques à 1200 Bauds. La démodulation de ces signaux numériques, 4800 et, ou, 1200 Bauds, est assurée par leurs P.L.L (6 et 7) respectifs et sont remis en forme par leurs comparateurs (8 et 9) respectifs qui les suivent. Ils sont ensuite acheminés vers leurs sorties respectives (10 et 11) si la logique de contrôle (12) et la logique de gestion (13) les y autorisent et selon la validité du code reçu (29). - un filtre passe-bande (14) étroit centré sur 1 KHZ et qui permet la confirmation de la validité des signaux numériques à 4800 Bauds et, ou, 1200 Bauds, en entrée. - un filtre passe-bas (15) à 6 KHZ qui extrait la voie son nO 1 et qui arrive sur la commutation (16) contrôlée par la logique de gestion. - la sortie de la commutation arrive sur un filtre passe-bas (17) à 7 KHZ servant à éliminer les derniers résidus de démodu lation puis à la sortie générale basse-fréquence (30). - un filtre passe-bande (18) centré à 12,5 KHZ qui extrait la modulation de fréquence, qinsi que la sous-porteuse qui était, au codage, additionnée au son nO 1. Ce filtre est amené sur un circuit de mesure de l'amplitude (19) dont la sortie est achemi née vers la logique de gestion. - en sortie de ce filtre, un P.L.L.(20) démodule la sous-porteuse pour en extraire: * soit, le son nO 2 * soit, les deux voies numériques à 300 Bauds. - la sortie du P.L.L. arrive sur un filtre passe-bas (21)à 6 KHZ qui permet d'éliminer les résidus de sous-porteuse. - la sortie de ce filtre (21) va sur la commutation (16) pour passer de la voie son n0 1 à la voie son n02, selon l'ordre de la logique de gestion. - la sortie de ce meme filtre (21) arrive sur des filtres FSK (22 et 23) qui séparent les deux voies numériques à 300 Bauds. - chaque sortie des filtres FSK arrive séparément sur des modems (24 et 25) qui délivrent des signaux numériques à niveau logique. - l'une des sorties des modems est envoyée sur un U.A.R.T. (26), lequel extrait les signaux destinés à la logique de gestion et dirige également les signaux numériques, dont l'un d'eux (TXT) est acheminé à sa connexion de sortie (27). - la seconde sortie modem est acheminée, via la logique de gestion, à la connexion de sortie (SCRN) (28). Les avantages de ce procédé et ce ce dispositif selon l'invention sont importants: - pouvoir inclure plusieurs signaux analogiques et numériques de haute qualité dans un seul canal analogique, par exemple possédant une bande passante de 40 HZ à 15 KHZ, permet d'augmenter considé rablement les applications de 'utilisateur potentiel, et par conséquent de diminuer le coût du canal de transmission. - l'adressage à distance présent dans cette invention, avec un nombre de codes quasi illimité, accrolt encore les possibilités d'utilisation du système et peut permettre ainsi d'effectuer de la transmission multi-points. - la vitesse de transmission des signaux numériques permet d'ob tenir des applications encore plus importantes, par exemple la transmission d'images de synthèse sur une multitude de points. - la souplesse, en temps réel, de gestion de ce système (codeur/ décodeur), permet d'optimiser au mieux ledit système. Ce système permet donc de résoudre bon nombre de problèmes rencontrés au niveau de la communication médiatique et ainsi, s insère de manière idéale pour tous ces marchés de communication: grande distribution, espaces publicitaires, villes... REVENDICATIONS DE BREVET 1. Procédé de transmission de plusieurs signaux analogiques et numériques dans un seul canal analogique, caractérisé par une émission, codée et adressée, de deux signaux analogiques et de deux signaux numériques à 300 Bauds simultanément, ou bien de deux signaux numériques à 9 4800 Bauds et 1200 Bauds simultanément, et caractérisé par la récep tion, décodée et désadressée de l'ensemble des signaux décrits. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par la création, en émission, d'une sous-porteuse modulée en fréquence qui permet de véhiculer les signaux de commande et de contrôle du système, pour obtenir: - soit deux signaux numériques simultanés à 300 Bauds - soit un deuxième signal analogique, totalement distinct du premier signal analogique présent au départ. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par la synchronisation du contrôle de gestion obtenue en réception par détection de la réduction momentanée de l'amplitude du niveau de la sous-porteuse, commandée depuis l'émission. 4. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par la reconnaissance de l'adressage en réception grâce à un code propre à chaque décodeur et avec un nombre quasi illimité de codes à l'émission. 5. Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce qui concerne l'émission de signaux numériques à haut débit, à une vitesse de 4800 Bauds et de 1200 Bauds simultanément ou individu ellement, par la modulation en fréquence de une ou deux sous porteuses, à 13950 HZ pour le 4800 Bauds et à 6 KHZ pour le 1200 Bauds, et l'adjonction, pour l'une ou l'autre, ou pour les deux sous-porteuses, d'une fréquence de 1 KHZ délivrée par le codeur au vu d'une demande d omission de la part de l'ordinateur de gestion par changement de l'état RTS et ce, pendant quelques secondes. La combinaison de ces fréquences assure une sécurité optimale pour la transmission et la reconnaissance de ces signaux numériques à haut débit en réception. 6. Dispositif de transmission, caractérisé par un codeur à l'émission, géré par un ou plusieurs ordinateurs de gestion, et qui reçoit les deux entrées des signaux analogiques (1 et 2) possédant, pour la voie son n01 une bande passante de 40 HZ à 6 KHZ, après filtrage (3), et pour la voie son n02 une bande passante de 40 HZ à 5 KHZ, après filtrage (4). Cette deuxième voie son va moduler en fréquence > une sous-porteuse à 12,5 KHZ (5) qui, elle-même reçoit également les signaux numériques à 300 Bauds (7 et 8). Cette sous-porteuse est additionnée (6) à la voie son n01 pour arriver à la commutation de sortie (20) du codeur, et est commandée par le RTS (21) de l'ordinateur de gestion 300 Bauds. 7. Dispositif de transmission selon la revendication 6, caractérisé par le même codeur à l'émission, qui reçoit également les signaux numériques à haut débit, (15 et 16) à 4800 et, ou, 1200 Bauds. Selon l'état de la commande du ou des ordinateurs de gestion RTS 4800 Bauds (10)et , ou RTS 1200 Bauds (11), ces signaux numériques vont moduler en fréquence une ou deux sous-porteuses, 13950 HZ (12) pour le 4800 Bauds et 6 KHZ (14) pour le 1200 Bauds, ainsi (13) qu'une autre fréquence de 1 KHZ/commune à l'une ou l'autre des dites sous-porteuses et qui permet de valider la transmission de cette ou de ces sous-porteuses, de façon prioritaire par rapport à la sous-porteuse décrite selon la revendication 6. Ces sous porteuses sont additionnées (17) pour arriver à la commutation de sortie (20) du codeur. 8. Dispositif de transmission selon les revendications 6 et 7, caractérisé par un décodeur à la réception, qui reçoit l'unique entrée basse-fréquence (1) d'un canal analogique ayant, par ex emple, une bande passante de 40 HZ à 15 KHZ. Cette entrée basse fréquence arrive sur un filtre passe-bas (15) qui extrait la voie son n01; sur un filtre passe-bande (18) qui extrait la voie son n02 et commandé par le circuit de mesure de l'amplitude (19) de la sous-porteuse à 12,5 KHZ. Ce filtre est suivi de son PLL (20) qui démodule la sous-porteuse à 12,5 KHZ et après filtrage (21),la démodulation de la sous-porteuse à 12,5 KHZ arrive, sur la commutation des deux voies son (16), et sur les filtres FSK (22 et 23) qui séparent les deux voies numériques à 300 Bauds.La première voie numérique 300 Bauds arrive sur un modem (24) suivi d'un U.A.R.T. (26), lequel U.A.R.T. extrait les ordres de commande et de contrôle et les dirigent sur la logique de gestion (13); cet U.A.R.T. dirige également la sortie de la première voie numérique 30 Bauds (27). La deuxième voie numérique 300 Bauds arrive sur un modem (25), via la logique de gestion, et du modem à la deuxième sortie de la voie numérique 300 Bauds (28). La sortie de la commutation (16) des voies numériques 300 Bauds/ voie son n02 et voie son n01, arrive sur un filtre passe-bas (17) qui débouche sur la sortie générale basse-fréquence (30). La logique de gestion est contrôlée par le code reçu (29). 9. Dispositif de transmission, selon les revendications 6, 7 et 8, caractérisé par le meme décodeur en réception qui va extraire du filtre passe-bande (2), ainsi que des filtres passe-bas (3) et passe-haut (4) la sous-porteuse à 13950 HZ pour la réception des signaux numériques à 4800 Bauds, qui est démodulée par le PLL (7) suivi de son comparateur (9) pour arriver à la logique de contrôle (12) qui permettra ou pas la sortie de ces signaux numériques à 4800 Bauds (10). Ce meme décodeur va extraire du filtre passe bande (5) la sous-porteuse de 6 KHZ pour la réception des signaux numériques à 1200 Bauds, qui est démodulée par le PLL (6) suivi de son comparateur (8) pour arriver à la logique de contrôle (12) qui permettra ou pas la sortie de ces signaux numériques à 1200 Bauds (11). Ce meme décodeur va extraire du filtre passe-bande étroit (14) la fréquence de 1 KHZ qui est acheminée à la logique de con trale (12) pour valider ou pas la réception des signaux numériques 4800 et, ou, 1200 Bauds.