Brevet FR2663483A1 — publié le 19911220

"Procédé de réglage d'un décodeur à seuil pour un signal à plusieurs niveaux et récepteur de télévision muni d'un tel décodeur " La présente invention concerne un procédé pour le réglage du seuil d'un décodeur à seuil pour un signal à plusieurs niveaux, décodeur dont la valeur du seuil est programmable. L'invention concerne aussi un récepteur de télévision muni d'un décodeur réglé selon le procédé. L'invention fournit un moyen de se placer au mieux des possibilités d'un décodeur à seuil donné, lorsque le signal est perturbé par des échos quasi-stationnaires Elle s'applique donc typiquement dans le cas de réseaux de distribution par cable, par exemple dans un standard MAC, pour le réglage optimal de chaque récepteur. Habituellement, le seuil des décodeurs à seuil est réglé en fonction de l'amplitude du signal sans prendre en compte le comportement en présence d'échos Le réglage est fait dans le cas du MAC en adaptant le seuil par rapport au niveau blanc/noir dans la ligne 624. Les échos produisent sur l'image des défauts directement visibles, et aussi un bruit dit "de clamp" extrêmement gênant, surtout pour les échos longs Sur les données binaires, ils entraînent une dégradation du taux d'erreurs. Pour améliorer le comportement des décodeurs en présence d'échos, il est connu d'utiliser un égaliseur L'efficacité de tels dispositifs n'est pas contestée, mais ces dispositifs sont assez coûteux. L'invention s'appuie sur l'idée que le réglage optimal du seuil du décodeur réalisé avec un signal bruité mais non affecté d'échos, n'est peut-être pas le meilleur en présence d'échos. Ainsi le procédé selon l'invention est remarquable en ce que le signal d'entrée dans le décodeur étant affecté d'écho, on adapte le seuil du décodeur en s'appuyant sur la mesure du taux d'erreurs binaires en sortie du décodeur. Le critère de réglage n'est donc plus l'adaptation par rapport aux niveaux de référence de la ligne 624 dans le cas d'un signal MAC. L'amélioration du réglage du seuil de décodage en présence d'échos n'a aucune action négative sur l'image, mais procure en général une amélioration du taux d'erreurs, variable selon le type d'écho, et qui peut aller jusqu'à deux ordres de grandeur, notamment dans le cas d'échos courts et puissants En outre, le procédé reste avantageux même lorsqu'en plus on fait usage d'un égaliseur, car il permet de corriger certains défauts que l'égaliseur ne corrige pas. Dans une forme particulière, le procédé est remarquable en ce que, partant d'une valeur déterminée du seuil, on mesure le taux d'erreur binaire correspondant et on calcule à partir de ce taux d'erreur binaire une valeur appelée critère et qui est supérieure au taux d'erreur binaire et que l'on mémorise, puis on incrémente la valeur du seuil du décodeur pas à pas et à chaque pas on mesure le taux d'erreur binaire et on le compare au critère et s'il est plus petit que le critère on continue l'incrémentation alors que lorsque le taux d'erreur binaire devient pour la première fois plus grand que le critère on mémorise la valeur du seuil et on inverse le sens de l'incrémentation et enfin lorsque le taux d'erreur binaire devient pour la deuxième fois plus grand que le critère, on arrête l'incrémentation en mémorisant la dernière valeur du seuil et on choisit pour valeur de réglage du seuil la demi somme des deux valeurs de seuil respectivement au moment ou l'on a inversé le sens de l'incrémentation et au moment de l'arrêt de l'incrémentation. On peut choisir avantageusement comme valeur numérique de pas d'incrémentation du seuil une valeur supérieure au pas le plus fin prévu pour le décodeur Bien entendu le pas d'incrémentation de départ peut être aussi bien positif que négatif, c'est-à-dire que l'incrémentation peut être une décrémentation. On obtient ainsi rapidement un ordre de grandeur du seuil qui est déja utilisable avec profit: on s'affranchit des problèmes de précision de mesure, et on obtient la valeur dont la probabilité d'être la meilleure est grande En outre on n'a jamais constaté expérimentalement de divergences au cours d'un tel processus. Il est avantageux que lors de la mesure du taux d'erreur binaire au départ du processus, on mémorise sa valeur que l'on suppose pour l'instant être le taux d'erreur binaire optimal et qu'ensuite, à chaque pas d'incrémentation, on compare le taux d'erreur mesuré avec le taux d'erreur binaire optimal et si le taux d'erreur binaire mesuré est plus petit que le taux d'erreur binaire optimal on remplace en mémoire la valeur du taux d'erreur binaire optimal par la nouvelle valeur mesurée à l'instant et on recalcule et mémorise aussi un nouveau critère avant de continuer l'incrémentation. Ainsi la valeur du critère devient meilleure au cours du processus et est mieux adaptée pour une étape suivante, qui peut accroître encore de façon appréciable l'optimisation du réglage et dans laquelle on met en oeuvre un deuxième processus analogue au premier, deuxième processus dans lequel on utilise comme critère le dernier critère calculé lors du premier processus et comme valeur de départ pour le seuil la dernière valeur du seuil utilisée dans le premier processus, puis on incrémente la valeur du seuil du décodeur pas à pas avec un pas plus petit que lors du premier processus et à chaque pas on mesure le taux d'erreur binaire et on le compare au critère et lorsque le taux d'erreur binaire devient plus petit que le critère on mémorise une première valeur qui est celle du seuil à cet instant et lorsque le taux d'erreur binaire devient plus grand que le critère on arrête l'incrémentation en mémorisant une deuxième valeur qui est celle du seuil à cet instant et on choisit pour valeur de réglage du seuil la demi-somme des susdites première et deuxième valeurs de seuil. Pour ce deuxième processus on peut choisir avantageusement comme valeur numérique du pas d'incrémentation du seuil la valeur la plus fine prévue pour le décodeur On obtient ainsi une valeur précise sans dépense de temps excessive malgré le pas plus petit, parce que le critère est plus petit qu'au début du premier processus Pour éxécuter les deux étapes de processus ci-dessus, le temps de réglage avec les matériels disponibles aujourd'hui est d'environ une minute. Dans toutes les étapes de processus o le calcul du critère intervient, ce dernier est calculé en ajoutant une première quantité fixe à la valeur du taux d'erreur mesuré, et en multipliant le tout par une deuxième quantité fixe. A titre de sécurité, il est bon de vérifier que le taux d'erreur binaire résiduel après réglage est inférieur au critère et dans le cas contraire, de recommencer tout le processus Notamment ceci peut être fait à chaque allumage d'un récepteur dont le décodeur est réglé de cette façon. Lorsque les échos sont en général les mêmes à chaque utilisation du décodeur, par exemple dans le cas de réseaux cablés, il est avantageux de mémoriser la valeur de réglage trouvée pour chacune des émissions susceptibles d'être reçues par le décodeur Ainsi il n'est pas nécessaire de reprendre le processus de réglage à chaque fois que l'on change d'émission. Un récepteur selon l'invention, comportant un décodeur à seuil muni d'une entrée numérique de commande pour y établir une valeur de seuil, des moyens de mesure du taux d'erreur binaire présent à la sortie du décodeur, et un microprocesseur, est remarquable en ce que le microprocesseur est chargé avec un programme qui calcule, à partir de plusieurs résultats de mesure fournis par lesdits moyens de mesure du taux d'erreur binaire, une valeur numérique de réglage du seuil du décodeur et fournit cette valeur numérique à ladite entrée numérique de commande. Le récepteur comprend en outre avantageusement des positions de mémoire permanente pour stocker des valeurs de seuil de réglage. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés décrivant des exemples non limitatifs fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé, dispositif dont est muni un récepteur de télévision selon l'invention. Les figures 2 et 3 sont des diagrammes du taux d'erreur (BER) en fonction du seuil (SLL) de réglage du décodeur, servant à illustrer le déroulement des processus de détermination de la valeur de réglage. La description ci-après s'appuie sur un exemple o le signal est de type MAC, mais l'homme du métier peut facilement adapter le procédé et le dispositif pour les appliquer à tout autre type de signal comportant au moins des parties de signal numérique à plusieurs niveaux. Le dispositif représenté sur la figure 1, qui fait partie d'un récepteur de télévision, comprend une entrée 1 à laquelle est appliqué un signal de télévision, par exemple de type MAC, qui est susceptible d'être affecté d'écho Ce signal est amené à un décodeur 3 muni d'une entrée numérique de commande (par exemple à sept bits) pour établir une valeur de seuil dans le décodeur Le signal décodé est fourni sur une sortie 2 et amené à un module 4 de mesure du taux d'erreur binaire muni d'une sortie 9 de résultat de mesure référencée BER Un microprocesseur muni d'une mémoire 6 pour enregistrer des valeurs transitoirement, peut calculer une valeur numérique à partir de la valeur de mesure lue sur la sortie 9 et fournir la valeur résultant du calcul sur une connexion 8 reliée à l'entrée numérique de commande de seuil qui est référencée SLL Une mémoire 10 permanente contient une valeur de départ du seuil, et deux valeurs de pas d'incrémentation du seuil Si l'on suppose par exemple que l'entrée de commande du seuil SLL est une entrée numérique à sept bits on peut choisir comme première valeur du pas d'incrémentation une valeur numérique égale à trois Quant à la deuxième valeur du pas, elle sera de un bit. La plupart des éléments qui sont représentés en tant qu'éléments discrets sur la figure 1 sont en pratique incorporés soit dans le microprocesseur soit dans le décodeur. Le microprocesseur est chargé avec un programme qui calcule, à partir de plusieurs résultats de mesure fournis par lesdits moyens de mesure du taux d'erreur binaire, une valeur numérique de réglage du seuil du décodeur et fournit cette valeur numérique à ladite entrée numérique de commande Ce programme entraine la mise en oeuvre des opérations décrites ci-après. On suppose d'abord que la dégradation apportée est en dessous de celle qui rendrait inopérant le décodeur à seuil (impossibilité de se synchroniser), et que la perturbation par écho peut être considérée comme stationnaire (distribution par cable). Lors d'une étape d'initialisation, le microprocesseur lit la valeur de départ du seuil (A, figure 2) dans la mémoire 10, il l'inscrit en mémoire 6 et la présente (par l'intermédiaire d'un circuit "latch" 12 pour maintenir la valeur) sur la connexion 8 pour établir ce seuil à l'entrée SLL du décodeur 3 Le module de mesure 4 compte les erreurs de mesure à partir des données numériques codées en code Golay, qui sont présentes dans les données MAC Grâce au codage Golay, il est possible de savoir si les données reçues sont justes ou non Par exemple le module de mesure compte (en les cumulant) les erreurs sur les données pendant une trame entière à chaque salve de données codées Golay, puis il mémorise la valeur cumulée trouvée avant d'être remis à zéro au début de la trame suivante Du fait de cette mémorisation, une valeur de mesure est disponible en permanence Comme la variance sur le résultat de la mesure du taux d'erreurs est assez grande, il est préférable d'en faire la moyenne sur un certain nombre de mesures, par exemple sur cinquante mesures Le microprocesseur lit donc cinquante fois à intervalle de trame la valeur sur la sortie BER du module 4 et il en fait la moyenne: ceci prend environ deux secondes Il inscrit cette moyenne dans la mémoire 6 en tant que valeur initiale du taux d'erreurs optimal. A partir de la valeur du taux d'erreur binaire notée BER, il calcule et inscrit dans le mémoire 6 une valeur que l'on appelera CRITÈRE Pour son calcul, la formule suivante est appliquée CRITÈRE = 2 * ( BER + 5) (BER et CRITÈRE sont exprimés en millièmes de pour-cent) Ainsi le critère est obtenu en ajoutant une première quantité fixe (ici: 5) à la valeur du taux d'erreur mesuré, et en multipliant le tout par une deuxième quantité fixe (ici: 2) La quantité ajoutée (ici: 5) qui est négligeable pour les forts taux d'erreurs, devient pour les taux faibles le facteur principal dans la somme ( BER + 5), et ainsi l'incidence des dispersions sur la mesure du taux d'erreur binaire est diminuée, ces dispersions étant d'autant plus fortes que le taux d'erreur binaire est faible Par exemple pour un taux d'erreur binaire de 10-5, soit BER = 1, des résultats de mesure allant de zéro à 2 par exemple peuvent être obtenus mais le critère, lui, varie seulement entre 10 et 14, soit beaucoup moins En outre, le coefficient multiplicateur par 2 a pour but de procurer une marge dans la comparaison entre le taux d'erreur binaire mesuré et le critère, afin d'éviter des résultats de comparaison aléatoires. Le microprocesseur lit aussi, dans la mémoire 10, la p Iemière valeur du pas d'incrémentation et l'inscrit dans la mémoire 6 Il positionne un drapeau 11 qui est prévu pour noter si l'on change de sens d'incrémentation du seuil La valeur de départ du seuil peut être par exemple la valeur standard prévue dans l'art antérieur pour le réglage du seuil. Le microprocesseur passe ensuite au processus d'incrémentation il incrémente d'un pas (stl, figure 2) la valeur du seuil dans la mémoire 6, et applique la nouvelle valeur (B, figure 2) sur la connexion 8, puis commence la mesure du taux d'erreur (par comptage et calcul de moyenne, comme décrit plus haut) Après le délai nécessaire pour cette mesure, le microprocesseur compare entre elles la valeur du taux d'erreur binaire mesuré et la valeur du taux d'erreur binaire optimal qui est en mémoire 6 et si la valeur du taux d'erreur binaire est inférieure au taux d'erreurs optimal, il réévalue le taux d'erreur optimal en mémoire 6 en lui donnant la valeur du taux d'erreur binaire mesuré à l'instant et à partir du nouveau taux d'erreur binaire optimal, il recalcule le critère, toujours avec la même formule, et le place en mémoire à la place du précédent Si par contre le taux d'erreur binaire mesuré à l'instant est supérieur au taux d'erreur binaire optimal, le microprocesseur compare ce taux d'erreur binaire avec le critère, et s'il est plus petit que le critère, il ajoute la valeur de pas d'incrémentation à la précédente valeur du seuil (toutes deux lues dans la mémoire 6), il applique la nouvelle valeur du seuil par l'intermédiaire du "latch" 12 à la connexion 8 (ce qui conduit par exemple au point C, figure 2), et recommence la série d'opérations (mesure, comparaison) décrite ci-dessus, et ainsi de suite Lorsqu'il arrive à la valeur de seuil indiquée par D, le taux d'erreur binaire mesuré (les valeurs de taux d'erreur binaire mesurées sont indiquées par des points noirs, avec leurs écarts, dûs aux dispersions, par rapport à la courbe théorique en pointillés), est plus grand que le critère: comme le drapeau 11 indique que l'on n'a pas encore rencontré cette situation, le microprocesseur change le signe de la première valeur de pas d'incrémentation dans la mémoire 6 et change l'état du drapeau 11, après quoi le processus continue comme avant mais dans l'autre sens, ce qui fait passer par les valeurs de seuil successivement: C, B, A, E, F, G, H (maintenant les valeurs de taux d'erreur binaire mesurées sont indiquées par des petits cercles) Il faut remarquer qu'en arrivant à la valeur de seuil E, le taux d'erreur binaire mesuré (Q) devient plus petit que le taux d'erreur binaire optimal considéré jusque là (P), et le remplace Le critère réfrencé kl qui était utilisé jusque là est également remplacé par un critère plus faible référencé k 2 Lorsque le processus arrive au seuil H, le taux d'erreur binaire devient plus grand que le critère k 2 Maintenant le drapeau 11 indique que l'on a déja changé de sens d'incrémentation une fois: alors le processus est arrêté et la valeur du seuil H enregistrée On pourrait alors choisir comme valeur de réglage du seuil la demi-somme des deux valeurs de seuil respectivement au moment ou l'on a inversé le sens de l'incrémentation (D) et à l'arrêt de l'incrémentation {H). Néanmoins, pour obtenir une meilleure précision, on préfère continuer avec un deuxième processus d'affinage de la valeur du seuil. Dans ce second processus, le microprocesseur lit la deuxième valeur du pas d'incrémentation (plus petite: par exemple un bit d'accroissement de la valeur numérique à chaque pas) dans la mémoire 10 et on la place en mémoire 6 à la place de la première Le processus repart alors avec les autres valeurs précédentes inchangées (seuil H, critère k 2), pour passer par les valeurs de seuil I, J, K, L, M etc (figure 3, o les valeurs de taux d'erreur binaire mesurées sont indiquées par des points noirs) Au moment du passage du seuil I au seuil J, le taux d'erreur binaire devient plus petit que le critère K 2 et la valeur du seuil J est mémorisée Au moment du passage au seuil Z, le taux d'erreur binaire devient à nouveau plus grand que le critère K 2 la valeur du seuil Z est mémorisée, et l'incrémentation s'arrête. Dans une étape de conclusion, la valeur de réglage du seuil est calculée en faisant la demi-somme des susdites première et deuxième valeurs de seuil (J, Z) enregistrées dans la mémoire 6, et cette valeur de réglage est bien entendu appliquée à la connexion 8, et est en outre mémorisée avec référence à l'émission reçue par le décodeur au moment du réglage A cet effet, le récepteur comprend des positions de mémoire permanente pour stocker des valeurs de réglage de seuil Ainsi, les échos étant supposés stationnaires, chaque fois que l'on désire recevoir une autre émission, il suffit de rappeler en mémoire la bonne valeur du réglage réalisé précédemment pour cette émission. REVENDICATIONS: 1 Procédé pour le réglage du seuil d'un décodeur à seuil pour un signal à plusieurs niveaux, décodeur dont la valeur du seuil est programmable, caractérisé en ce que, le signal d'entrée dans le décodeur étant affecté d'écho, on adapte le seuil du décodeur en s'appuyant sur la mesure du taux d'erreurs binaires en sortie du décodeur. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, partant d'une valeur déterminée du seuil, on mesure le taux d'erreur binaire correspondant et on calcule à partir de ce taux d'erreur binaire une valeur appelée critère et qui est supérieure au taux d'erreur binaire et que l'on mémorise, puis on incrémente la valeur du seuil du décodeur pas à pas et à chaque pas on mesure le taux d'erreur binaire et on le compare au critère et s'il est plus petit que le critère on continue l'incrémentation alors que lorsque le taux d'erreur binaire devient pour la première fois plus grand que le critère on mémorise la valeur du seuil et on inverse le sens de l'incrémentation et enfin lorsque le taux d'erreur binaire devient pour la deuxième fois plus grand que le critère, on arrête l'incrémentation en mémorisant la dernière valeur du seuil et on choisit pour valeur de réglage du seuil la demi somme des deux valeurs de seuil respectivement au moment ou l'on a inversé le sens de l'incrémentation et à l'arrêt de l'incrémentation. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lors de la mesure du taux d'erreur binaire au départ du processus, on mémorise sa valeur que l'on suppose pour l'instant être le taux d'erreur binaire optimal et qu'ensuite, à chaque pas d'incrémentation, on compare le taux d'erreur mesuré avec le taux d'erreur binaire optimal et si le taux d'erreur binaire mesuré est plus petit que le taux d'erreur binaire optimal on remplace en mémoire la valeur du taux d'erreur binaire optimal par la nouvelle valeur mesurée à l'instant et on recalcule et mémorise aussi un nouveau critère avant de continuer l'incrémentation. 4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on choisit comme valeur numérique de pas d'incrémentation du seuil une valeur supérieure au pas le plus fin prévu pour le décodeur. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre un deuxième processus analogue au premier, deuxième processus dans lequel on utilise comme critère le dernier critère calculé lors du premier processus et comme valeur de départ pour le seuil la dernière valeur du seuil utilisée dans le premier processus, puis on incrémente la valeur du seuil du décodeur pas à pas avec un pas plus petit que lors du premier processus et à chaque pas on mesure le taux d'erreur binaire et on le compare au critère et lorsque le taux d'erreur binaire devient plus petit que le critère on mémorise une première valeur qui est celle du seuil à cet instant et lorsque le taux d'erreur binaire devient plus grand que le critère on arrête l'incrémentation en mémorisant une deuxième valeur qui est celle du seuil à cet instant et on choisit pour valeur de réglage du seuil la demi-somme des susdites première et deuxième valeurs de seuil. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on choisit comme valeur numérique de pas d'incrémentation du seuil la valeur la plus fine prévue pour le décodeur. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'on calcule le critère en ajoutant une première quantité fixe à la valeur du taux d'erreur mesuré, et en multipliant le tout par une deuxième quantité fixe. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on mémorise la valeur de réglage trouvée pour chacune des émissions susceptibles d'être reçues par le décodeur. 9 Récepteur de télévision comportant un décodeur à seuil muni d'une entrée numérique de commande pour y établir une valeur de seuil, des moyens de mesure du taux d'erreur binaire présent à la sortie du décodeur, et un microprocesseur, caractérisé en ce que le microprocesseur est chargé avec un programme qui calcule, à partir de plusieurs résultats de mesure fournis par lesdits moyens de mesure du taux d'erreur binaire, une valeur numérique de réglage du seuil du décodeur et fournit cette valeur numérique à ladite entrée numérique de commande. Récepteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des positions de mémoire permanente pour stocker des valeurs de réglage de seuil.