Brevet FR2725863A1 — publié le 19960419

I " Démodulateur de signaux numériques modulés, bidimention- nels " La présente invention concerne un démodulateur de signaux numériques modulés, bidimentionnels, comprenant un décideur de domaine qui définit des zones d'exclusion par des décisions à seuil dans le plan des valeurs bidimen- sionnelles des signaux, le décideur de domaine indiquant un signal d'acquisition lorsqu'il détecte des valeurs de si- gnaux reçus situés dans de tels domaines d'exclusion, pour signaler au circuit de régulation, existant qu'ils sont ex- clus. Un tel démodulateur est par exemple décrit dans les documents DE- 41 00 099 Cl ou IEEE Transactions on Communications, Vol, COM-30, No. 10, Oct. 1982, S. 2385- 2390. Dans ces deux documents, il s'agit du placement opti- mum de zones d'exclusion qui initient des signaux acquisi- tion pour que les circuits de régulation exclus du démodulateur passent rapidement et sûrement à l'accrochage. Un démodulateur pour des signaux numériques à modulation bidimensionnelle (comme par exemple des signaux à modulation en quadrature - signaux QAM) comporte en géné- ral plusieurs circuits de régulation couplés les uns aux autres, à savoir pour réguler le niveau de réception, l'en- registrement de la phase d'horloge et de porteuse des si- gnaux d'entrée, la quadrature de phase de la fréquence porteuse éventuellement également les coefficients d'un circuit de correction adaptatif. Il existe deux états de fonctionnement différents pour les circuits de régulation à savoir le mode d'acquisition et le mode poursuite. Le mode d'acquisition assure au début d'une transmission de données ou après une défaillance l'accrochage du circuit de régula- tion. Puis, on commute le mode de poursuite dans lequel les circuits de régulation ne régulent que de faibles différen- ces. Dans tous les cas, les circuits de régulation nécessitent une information précise pour savoir quand ils doivent fonctionner en mode d'acquisition ou en mode de poursuite. La décision de l'état de fonctionnement à pren- dre en compte à ce moment, dépend des domaines dans les- quels les valeurs des signaux de réception arrivent dans le plan des valeurs bidimentionnelles du signal. Lorsqu'on dé- tecte des valeurs de signaux de réception par exemple au voisinage immédiat des valeurs de consigne de signal, cela signifie que les circuits de régulation sont accrochés et fonctionnent en mode de poursuite. Lorsqu'on rencontre des valeurs de signaux de réception dans les zones du plan des valeurs des signaux, zones qui sont plus éloignées des valeurs de consigne des signaux, il faudrait déclencher le fonctionnement en mode d'acquisition pour les circuits de régulation. Or, il arrive que des valeurs de signaux de ré- ception se produisent au voisinage de valeurs de signaux de consigne là o il faudrait le mode de poursuite mais que des signaux parasites combinés font sortir les valeurs des signaux de réception hors des zones correspondant au mode poursuite dans le plan des valeurs des signaux et font ain- si passer en mode d'acquisition bien que les circuits de régulation ne soient pas vraiment décrochés. La présente invention a pour but de créer un démodulateur correspondant au type défini ci-dessus, qui évite autant que possible une commutation sur le mode d'ac- quisition lorsque les circuits de régulation sont encore accrochés. Ce problème est résolu selon l'invention par les caractéristiques de la revendication 1. Une réalisation avantageuse de l'invention découle des sous-revendications. Par exemple, selon l'invention des signaux pa- rasites sinusoidaux combinés aux valeurs de signaux de ré- ception font que les circuits de régulation du démodulateur commutent en mode d'acquisition bien qu'ils ne soient pas décrochés. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à l'aide du dessin. L'unique figure montre le plan des valeurs du signal par exemple dans un système de modulation QAM, 16. Les 16 valeurs de consigne du signal situé dans ce plan sont caractérisées par des points. Chaque valeur de consi- gne de signal se compose d'une composante en phase XI et d'une composante en quadrature XQ. Le fonctionnement d'un décideur de zone sera explicité à l'aide du plan des valeurs de signal, représen- tées. Le décideur doit décider à quelle valeur du signal de consigne est associée une valeur de signal de réception et dans quel état de fonctionnement (mode d'acquisition ou mode de poursuite) il faut commuter chaque fois les cir- cuits de régulation du démodulateur. Les seuils de décision équidistants SI et SQ parallèles à l'axe en phase I et l'axe en quadrature Q, subdivisent l'ensemble du plan des valeurs du signal en champs dont le centre correspond à une valeur de consigne du signal. Suivant le champ dans lequel tombe la valeur du signal de réception, le décideur de zone associe la valeur du signal de réception à la valeur du signal de consigne de ce champ. De plus, d'autres seuils de décision délimitent plusieurs zones d'exclusion LO (zones ombrées par des points). Si des valeurs de signal de réception se situent dans de telles zones d'exclusion LO, le décideur de zone signale que les circuits de régulation ne sont pas accro- chés et qu'ils doivent ainsi commuter sur le fonctionnement en mode d'acquisition. Les zones d'exclusion LO sont pla- cées dimensionnées selon le critère suivant: Lorsqu'une valeur de signal de réception at- teint une valeur de signal de consigne et qu'à cette valeur de signal de réception est combiné un signal parasite, si- nusoidal, il se déplace sur un cercle SS autour de la va- leur de consigne du signal. Le diamètre de ce cercle SS prédéterminé par l'amplitude du signal parasite sinusoïdal ne doit pas dépasser au maximum les seuils de décision SI et SQ délimitant la valeur du signal de consigne, de façon en fait à ne pas le couper (voir la figure). Pour une va- leur de signal de réception auquel est combiné un signal parasite sinusoïdal jusqu'à une amplitude à la valeur maxi- male indiquée, on peut conserver le mode de poursuite. Ce n'est que lorsque l'amplitude du signal sinusoïdal parasite dépasse cette valeur maximale qu'il faut commuter en mode d'acquisition. Les zones d'exclusion LO ne doivent englober pour cela que les zones du plan des valeurs du signal qui ne sont pas coupées par des cercles SS ayant le rayon maxi- mum autorisé. On obtient ainsi les zones d'exclusion repré- sentées à la figure, dans les zones d'intersection des seuils de décision SI et SQ et en dehors de la constella- tion des valeurs de consigne du signal. Pour que les zones d'exclusion LO se rapprochent autant que possible du cercle SS, il faut les délimiter par des seuils de décision qui sont en partie parallèles et en partie inclinés à 45 par rapport à l'axe en phase I et l'axe en quadrature Q. Le décideur de zone génère un signal défini comme suit: pour (|eI + eQj > emax) V (XI > Xmax) V (XQ > Xmax) G = zone d'exclusion I0 pour les autres cas. Le symbole V représente la combinaison logique OU. XI est la composante en quadrature de la valeur du signal reçu, détecté. XQ est sa composante en quadrature. Si l'on définit comme alphabet d'émission en mode QAM, les valeurs ( 1, 3...), on obtient pour m-QAM, la frontière de constellation Xmax = \, ce qui, pour le système 16-QAM, donne Xmax = 4. eI et eQ sont les différences des composantes en phase et en quadrature de la valeur d'un signal de récep- tion par rapport aux composantes correspondants de la valeur du signal de consigne de décision emax un paramètre de dimension; il définit l'exten- sion des zones d'exclusion intérieures. Il peut en même temps être dimensionné pour la tenue maximale aux parasites vis-à-vis des signaux pa- rasites sinusoidaux (emax 20- 4,0, 0=0,47) Le décideur de zone fait la moyenne de plu- sieurs signaux G qu'il génère et il compare finalement le signal moyen G à un seuil prédéterminé GS. Pour G > Gs, le décideur de zone émet un signal d'acquisition. Aussi long- temps que l'inégalité G zone signale le mode de poursuite. Il faut dimensionner Gs pour permettre de déci- der en sécurité entre l'état accroché et l'état non accro- ché et pour qu'en même temps le point de commutation se produise pour des taux d'erreur aussi élevés que possible. Pour 16-QAM, un circuit de régulation non accroché donne G = 0,25. La moitié de la valeur donne une orientation pour le seuil Gs = 0,125. Ce dimensionnement donne au point de commutation entre le mode de poursuite et le mode d'acqui- sition, un taux d'erreur d'environ 1,5. 10. Ce dimension- nement donne au point de commutation entre le mode de poursuite et le mode d'acquisition, un taux d'erreur de 1,5. 10-2 qui est une valeur suffisamment grande. Le décideur de zone est avantageusement une mé- moire (PROM) dont les emplacements de mémoire figurent l'ensemble du plan des valeurs de signal; les emplacements de mémoire associés aux zones d'exclusion contiennent le signal G = 1. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Démodulateur de signaux numériques modulés, bidimensionnels comprenant un décideur de fonctionnement qui fixe des zones d'exclusion par des seuils de décision dans le plan des valeurs bidimensionnelles du signal, le décodeur de zone lorsqu'il détecte des valeurs de signal reçues dans de telles zones d'exclusion, émet un signal d'acquisition qui signale au circuit de régulation existant qu'ils sont exclus, caractérisé en ce que les zones exclues (LO) sont situées et dimensionnées pour ne pas être concer- nées par les valeurs des signaux reçus qui se déplacent sur des trajectoires circulaires (SS) autour des valeurs de consigne du signal, du fait des signaux parasites sinusoi- daux. 2 ) Démodulateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le décideur de zone émet un signal (G) défini comme suit: lr pour (eI + I eQ > emax) V (XI| > Xmax)V (IXQI > Xmax) G = _ zone d'exclusion [o pour les autres cas (V:OU logique) dans cette relation: XI représente la composante en phase et XQ la compo- sante en quadrature d'une valeur de signal reçue, eI et eQ représentent les différences entre les composan- tes en phase et en quadrature d'une valeur de si- gnal reçue par rapport aux composantes de la valeur de signal de consigne de décision, Xmax = -, (m est le nombre des valeurs possi- bles du signal de consigne) et emax cideur de zone faisant la moyenne de plusieurs signaux (G) et comparant le signal de moyenne (G) à un seuil prédéterminé (GS) et dans le cas (G) > (Gs) il émet un signal d'acquisition.