Brevet FR2751159A1 — publié le 19980116

Unité numérique de démodulation/décodage d'informations interactives La présente invention concerne une unité de démodulation/décodage équipant un appareil de réception d'informations numériques et/ou analogiques émises par un ou plusieurs diffuseurs de programmes (broadcaster en langue anglaise) par modulation numérique d'une porteuse. Les informations émises par les broadcasters se composent, d'une part, d'informations, à diffusion générale, émises à travers un premier canal, et reçues par divers utilisateurs et, d'autre part, d'informations particulières émises à travers un deuxième canal de transmission, et destinées exclusivement à un groupe particulier d'utilisateurs. A la réception, ces informations sont démodulées/décodées par une unité de démodulation/décodage (IRD, integrated receiver and decoder en langue anglaise) qui peut être soit intégrée à un appareil de réception, soit reliée par un câble approprié à cet appareil. Ce dernier peut être un récepteur TV numérique ou un micro-ordinateur configuré pour recevoir des signaux vidéo et audio représentant des programmes TV. Dans les deux cas, le broadcaster et l'utilisateur échangent des données de manière interactive. Les services interactifs sont appelés à connaître un important essor, et nécessitent de ce fait, la mise en oeuvre de nouvelles fonctions dans les unités de démodulation/décodage existantes ou dans les unités de raccordement au réseau INSU, Network Interface Unit en langue anglaise). Au niveau de la couche physique de ces unités, un démodulateur/décodeur est nécessaire pour démoduler/décoder les informations particulières transmises, de manière interactive, par le broadcaster à un utilisateur donné, et un encodeur/modulateur est nécessaire pour la transmission, à travers un canal spécifique dédié à cet effet, d'informations de l'utilisateur vers le broadcaster. Les informations émises par les broadcasters à travers le premier canal, dédiées à une diffusion générale, sont généralement conformes au standard DVB (Digital video broadcasting, en langue anglaise) ou au standard DAVIC (Digital Audio-Visual Council, en langue anglaise) qui recommandent une modulation du type QPSK (Quadrature Phase Shift Keying, en langue anglaise) pour la transmission par satellite, et une modulation du type QAM (Quadrature Amplitude Modulation, en langue anglaise) pour la transmission à travers les canaux CATV (Community Antenna Television, en langue anglaise). La démodulation et le décodage des informations reçues requièrent un matériel propre à réaliser des fonctions telles qu'une estimation de la période d'émission, une récupération de la porteuse utilisée pour transmettre les signaux analogiques reçus, un réglage automatique de gain, un filtrage de Nyquist permettant de réduire les interférences intersymboles, une estimation de la qualité du signal reçu, un décodage Viterbi ou d'autres fonctions de décodage et de correction d'erreurs. Les informations émises par les broadcasters à travers le deuxième canal sont également conformes au standard DVB ou au standard DAVIC et subissent des traitements similaires à ceux effectués sur les informations générales. De ce fait, la démodulation et le décodage de ces informations requièrent des circuits identiques à ceux utilisés pour démoduler et décoder les information à diffusion générales. Une solution connue pour réaliser ces traitements consiste à dédier, à chaque canal de transmission, un circuit adapté à effectuer les fonctions nécessaires. les circuits ainsi utilisés sont, soit intégrés sur deux substrat de silicium distincts, ce qui conduit à une augmentation du coût de leur réalisation, soit intégrés sur un même substrat, et dans ce cas, des interférences entre les signaux reçus à travers deux canaux différents peuvent apparaître dans le circuit de l'IRD. En guise d'exemple, un réseau câblé du type HFC (Hybrid Fiber Coax, en langue anglaise) nécessite l'intégration, dans le même IRD, d'un démodulateur/décodeur du type 64 QAM pour le premier canal, et d'un démodulateur/décodeur du type QPSK pour le deuxième canal. Le but de l'invention est d'utiliser une surface minimum de substrat de silicium pour réaliser les circuits de démodulation/décodage des informations transmises afin de limiter le coût et l'encombrement dans les IRD. Un autre but de l'invention est de réduire le phénomène d'interférence susceptible d'affecter la réception des informations transmises. Selon l'invention, I'unité de démodulation/décodage comporte des moyens pour traiter, en temps partagé, les informations reçues à travers le premier canal et les informations reçues à travers le deuxième canal. Grâce à l'invention, la taille du substrat de silicium nécessaire à l'intégration des fonctions requises pour la démodulation/décodage des informations reçues est notablement réduite dans la mesure où un même circuit est utilisé, alternativement, pour traiter les données représentant les informations générales et les données représentant les informations particulières. En outre, les interférences susceptibles d'affecter la réception des informations transmises sont réduites dans la mesure où une même horloge est utilisée pour synchroniser les opérations effectuées sur les informations générales et celles effectuées sur les informations particulières. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles - La figure 1 représente un schéma-bloc d'une unité de démodulation/décodage conforme à l'invention; - la figure 2 représente un chronogramme illustrant un exemple de fonctionnement de l'unité de démodulation/décodage de la figure 1. Sur la figure 1 est représenté le schéma-bloc d'une unité de démodulation/décodage 2 de signaux reçus par un appareil de réception d'informations tel qu'un récepteur TV multimédia ou un micro-ordinateur configuré de manière à recevoir des programmes vidéo et/ou audio émis par un premeir broadcaster. Ces programmes vidéo et/ou audio constituent les informations à diffusion générale émises, à travers un premier canal de transmission. Parallèlement, le premier ou un deuxième broadcaster ou fournisseur de services envoie, à travers au moins un deuxième canal de transmission, des informations particulières qui sont destinées exclusivement à un utilisateur particulier, ou groupe d'utilisateurs particuliers. A la réception, la démodulation et le décodage des informations reçues sont obtenus au moyen de l'unité de démodulation/décodage 2 qui comporte à cet effet, des moyens pour traiter alternativement, en temps partagé, les informations émises à travers le premier canal et les informations émises à travers le deuxième canal. Comme on peut le voir sur la figure 1, ces moyens se composent d'un étage de conversion analogique numérique 4 propre à recevoir, simultanément, un premier signal analogique représentant les informations générales, et un deuxième signal analogique représentant les informations particulières et, à délivrer à un étage de multiplexage 6 une succession de mots binaires Sb et une succession de mots binaires Sd représentant respectivement des échantillons du premier signal analogique reçu et des échantillons du deuxième signal analogique reçu. L'étage de multiplexage 6 est relié à un étage de calcul 8 auquel il délivre des données numériques Smux résultant du multiplexage des échantillons Sb et des échantillons Sd, cet étage de calcul 8 délivre à sa sortie, alternativement, une suite de séquences numériques représentant les informations générales traitées et une suite de séquences numériques représentant les informations particulières traitées. Comme cela a été dit précédemment, les informations générales reçues sont constituées principalement par des programmes vidéo et/ou audio tandis que les informations particulières reçues sont constituées principalement par des donnés échangées, de manière interactive, entre un ou plusieurs utilisateurs particuliers et le broadcaster ou le fournisseur de services. Les informations générales sont ensuite transmises à un démultiplexeur, non représenté, permettant de reconstituer chaque programme transmis tandis que les informations particulières sont mises à la disposition des utilisateurs qui les recoivent soit par affichage sur l'écran de télévision ou du micro-ordinateur, soit par voie sonore après un traitement local dans le récepteur. Comme on peut le voir sur la figure 1, I'étage de conversion analogique numérique comporte un premier CAN (convertisseur analogique numérique) 20 ayant une entrée 21 recevant les signaux analogiques représentant les informations générales et une sortie 22 reliée à une première entrée de l'étage de multiplexage 6, un deuxième CAN (convertisseur analogique numérique) 23 ayant une entrée 24 recevant les signaux analogiques représentant les informations particulières et une sortie 25 reliée à une deuxième entrée de l'étage de multiplexage 6, cet étage de multiplexage 6 ainsi que l'étage de calcul 8 sont reliés à une horloge 26, délivrant un signal de synchronisation ayant une fréquence F tandis que lesdits convertisseurs analogiques numériques (20 ; 23) sont reliés à ladite horloge 26, via un diviseur de fréquence 28, délivrant, d'une part au CAN 20, un signal de synchronisation ayant une fréquence fb égale à une fraction entière de la fréquence F et, d'autre part au CAN 23, un deuxième signal de synchronisation ayant une fréquence fd égale à une fraction entière de la fréquence F. En fonctionnement, après accord de l'appareil de réception sur la fréquence du premier canal de transmission, un signal de fréquence intermédiaire, représentant principalement des informations vidéo et/ou audio est appliqué à l'entrée du premier CAN 20 qui le convertit, à la fréquence fb, en une suite d'échantillons numériques Sb. Ces échantillons sont ensuite appliqués à l'une des entrées du multiplexeur 6. Parallèlement, I'appareil de réception est accordé sur la fréquence du deuxième canal de transmission, et le signal à fréquence intermédiaire résultant de cet accord, est appliqué à l'entrée du deuxième CAN 23 qui le convertit à la fréquence fd en une suite d'échantillons numériques Sd. Les échantillons Sd sont ensuite appliqués à l'autre entrée du multiplexeur 6. Ce dernier délivre, à la fréquence F, un flot de données numériques Smux appliqué à l'entrée de l'étage de calcul 8. Ce flot de données numériques transporte principalement les informations vidéo et/ou audio transmises à travers le premier canal et les informations particulières transmises à travers le deuxième canal. Ces informations sont ensuite traitées, en temps partagé, dans l'étage de calcul 8. Ce dernier comporte, entre autre, un premier élément 30 destiné à réaliser une estimation de la période d'émission, un deuxième élément 32 destiné à réaliser une récupération de la porteuse utilisée pour transmettre les signaux analogiques reçus, un troisième élément 34 destiné à réaliser un réglage automatique de gain, un quatrième élément 36 destiné à réaliser un filtrage de Nyquist de manière à réduire les interférences intersymboles, un cinquième élément 38 destiné à réaliser une estimation de la qualité du signal reçu, un sixième élément 40 destiné à réaliser un décodage Viterbi, un septième élément 42 destiné à réaliser une correction d'erreurs susceptibles d'affecter les séquences reçues. Ces éléments (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42) sont reliés de facon bidirectionnelle, d'une part, à un premier moyen de stockage 50 de données résultant de calculs intermédiaires relatifs aux informations générales traitées, et d'autre part, à un deuxième moyen de stockage 52 de données résultant de calculs intermédiaires relatifs aux informations particulières traitées. Ces moyens de stockage (50, 52) reçoivent également des paramètres de calcul relatifs aux échantillons Sb, et des paramètres relatifs aux échantillons Sd. Notons que les fonctions décrites ci-dessus sont données à titre indicatif et ne sont pas toutes obligatoirement réalisées dans l'étage de calcul et que ce dernier peut être aisément adapté pour traiter des bits ou des groupes de bits (octets) dans les fonctions de décodage et de correction d'erreurs par exemple. La figure 3 illustre, par un exemple particulier, le multiplexage des données Sb et des données Sd. Dans cet exemple, on suppose que le débit des données Sb est identique à celui des données Sd. La ligne 60 de ce chronogramme représente le signal délivré par l'horloge 24. La ligne 62 représente les échantillons Sb, la ligne 64 représente les échantillons Sd, décalés d'une demi période d'horloge, par rapport aux échantillons Sb et la ligne 64 représente la suite de données numériques Smux résultant du multiplexage. Dans ce cas, I'étage de calcul 8 traite alternativement, un échantillon Sb, et un échantillon Sd. Bien entendu, I'unité de démodulation/décodage 2 est apte à fonctionner pour un débit des données Sb différent de celui des données Sd. REVENDICATIONS 1. Unité de démodulation/décodage (2) équipant un appareil de réception d'informations et destinée à démoduler/décoder, d'une part, un premier type d'informations à diffusion générale, émises par un premier diffuseur de programmes et/ou de services à travers un premier canal de transmission, et d'autre part, un deuxième type d'informations particulières émises par le premier ou par un deuxième diffuseur de programmes et/ou de services à travers au moins un deuxième canal de transmission, à destination exclusive d'un utilisateur particulier ou d'un groupe d'utilisateurs particuliers, caractérisée en ce que cette unité de démodulation/décodage (2) comporte des moyens pour traiter, en temps partagé, les informations reçues à travers le premier canal et les informations reçues à travers le deuxième canal. 2. Unité de démodulation/décodage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour traiter les informations recues se composent d'un étage de conversion analogique numérique (4) recevant, simultanément, un premier signal analogique représentant les informations générales et un deuxième signal analogique représentant les informations particulières et délivrant, à un étage de multiplexage (6), une succession de mots binaires Sb et une succession de mots binaires Sd représentant respectivement des échantillons du premier signal analogique et des échantillons du deuxième signal analogique, I'étage de multiplexage (6) étant relié à un étage de calcul (8) auquel il délivre des données numériques Smux résultant du multiplexage des échantillons Sb et des échantillons Sd, ledit étage de calcul (8) délivrant à sa sortie, alternativement, une suite de données numériques représentant les informations générales traitées et une suite de donnée numériques représentant les informations particulières traitées. 3. Unité de démodulation/décodage selon la revendication 2, caractérisée en ce que les informations générales reçues sont constituées par des programmes vidéo et/ou audio tandis que les informations particulières reçues sont constituées par des donnés échangées, de manière interactive, entre l'utilisateur particulier ou le groupe d'utilisateurs particuliers et le diffuseur de programmes. 4. Unité de démodulation/décodage selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'étage de conversion analogique numérique (4) comporte un premier CAN (20) ayant une entrée (21) recevant les signaux analogiques représentant les informations générales et une sortie (22) reliée à une première entrée de l'étage de multiplexage (6), un deuxième CAN (23) ayant une entrée (24) recevant les signaux analogiques représentant les informations particulières et une sortie (25) reliée à une deuxième entrée de l'étage de multiplexage (6), cet étage de multiplexage (6) et l'étage de calcul (8) étant reliés à une horloge (26) délivrant un signal de synchronisation ayant une fréquence F tandis que lesdits convertisseurs analogiques numériques (20, 23) sont reliés à ladite horloge (26) via un diviseur de fréquence (28) délivrant, d'une part au CAN (20), un premier signal de synchronisation ayant une fréquence fb égale à une fraction entière de la fréquence F et, d'autre part au CAN (23), un deuxième signal de synchronisation ayant une fréquence fd égale à une fraction entière de la fréquence F. 5. Unité de démodulation/décodage selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'étage de calcul (8) comporte, entre autre, un premier élément (30) destiné à réaliser une estimation de la période d'émission, un deuxième élément (32) destiné à réaliser une récupération de la porteuse utilisée pour transmettre les signaux analogiques reçus, un troisième élément (34) destiné à réaliser un réglage automatique de gain, un quatrième élément (36) destiné à réaliser un filtrage de Nyquist de manière à réduire les interférences intersymboles, un cinquième élément (38) destiné à réaliser une estimation de la qualité du signal reçu, un sixième élément (40) destiné à réaliser un décodage Viterbi et un septième élément (42) destiné à réaliser un décodage des séquences de données recues et une correction d'erreurs susceptibles d'affecter ces séquences, ces éléments (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42) étant reliés de façon bidirectionnelle, d'une part, à un premier moyen de stockage (50) de données résultant de calculs intermédiaires relatifs aux informations générales traitées, et d'autre part, à un deuxième moyen de stockage (52) de données résultant de calculs intermédiaires relatifs aux informations particulières traitées.