Brevet FR2831015A1 — publié le 20030418

Procédé de détection de canaux de transmission et dispositif de réception utilisant le procédé. L' invention se rapporte à u n procédé de détection de ca naux utilisé dans un dispositif de réception réalisant un balayage en fréquence d'une bande de transmission. Les dispositifs de réception de télévision disposent actuellement d'une recherche automatique des canaux afin de simplifier leur mise en fonctionnement. Ainsi, un utilisateur peut configurer son téléviseur ou son décodeur satellite par l'appui sur une seule touche. La recherche automatique consiste à balayer en fréquence toute la bande de réception utilisoe par l'appareil puis à mémoriser toutes les fréquences porteuses ainsi que certaines informations relatives au canal reçu. Pour un décodeur satellite, la bande de réception à balayer peut être par exemple d'1 GHz et rend un tel balayage relativement long. Pour réaliser le balayage de la bande, il est connu de faire un balayage par pas de fréquence. Le pas de fréquence est fixé pour être inférieur ou égal à la largeur d'un canal de sorte que si un canal est présent quelque part dans la bande de réception il est obligatoire de tomber dessus. Lors d'une incrémentation de fréquence, on mesure le signal correspondant à la fréquence et on le compare à un seuil. Si le signal est supérieur au seuil, on fait varier la fréquence positivement et négativement afin de déterminer la fréquence porteuse du canal. Puis on décode le canal afin d'obtenir et de mémoriser les informations relatives au canal trouvé. Les transmissions par satellites utilisent différentes largeurs de canal. A titre d'exemple, un même satellite peut diffuser des canaux d'une largeur de 25, 33 ou 40 MHz. Le balayage s'effectue alors avec un pas correspondant à la plus petite largeur de canal. Pour repérer le type de canal, il faut vérifier lors de chaque saut de fréquence quel canal a été trouvé à l'aide d'une identification successive sur chaque type de canal. Un objectif de l'invention est de réduire le temps nocessaire à une recherche automatique de canaux sur un dispositif recevant des canaux de 3 5 d ifférentes largeurs. L' invention propose un procédé de détection de ca n al qui réalise des passes successives avec des pas de fréquence 2 2831015 correspondants à des canaux d'une largeur spécifique. Lors de chaque passe, on ne cherche que les canaux correspondants à la largeur spécifique. L'invention est un procédé de détection de canaux dans une bande de transmission utilisant des canaux pouvant avoir au moins deux largeurs de bande dans lequel: - au cours d'une première passe, on réalise un balayage en fréquence de la bande de transmission en utilisant un pas de fréquence correspondant à une largeur de canal associé, - au cours d'au moins une passe suivante, on rénlise un balayage en fréquence de la bande de transmission en utilisant un pas de fréquence correspondant à une largeur différente du canal associé à une passe précédente, - au cours de chaque passe, on détecte et on mémorise uniquement les canaux associés au pas de fréquence de la passe en cours. L'utilisation de passes successives correspondant à une largeur de canal pour ne détecter que les canaux de ladite largueur augmente le nombre de sauts de fréquence nécessaire au balayage de la bande de fréquence. Par contre pour chaque saut une seule détection de canal est réalisée. L'invention bien que réalisant un nombre de sauts de fréquence plus important pour balayer la totalité de la bande est plus rapide car la durce nécessaire à chaque saut est moins importante. Afin d'augmenter l'efficacité du procédé, le balayage de la bande réalisé lors d'une passe se fait dans les zones de la bande qui ne sont pas occupées par un canal préalablement mémorisé. Préférentiellement, les pas de fréquence sont décroissants d'une passe à l'autre. Une autre amélioration consiste en ce que préalablement à la première passe on réalise une vérification de présence ou d'absence de canaux préalablement mémorisés afin de déterminer la ou les zones réellement occupées par les canaux mémorisés. Dans le cas o une même largeur de canal est utilisée pour plusieurs débits binaires, une passe est effectuse pour chaque débit binaire. 3 2831015 L'invention est également un dispositif de réception multi-canal utilisant des canaux de largeurs variables situés dans une bande de transmission, le dispositif comportant: - des moyens pour mémoriser des canaux, - des moyens pour effectuer un balayage en fréquence de la bande de transmission, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande pour effectuer au moins deux passes successives au cours desquelles le balayage en fréquence de la bande de transmission se fait avec un pas de fréquence correspondant à une largeur de bande associée à un type de canal recherché. L' invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et avantages appara^tront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 représente un dispositif de réception d'émission de télévision par satellite, la figure 2 représente un décodeur satellite selon l'invention, la figure 3 est un organigramme de fonctionnement du procédé de détection de canaux, la figure 4 illustre le fonctionnement du procédé de l'invention. La figure 1 représente un dispositif de réception d'émission de télévision par satellite qui comporte une antenne 1 munie d'un bloc à faible bruit 2 plus connu sous la dénomination LNB (de l'anglais Low Noise Bloc), un décodeur satellite 3 et un téléviseur 4. Le LNB 2 réalise une transposition de la bande de transmission utilisée par un ou plusieurs satellites dans une bande de fréquence intermédiaire par exemple comprise entre 950 et 2150 MHz. Le décodeur satellite 3 reçoit le signal provenant du LNB 2 par I'intermédiaire d'un câble coaxial 5 et fournit un signal de télévision au téléviseur 4 par l'intermédiaire d'un câble de connexion 6. Le décodeur satellite 3 effectue une sélection d'un canal dans la bande intermédiaire puis démodule et décode les informations utiles du canal afin d'une part de reconstituer un signai de télévision adapté au téléviseur 4, et d'autre part à mettre à jour des données de service propre à l'opérateur de distribution de programme par satellite. 4 2831015 Une modélisation du décodeur satellite 3 est représentée sur la figure 2. La modélisation de la figure 2 montre plus particulièrement les différents éléments mis en _uvre selon l'invention. Un premier filtre passe bande 10 est connecté au câble coaxial 5 pour sélectionner la bande intermédiaire par exemple comprise entre 950 et 2150 MHz. Un amplificateur 11 est connecté au premier filtre passe bande pour amplifier le signal en bande intermédiaire. Un mélangeur 12 transpose la bande intermédiaire à l'aide d'un signal produit par un synthétiseur de fréquence 13. Un deuxième filtre passe bande 14 sélectionne un canal dans la bande transposée par le mélangeur 12. Le deuxième filtre 14 est centré sur une fréquence de modulation et peut avoir une largeur de bande variable afin de sélectionner une largeur de bande correspondant à un canal donné. Un circuit de démodulation et de décodage 15 effectue la démodulation et le décodage du canal et fournit un train de donné. Un circuit de traitement 16 réalise le traitement des donnces et reconstitue un signal vidéo qui est fournit sur le câble 6. Le circuit de traitement 16 contrôle la totalité du décodeur et comporte une mémoire 17 pour mémoriser, entre autre, le plan de fréquence de la bande satellite. Un circuit de commande 18 sert à contrôler le canal reçu en envoyant une consigne de fréquence au synthétiseur 13, une consigne de sélection de largeur de bande au deuxième filtre 14, une consigne de largeur et de débit de canal au circuit de démodulation et de décodage 15 et des signaux de commande au LNB 2 par l'intermédiaire d'un amplificateur 19, d'un filtre 20 et du câble coaxial 5. Le circuit de commande 18 dispose par ailleurs d'une entrce pour recevoir un signal d'accrochage du circuit de démodulation et de décodage 15 et une entrée/sortie pour échanger des instructions et des informations avec le circuit de traitement 16. Lorsqu'un opérateur sélectionne un canal mémorisé dans la mémoire 17, le circuit de traitement 16 fournit au circuit de commande 18 la requête de changement de canal avec les paramètres (par exemple fréquence porteuse, largeur de canal, polarisation du LNB) lu dans la mémoire 17. Lorsqu'un opérateur lance une recherche automatique de canaux, le circuit de traitement 16 déclenche un algorithme de recherche dans le circuit de commande 18. Le circuit de commande 18 dispose alors d'un accès en lecture et en écriture dans la mémoire 17. 2831015 L'algorithme général de recherche de canal est décrit sur la figure 3. Une étape 100 sert à initialiser la première passe. Au cours de l'étape , le circuit de commande envoie les instructions nécessaires de fréquence, de largeur de bande et de débit au synthétiseur de fréquence 13, au deuxième filtre 14 et au circuit de démodulation et de décodage 15 qui correspondent par exemple à la première passe. A titre d'exemple, la largeur de canal est fixée à 40 MHz, le débit binaire à 40 Mbits/s. Au cours de l'étape 100, le circuit de commande détermine un pas de fréquence à utiliser pour la première passe. Après l'étape 100, on effectue une étape 110 de balayage de la bande utile pour une passe. L'étape 110 consiste à tester pour la présence d'un ou plusieurs canaux dans la bande de fréquence intermédiaire qui correspond à la largeur fixce et qui utilise le déLit binaire fixé. Pour détecter de manière sûre la présence d'un canal, il suffit de balayer la bande de fréquence intermédiaire à l'aide d'un pas de fréquence propre à la largeur du canal recherché. Le pas de fréquence associé au canal recherché doit être inférieur ou égal à la largeur du canal additionné de l'espace minimal séparant deux canaux. Pour chaque pas de fréquence on attend pendant une d u rée correspond ant au temps maximal d'accrochage du circu it de démodulation et de décodage 15. Si au cours de cette durce, un canal correspondant au type de canal recherché est trouvé, le circuit de démodulation et de décodage 15 I'indique au circuit de commande 18 qui mémorise le canal et les informations correspondantes puis on passe au canal suivant. Si le type de transmission utilisé présente une incertitude sur le positionnement du spectre du canal, I'opération se fait pour chaque pas de fréquence sur le signal sortant du deuxième 14 et sur le signal sortant avec un spectre inversé sur lui-même. Si deux polarisations sont utilisses pour la transmission, le balayage est effectué une première fois sur une première polarisation et une deuxième fois sur une deuxième polarisation. A l'issue de l'étape 110, un test 120 vérifie si toutes les passes ont été réalisées, une passe correspondant à la recherche d'un type de canal. Si toutes les passes ont été réalisées, alors on mémorise de manière définitive, pendant une étape 130, la table de plan de fréquence correspondant aux canaux trouvés au cours de toutes les passes dans la mémoire 17 et la recherche de canal prend fin. Si toutes les passes n'ont pas été réalisées, alors on effectue une étape 140 d'initialisation de la passe 6 2831015 suivante. L'étape 140 est identique à l'étape 100 mais utilise des paramètres correspondants à u n type de canal q u i n'a pas été recherché. A l' issue de l'étape 140, on réalise à nouveau l'étape 110 de balayage. A titre d'exemple comparatif entre l'invention et l'état de la technique, on suppose que l'on recherche trois types de canaux ayant des largeurs de canal respectivement égales à 25, 33 et 40 MHz dans un dispositif o deux polarisations sont utilisées avec une incertitude sur le positionnement du spectre. Selon l'état de la technique, le temps de recherche Tret est égal à: Tret = 2 * n * (Tf + 3 * (Td + 2 * Ta), avec n le nombre de sauts de fréquence effectués pour balayer la bande intermédiaire, Tf le temps de positionnement du synthétiseur de fréquence 13, Td le temps de positionnement des paramètres du circuit de démodulation et de décodage , Ta de temps maximal d'accrochage du circuit de démodulation et de décodage incluant une inversion de spectre et les facteurs " 2 " sont dus d'une part au double balayage pour chaque polarisation et d'autre part aux tests sur le spectre reçu et le spectre inversé. Selon l'invention, le temps de recherche Tinv est égal à: Tinv=4*n1 *Tfd*Ta+4*n2*Tfd*Ta+4*n3*Tfd*Ta,avecn1,n2et n3 le nombre de sauts de fréquence réalisés pour le balayage de la bande pour respectivement chaque type de canal, Tfd le temps nécessaire au positionnement simultané du synthétiseur de fréquence 13 et des paramètres du circuit de démodulation et de décodage 15, le coefficient quatre étant du à la double polarisation et à l'inversion du spectre. Ces deux formules pour être comparces doivent faire référence à des durées effectives prises pour des circuits de même performance. A titre d'exemple numérique, on a Tf = 7ms, Td = 6ms, Tfd = 7ms, Ta = 115ms. Par ailleurs, la largeur de bande intermédiaire étant égale à 1200MHz, on utilise le pas de fréquence correspondant au canal le plus étroit pour le calcul de n qui correspond par exemple à la largeur du canal, dans l'exemple 25 MHz, ce qui donne n = 1200 /25 = 48. Pour n1, n2 et n3 on prend par exemple les largeurs de canaux recherchés correspondant à la passe pour laquelle le pas de fréquence est utilisé soit respectivement 25, 33 et 40 MHz, ce qui donne: n1 = 1200/25 = 48, n2 = 1200/33 = 36, n3 = 1200/40 = 30. Avec de telles données numériques, on obtient: Tret = 68,64 s et Tinv = 55,632 s. Ie gain est dans ce cas d'environ 20%. 7 2831015 L'invention peut être considérablement améliorée en terme d'efficacité lorsque l'on effectue, lors de chaque passe, un balayage de la bande de fréquence intermédiaire limité aux zones qui ne sont pas occupées par un canal préalablement trouvé. A titre d'exemple, si la bande contient quatre canaux de 40 MHz, 5 canaux de 33 MHz et trois canaux de 25 MHz et que l'on effectue le balayage dans un ordre de taille décroissante des canaux, alors la recherche se limite à une bande de 1200 - 4 * 40 = 1040 MHz pour la recherche des canaux de 33 MHz et à une bande de 1040 - 5 * 33 = 875 MHz pour la recherche des canaux de 25 MHz. On obtient alors des coefficients n1 = 875 / 25 = 35, n2 = 1040 / 33 = 31 et n3 = 30. Le temps de recherche devient alors égal à Tinv = 46,848 s soit un gain de 30% qui en plus s'accro^'t avec l'accroissement de l'occupation spectrale. Le choix de l'ord re décroissant de la tail le des canaux est privilégié car à nombre de canaux égaux pour chaque type de canal, c'est celui qui permet de réduire au maximum le nombre de passes en utilisant des pas de fréquence plus petits sur des largeurs de bande plus réduites. Par contre, si le système de transmission doit fonctionner avec un type de canal plus fortement utilisé, il peut être intéressant d'utiliser un ordre de recherche différent par exemple décroissant calculé sur le produit de la probabilité de présence d'un type de canal par la largeur du canal. Une autre amélioration consiste à utiliser une table préalable. A cet effet, un test 150 vérifie si une table de fréquence est déjà enregistrée. Une table de fréquence peut être fournie dès la fabrication d'un décodeur satellite, ou être présente dans une carte d'abonné de chane payante, ou encore résulter d'une recherche préalablement effectuée. Si une table de fréquence est trouvée, une étape 160 de vérification de la table est effectuée. L'étape 150 consiste simplement à positionner le dispositif de réception sur chaque canal mémorisé puis à vérifier que le canal attendu est bien présent. A l'issue de l'étape 150, on réalise l'étape 100 préalablement décrite. Si par contre aucune table n'est mémorisoe, on réalise l'étape 100 immédiatement après le test 150. La vérification de la table prend uniquement le temps de positionner les canaux mémorisés dans des conditions prédéfinies ce qui est beaucoup plus court qu'un balayage de toute la bande de fréquence intermédiaire. Par contre, la présence vérifice des canaux permet dès la 8 2831015 première passe de balayer la bande de fréquence intermédiaire de manière réduite aux zones inoccupées. Les figures 4a à 4d illustrent le déroulement de l'algorithme complet se limitant à une recherche dans les zones inoccupées. D'autres variantes et avantages seront expliqués à l'aide de ces figures. Pour des raisons de représentation, la bande de fréquence intermédiaire est représentée de taille réduite. Par ailleurs, les dessins peuvent présenter des distorsions en ce qui concerne les dimensions et ne sont pas à considérer comme représentatif d'une échelle exacte. La figure 4a montre le plan de fréquence correspondant à ce qui est enregistré dans la mémoire 17 après la vérification de l'étape 160. Trois canaux mémorisés sont effectivement présents dans la bande de fréquence intermédiaire laissant trois zones disjointes sur la bande de fréquence intermédiaire. La largeur réelle d'un canal représenté 200 correspond à la partie horizontale, les flans du canal correspondent à la zone de transition du canal nécessaire à une bonne réjection des fréquences voisines. La figure 4b illustre la première passe réalisée pour rechercher des canaux de largeur 40 MHz. Afin de réduire le temps d'accrochage lors de la détection effective d'un canal, le pas de fréquence est déterminé pour incrémenter la fréquence du synthétiseur 13 de manière à tomber de préférence dans le milieu d'un canal en ayant comme postulat que les canaux sont placés de manière à maximiser le nombre de canaux dans la bande de fréquence intermédiaire. A cet effet, le pas de fréquence peut prendre deux valeurs. Une première valeur de pas correspond à la moitié de la largeur du canal additionné de la moitié de l'écart minimal entre deux canaux, cela correspond par exemple à majorer de 15 % la largeur du canal et à diviser par deux le résultat. Cette première valeur, sert à incrémenter la fréquence du synthétiseur 13 à partir de la fréquence de bordure de la portion de bande à balayer. Une deuxième valeur correspond à la largeur du canal additionnée de la distance minimale entre deux canaux soit la largeur du canal majorée de 15 %. Un premier saut 202 de fréquence de la première valeur est effectué à partir de la limite de zone de transition du canal 200. Aucun canal n'ayant été trouvé à la suite du premier saut 202, la fréquence devrait être augmentée de la deuxième valeur par un saut 203. Or la distance entre la fréquence obtenue lors du saut 202 et un canal 204 préalablement trouvé ne permet pas de placer un canal de largeur 40MHz, donc le saut n'est pas 9 2831015 effectué. Dans la zone libre suivante la largeur de bande disponible ne permet pas non plus de placer un canal de 40 MHz, donc aucun saut n'est réalisé. La troisième zone placé après le canal 205 étant suffisamment large pour contenir au moins un canal, on effectue un saut 206 de la première valeur à partir de la limite de zone de transition du canal 205 puis une succession de sauts 207 jusqu'à l'obtention du canal 208. Après le canal 208, on repart sur un saut 209 de la première valeur à partir de la limite de zone de transition du canal 208. On poursuit ainsi l'opération jusqu'à la fin de la bande de fréquence intermédiaire. La figure 4c illustre une deuxième passe pour la recherche de canaux d'une largeur de 33 MHz sur le même principe que la première passe en utilisant des sauts de fréquence proportionnellement plus petits. La figure 4d correspond à la troisième passe faite pour la détection de canaux d'une largeur de 25 MHz. Sur les figures 4b à 4d, les sauts en pointillés ne sont pas effectués car il n'est pas possible de trouver un canal du type recherché. Les plages de fréquence non balayées sont à déduire de la bande totale à balayer ce qui a pour effet de rébuire encore le temps de recherche de canal. L'homme du métier peut remarquer sur ces figures qu'une recherche automatique d'actualisation des canaux se fait très rapidement lorsque la bande mémorisée à la fin d'une recherche antérieure laisse peu de fréquences disponibles. D'autres variantes de réalisation sont possibles. Le choix des pas de fréquence à utiliser peut également être différent des valeurs indiquces. Egalement, le nombre de type de canaux à rechercher peut varier dans différentes proportions. Par types de canaux, on peut également prendre en compte des canaux de même largeur de bande dont le débit binaire est différent. En effet, l'opération de détection comprend l'accrochage du démodulateur et l'identification du débit du canal par rapport à une référence souhaitée. Dans certains cas le débit du canal est fortement lié au type de modulation et l'accrochage de la fréquence porteuse doit être refait lorsque le débit du canal change indépendamment de la largeur de bande. 2331015 REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de canaux dans une bande de transmission utilisant des canaux pouvant avoir au moins deux largeurs de bande dans lequel: - au cours d'une première passe, on réalise un balayage en fréquence de la bande de transmission en utilisant un pas de fréquence correspondant à une largeur de canal associé, - au cours d'au moins une passe suivante, on réalise un balayage en fréquence de la bande de transmission en utilisant un pas de fréquence correspondant à une largeur différente du canal associé à une passe précédente, - au cours de chaque passe, on détecte et on mémorise uniquement les canaux associés au pas de fréquence de la passe en cours. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pas de fréquence sont décroissants d'une passe à l'autre. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que préalablement à la première passe on réalise une vérification de présence ou d'absence de canaux préalablement mémorisés afin de déterminer la ou les zones rcellement occupées par les canaux mémorisés. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le baiayage de la bande rénlisé lors d'une passe se fait dans les zones de la bande qui ne sont pas occupées par un canal préalablement mémorisé. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, à l'issue d'une dernière passe, tous les canaux sont mémorisés pour pouvoir étre réutilisés ultérieurement. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les balayages réalisés lors d'une passe sont fait selon une première et une deuxième polarisation. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une même largeur de canal est utilisée pour plusieurs débits binaires, caractérisé en ce qu'une passe est effectuée pour chaque débit binaire. 8. Dispositif de réception multi-canal utilisant des canaux de largeurs variables situés dans une bande de transmission, le dispositif comportant: - des moyens (17) pour mémoriser des canaux, - des moyens (12, 13) pour effectuer un balayage en fréquence de la bande de transmission, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande (18) pour effectuer au moins deux passes successives au cours desquelles le balayage en fréquence de la bande de transmission se fait avec un pas de fréquence correspondant à une largeur de bande associée à un type de