Brevet FR2857199A1 — publié le 20050107

Procédé de démodulation dans une STB L'invention concerne un procédé de démodulation dans une STB numérique comprenant un tuner disposant d'un oscillateur local, un démodulateur situé en aval du tuner et une base de téléphone numérique. Une STB (de l'anglais Set Top Box) est utilisée en télévision numérique comme récepteur-décodeur. Elle comprend un tuner permettant un accord en fréquence du signal reçu par voie satellite ou câble. Le tuner est constitué d'étages d'entrée, d'un mélangeur et dispose d'un oscillateur local ayant une Zo fréquence déterminée en fonction du canal que l'on souhaite recevoir et permettant de convertir la haute fréquence reçue du satellite en une fréquence intermédiaire exploitable par un démodulateur ou directement en bande de base (les signaux étant encore modulé en phase et en amplitude). Le démodulateur, situé en aval du tuner, transforme le signal modulé en informations numériques exploitables par le reste de la STB. II permet ainsi l'obtention de signaux audio, video et de données. Les dits signaux sont traités pour être restitués par les circuits du téléviseur. La STB objet de l'invention comprend en outre une base de téléphone numérique. La coexistence dans une STB de l'ensemble constitué du tuner et du démodulateur d'une part (appelé Front End), recevant des signaux à un niveau très faible, et de la base de téléphone numérique d'autre part, émettant des signaux à des niveaux très nettement supérieurs, est très délicate. En effet, les forts signaux émis par la base de téléphone numérique peuvent saturer les étages d'entrée du Front End, ce qui provoque des erreurs lors de la démodulation du signal de télévision numérique par le démodulateur de la STB. Ce problème apparaît même lorsque les bandes de fréquence utilisées par la STB et le téléphone sont disjointes. C'est le cas par exemple pour une STB satellite, dont les fréquences utilisées se situent entre 950 MHz et 2150 MHz, et un téléphone fonctionnant dans la bande de fréquences ISM, c'est-à-dire entre 2400 MHz et 2483,5 MHz. Les techniques classiques de blindage et le soin apporté à la conception du circuit imprimé ne suffisent pas pour éliminer totalement ces interférences. L'une des configurations les plus délicates à traiter est celle correspondant au cas où la saturation des étages d'entrée génère à l'intérieur du tuner une fréquence égale à la fréquence de l'oscillateur local du tuner. Cette fréquence parasite vient perturber le fonctionnement de l'oscillateur local du tuner (phénomène connu sous l'appellation anglaise Local Oscillator pulling ). La perturbation affecte alors de façon très nette le démodulateur situé en aval du tuner, ce qui se traduit au niveau de l'image par l'apparition de macro-blocs, voire de gels d'image. L'invention propose une solution pour remédier aux inconvénients cités précédemment. Ainsi, l'invention est un procédé de démodulation dans un récepteur-décodeur comprenant un tuner incluant un oscillateur local, un démodulateur situé en aval du tuner et une base de téléphone numérique. En cas d'interférences avec la base de téléphone numérique, la fréquence de l'oscillateur local du tuner est décalée d'un ou de plusieurs pas de synthèse après scrutation d'un indicateur d'erreur situé dans le démodulateur. Par conséquent, le procédé selon l'invention permet d'insérer une base de téléphone numérique dans une STB en s'affranchissant des problèmes d'interférences perturbant le fonctionnement de la STB quand cette base de téléphone numérique émet. Par ailleurs, ce procédé n'induit aucun surcoût, car il est implémenté de façon logicielle en s'appuyant sur un algorithme très simple. Selon différents détails de mise en oeuvre de l'invention, le processus de scrutation de l'indicateur d'erreur est mis en oeuvre dans la partie sensible de la bande de réception du récepteur-décodeur. Le processus de scrutation de l'indicateur d'erreur est mis en oeuvre à chaque zapping sur un nouveau canal. Le processus de scrutation de l'indicateur d'erreur tourne en tâche de fond. L'invention est également un récepteur-décodeur comprenant un tuner incluant un oscillateur local, un démodulateur situé en aval du tuner, une base de téléphone numérique et un programme logiciel de scrutation d'un indicateur d'erreur situé dans le démodulateur, qui agit pour décaler la fréquence de l'oscillateur local du tuner. Selon différents détails de mise en oeuvre, le décalage en fréquence de l'oscillateur local se fait d'un ou plusieurs pas de synthèse. Le décalage en 3o fréquence de l'oscillateur local est au plus égal à un décalage automatiquement compensable par le démodulateur. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures évoquées ci-dessous, qui en 35 illustrent un mode de réalisation à titre d'exemple. 2857199 3 La figure 1 montre un exemple de constitution d'une STB avec une base de téléphone numérique. La figure 2 présente un exemple de spectres de fréquence émis par une base de téléphone numérique et reçu par une STB. La figure 3 montre un détail d'une STB selon l'invention. La figure 4 présente un organigramme donnant une implémentation possible de l'algorithme mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. La figure 1 présente un mode de réalisation d'une STB satellite, dont l'entrée BIS (Bande Intermédiaire Satellite) est comprise entre 950 MHz et 2150 MHz, incluant une base de téléphone numérique 4 fonctionnant dans la bande ISM, c'est-à-dire entre 2400 MHz et 2483,5 MHz, avec une modulation de type saut de fréquence. Les signaux reçus par voie satellite sont envoyés dans des étages d'entrée 10 d'un tuner 1, de façon à être filtrés et amplifiés. Les signaux filtrés et amplifiés passent alors dans un mélangeur 11, la seconde entrée du mélangeur 11 étant reliée à un oscillateur local 12 du tuner 1. Le passage dans le mélangeur avec un oscillateur local 12 du tuner 1 permet ainsi de convertir la haute fréquence reçue du satellite en un signal en bande de base exploitable par un démodulateur 3. Dans le mode de réalisation décrit dans le présent exemple, le tuner 1 fournissant un signal en bande de base, la valeur de l'oscillateur local 12 du tuner 1 correspond donc à la fréquence centrale du canal satellite démodulé. Après passage dans le tuner 1, le signal obtenu est démodulé dans un démodulateur 3 situé en aval du tuner 1, qui s'asservit sur une porteuse, de façon à fournir en sortie du démodulateur 3 des informations numériques. Le démodulateur 3 comprend également un dispositif de correction d'erreur appelé FEC (de l'anglais Forward Error Correction) 30 destiné à détecter et corriger des erreurs. En outre, une boucle de récupération de porteuse 31 interne au démodulateur 3 permet de compenser d'éventuels décalages dans le tuner 1. On peut alors obtenir les signaux audio/vidéo grâce à un décodeur audio/vidéo 5, 3o afin de les restituer via les circuits d'un téléviseur 6. Cette STB comprend également une base de téléphone numérique 4 reliée à des antennes d'émission/réception 7. La figure 2 montre les spectres de fréquence émis par la base de téléphone numérique 4 et reçus par la STB. La base de téléphone numérique 4 émet à un instant donné un spectre de fréquence d'une largeur de 800 KHz se situant sur une grille comprise entre 2400 MHz et 2483,5 MHz, qui correspond à la bande ISM. La fréquence centrale de ce spectre, de valeur 2F1+0, où F1 représente la valeur de l'oscillateur local 12 du tuner 1, change régulièrement, effectuant ainsi un saut de fréquence. Dans les étages d'entrée 10 du tuner 1, par battement avec le signal BIS satellite reçu ou un résidu d'oscillateur local 12 du tuner 1 de fréquence F1, le signal de la base de téléphone numérique 4 produit un brouilleur 8 dont la valeur F1+A peut être très proche de la valeur F1 de l'oscillateur local 12 du tuner 1, comme illustré par la figure 2. Dans ce cas, le fonctionnement de l'oscillateur local 12 du tuner 1 est perturbé. Ce phénomène est connu sous le nom de LO pulling. La partie de la bande BIS comprise entre 1200 MHz et 1241,75 MHz peut être soumise à ce phénomène. Par contre, si le brouilleur 8 est suffisamment éloigné de l'oscillateur local du tuner 2, le phénomène perturbateur disparaît. Le procédé selon l'invention consiste alors, comme représenté sur la figure 2, à décaler d'un ou de plusieurs pas de synthèse P la valeur de l'oscillateur local 12 du tuner 1, afin de l'éloigner suffisamment du brouilleur 8 généré. Le pas de synthèse P correspond à la plus petite variation de fréquence possible pour l'oscillateur local 12. Le décalage peut s'effectuer dans un sens ou dans l'autre, selon +P ou -P. La figure 3 montre plus en détails le principe de fonctionnement du procédé selon l'invention, plus particulièrement au niveau du tuner 1 et du démodulateur 3. Le décalage de l'oscillateur local 12 du tuner 1 est obtenu par un logiciel 9, créant une boucle entre la sortie du démodulateur 3 et l'oscillateur local 12 du tuner 1, en deux étapes: tout d'abord par la scrutation en 9A d'un indicateur d'erreur 32 situé dans le démodulateur numérique 3; puis par la décision, si besoin est, du décalage en 9B d'un ou plusieurs pas de synthèse P de l'oscillateur local 12 du tuner 1. Ce processus de décalage artificiel de l'oscillateur local 12 du tuner 1 est mis en oeuvre dans la partie du spectre BIS susceptible d'être gênée par la perturbation due au brouilleur 8, et s'il y a détection d'erreurs non corrigées par le dispositif de FEC du démodulateur 3. Cette syntonisation décalée de l'oscillateur local 12 du tuner 1 induit un offset de fréquence. Cet offset est corrigé au niveau du démodulateur 3 en laissant faire naturellement la boucle de récupération de porteuse 31 interne au démodulateur 3. En effet, cette boucle de récupération de porteuse 31 est capable de rattraper des décalages en fréquence d'amplitude supérieure au décalage généré pour éloigner le brouilleur 8 de l'oscillateur local 12. 2857199 5 Le processus de surveillance des erreurs non corrigées est mis en oeuvre dans la partie sensible de la bande BIS à chaque zapping sur un nouveau canal et tourne en tâche de fond pour tenir compte des dérives thermiques des différents oscillateurs locaux du système, par exemple du tuner 1 ou de la base de téléphone numérique 4. La figure 4 présente un organigramme donnant une implémentation possible de l'algorithme mettant en oeuvre le procédé. L'implémentation commence pour un décalage i nul (le tuner se trouve alors syntonisé sur la fréquence théorique de réception) et scrute les erreurs. Pour un décalage i, on scrute (bloc 20) les erreurs non corrigées. S'il n'y a aucune erreur non corrigée, c'est-à-dire en l'absence de perturbations du brouilleur 8 sur l'oscillateur local 12 du tuner 1, le système reste en attente jusqu'à détecter un erreur non corrigée. Dès qu'une erreur non corrigée est détectée, l'oscillateur local 12 du tuner 1 est décalé de +i pas de synthèse par rapport à la fréquence théorique de réception (bloc 21) de façon à s'éloigner du brouilleur 8. S'il ne reste pas d'erreurs non corrigées à la suite de ce décalage, cela signifie que le décalage de l'oscillateur local 12 du tuner 1 a été suffisant, et le système reste en attente. Dans le cas contraire (bloc 22), l'oscillateur local 12 du tuner 1 est décalé de -i pas de synthèse (bloc 23). S'il ne reste pas d'erreurs non corrigées à la suite de ce décalage, cela signifie que le décalage de l'oscillateur local 12 du tuner 1 a été suffisant pour s'affranchir des perturbations, et le système reste en attente. Par contre, s'il reste des erreurs non corrigées (bloc 24) et que le pas de synthèse reste inférieur ou égal à K (bloc 25), nombre maximal de décalages possibles, la scrutation reprend avec un décalage i incrémenté de 1. S'il reste des erreurs non corrigées et que le pas de synthèse est supérieur à K, la scrutation recommence à partir d'un pas de synthèse i nul. Ainsi le procédé de démodulation selon l'invention permet d'insérer une base de téléphone numérique 4 dans une STB en s'affranchissant des perturbations dans le fonctionnement de la STB quand cette base de téléphone numérique 4 émet. Ce procédé, étant implémenté de façon logicielle en s'appuyant sur un algorithme très simple, n'induit par ailleurs aucun surcoût. De nombreuses variante de l'invention sont possibles. Il est décrit une STB disposant d'une base de téléphone fonctionnant dans la bande ISM. Toutefois, une telle base de téléphone peut être remplacée par une autre base de téléphone, par exemple un téléphone de type DECT ou GSM suivant la raison de l'intégration de la base téléphonique. En effet la base téléphonique peut être rajoutée soit pour faire de la téléphonie via le médium de réception de la STB (cas des voies de retour câble), soit pour utiliser une connexion de la STB à un réseau téléphonique conventionnel qui est utilisé pour certaines STB interactive, soit pour servir de voie de retour à la STB. Les mêmes problèmes peuvent se poser en fonction des fréquences utilisées. Egalement, il est décrit un tuner qui transpose les signaux en bande de base. Les mêmes problèmes se posent dans le cas où le tuner transpose les signaux dans une bande intermédiaire basse fréquence. Le problème survient dans la bande BIS ou câble de manière décalée en fréquence. lo 7 REVENDICATIONS 1/ Procédé de démodulation dans un récepteur-décodeur comprenant un tuner (1) incluant un oscillateur local (12), un démodulateur (3) situé en aval du tuner (1) et une base de téléphone numérique (4), caractérisé en ce que, en cas d'interférences avec la base de téléphone numérique (4), la fréquence de l'oscillateur local (12) du tuner (1) est décalée d'un ou de plusieurs pas de synthèse après scrutation d'un indicateur d'erreur (32) situé dans le démodulateur (3). 2/ Procédé selon la revendication 1, dans lequel le processus de scrutation de l'indicateur d'erreur (32) est mis en oeuvre dans la partie sensible de la bande de réception du récepteur-décodeur. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le processus de scrutation de l'indicateur d'erreur (32) est mis en oeuvre à chaque zapping sur un nouveau canal. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le 2 0 processus de scrutation de l'indicateur d'erreur (32) tourne en tâche de fond. 5/ Récepteur-décodeur comprenant un tuner (1) incluant un oscillateur local (12), un démodulateur (3) situé en aval du tuner (1) et une base de téléphone numérique (4), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un programme logiciel (9) de scrutation d'un indicateur d'erreur (32) situé dans le démodulateur (3), qui agit pour décaler la fréquence de l'oscillateur local (12) du tuner (1). 6/ Récepteur-décodeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le 30 décalage en fréquence de l'oscillateur local (12) se fait d'un ou plusieurs pas de synthèse. 7/ Récepteur-décodeur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le décalage en fréquence de l'oscillateur local (12) est au plus égal à un décalage 35 automatiquement compensable par le démodulateur (3).