Brevet FR2900521A1 — publié le 20071102

La présente invention concerne un procédé de consolidation de données transmises séquentiellement par un émetteur à un récepteur au moyen d'un signal carré comportant des trames de données binaires, et plus précisément, mais de façon non limitative, des trames au format du type HDLC (High level ou Hierarchical Data Link Control ou protocole de réseau à commutation de paquets ). L'invention s'applique bien aux données transmises, à un poste de péage, par une balise d'émission à un télébadge de véhicule automobile. Le signal carré comportant des créneaux de niveaux alternativement haut et bas, les bits à un ou à zéro des données binaires sont représentés par des changements de niveau 15 ou transitions interrompant ou non chaque créneau en leur milieu. Une transition au milieu de la durée d'un créneau de niveau haut ainsi qu'un front montant au milieu d'un créneau de niveau bas correspondent à un bit à zéro ou à un suivant que le codage est dit FMO ou FM1, l'absence de transition signifiant le contraire. La fiabilité de ce type de codage, par analyse du signal pour détection de front 20 montant ou descendant, est tributaire de l'instant d'occurrence, dans le créneau haut ou bas, de la transition, car cette dernière peut être confondue avec le front, descendant ou montant, du créneau suivant du signal carré porteur. Une mauvaise synchronisation du récepteur ou une transmission défectueuse peuvent en être la cause. Ainsi, une extraction binaire classique par DPLL ( digital 25 phase locked loop ou boucle de phase numérique) génère souvent des erreurs de ce type. La demanderesse a recherché une solution pour éviter ces erreurs et c'est ainsi qu'elle propose son invention. Ainsi, la présente invention concerne un procédé d'analyse, dans un récepteur, de 30 trames de données binaires, émises par un émetteur, les données étant intégrées dans un signal carré de fréquence déterminée comprenant des créneaux de niveau haut et de niveau bas, qui ont été modulés par des transitions binaires représentatives desdites données puis émis à un débit binaire déterminé, procédé caractérisé par le fait que : - on échantillonne le signal reçu à une fréquence d'échantillonnage multiple de 35 la fréquence du signal carré et on obtient une suite d'échantillons dans chaque créneau reçu, on compte des échantillons successifs de même niveau et on obtient un nombre d'échantillons, - on compare le nombre d'échantillons à un seuil de détermination d'une transition et, s'il est inférieur audit seuil, on en déduit la présence d'une transition dans le créneau pour donc déterminer la valeur binaire de la donnée représentée par la transition. Les premiers comptages obtenus constituent des mesures des instants d'occurrence des transitions dans les créneaux et permettent d'éviter des confusions entre les fronts montants ou descendants de ces créneaux et les transitions représentatives des données io binaires, tout en permettant une certaine dégradation du signal entre l'émetteur et le récepteur, ou une certaine imperfection dans la réalisation de ce dernier. De préférence, dans le créneau, si le nombre d'échantillons comptés a atteint un seuil de détermination d'absence de transition, on en déduit l'absence de transition, ledit seuil d'absence de transition étant supérieur audit seuil de présence de transition. 15 De préférence encore, si le nombre d'échantillons comptés a atteint le seuil de présence de transition tout en étant inférieur au seuil d'absence de transition, on détermine un second seuil de présence de transition, - on compte des échantillons successifs d'un autre niveau et on obtient un second nombre d'échantillons, 20 - on compare ledit second nombre d'échantillons audit second seuil de présence de transition et, s'il est inférieur audit second seuil, - on en déduit la présence d'une transition dans le créneau pour donc - déterminer la valeur binaire de la donnée représentée par la transition. D'autres caractéristiques et avantages du procédé de la présente invention 25 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après du procédé, faite en référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 représente une trame de données binaires au format HLDC ; - la figure 2 représente un chronogramme d'une succession de créneaux modulés de transitions, conformément au format HLDC ; 30 - la figure 3 représente un chronogramme d'un créneau échantillonné conformément au procédé de l'invention et - la figure 4 représente un organigramme du procédé d'analyse des données binaires conformément à l'invention. Une trame 1 de données au format HDLC, représentée en figure 1, est généralement composée d'un préambule d'alerte 10 constitué au plus de seize bits à un, puis d'un drapeau ( flag ) 11 de début de message pour la synchronisation de la réception, suivi des données binaires utiles 12 et enfin d'un drapeau de fin de message 13. Les drapeaux sont constitués d'un octet de valeur ` 7E ` en hexadécimal (ou ` 01111110 ` en binaire). Les données binaires a, b, c, ... , comme montrées sur la figure 2, sont portées par un signal carré 14, 15 constitué des créneaux de niveau alternativement haut 14 et bas 15, d'amplitude constante, de période déterminée T, ici de 4 microsecondes, correspondant à une fréquence F, ici de 250 kilohertz, qui, pour le format ci-dessus, équivaut à un débit de 500 kilobits par seconde. Sur la figure 2, on a représenté un exemple de modulations 16 et 17 interrompant respectivement des créneaux haut 14 et bas 15, la modulation 16 étant une transition du niveau haut vers le niveau bas (partie hachurée enlevée ) et la modulation 17 étant une transition contraire à la précédente (partie hachurée ajoutée ). Les transitions haut et bas jouent le même rôle, seule leur présence est représentative d'une donnée binaire. Ainsi, sur l'exemple de la figure 2, les instants a, d, e, g, pour lesquels une transition est présente, représentent une donnée binaire à zéro ou à un suivant que le codage est dit FMO ou FM1, l'absence de transition signifiant le contraire. La donnée binaire correspondant à l'exemple de la figure 2 est ` a b c d e f g `. En codage FMO, on extrait la donnée binaire ` 0110010 `. En codage FMI, l'analyse conduit à une extraction de la donnée binaire "complémentée" à 1 : ' 1001101 `. Physiquement rien ne distingue un front montant ou descendant d'une transition éventuelle 17 ou 16 comparé à un front montant ou descendant de créneau 14 ou 15, 25 sinon son instant d'occurrence a, b, c, ..., relativement à l'instant tl, t2, t3, ... du front. Or, en référence à la figure 3, le signal peut être dégradé et les fronts des créneaux 14, 15 peuvent ne plus se situer exactement aux instants tl, t2, t3, ... et être décalés dans le temps comme en 18 et 19. Ici, pour éviter une confusion entre les fronts de créneau et de transition, on sur- 30 échantillonne le signal carré à une fréquence Fe multiple de la fréquence F, le rapport de multiplicité k étant choisi pour que la période Te de l'échantillonnage serve de tolérance temporelle limite en deça de laquelle on considère la confusion inévitable. Typiquement, comme dans l'exemple de la figure 3, k = T / (2.Te). Le rapport k = 8 est une bonne valeur. Cette valeur de k détermine celle de Fe : 4 35 mégahertz, et le nombre théorique k = 2.p et le nombre maximum 2.p + n d'échantillonnages possibles dans un créneau, compte tenu du fait que l'on considère que la tolérance temporelle ci-dessus est n.Te. n = 2 est une bonne valeur pour l'application considérée. Sur la durée T/2 de chaque créneau 14, 15, on obtient des échantillons x de niveau identique jusqu'à ce que se produise une transition 16, 17 en a, d, e, ... ou un front en tl, 5 t2, t3, ..., puis éventuellement (en cas de transition) des échantillons y de niveau différent. Le procédé d'analyse du signal, illustré par l'organigramme de la figure 4, est alors le suivant : à une étape initiale 21 de traitement de créneau 14, 15, entre les deux fronts du 10 créneau tels qu'aux instants to et tl ou tl et t2, on échantillonne le signal à la fréquence Fe, à l'étape suivante 22, on compte les échantillons x tant qu'il n'y a pas de transition 16, 17, et on arrête le comptage à l'instant tel que a, d, ... d'apparition d'une telle transition pour obtenir un comptage ou nombre i d'échantillons x, 15 - à l'étape 23, on compare le nombre i à un seuil S1 de détermination de présence de transition, seuil prédéterminé égal à p + n , et si i n'atteint pas ou est plus petit que S1, on passe à une étape 28 ci-dessous de traitement de la présence d'une transition, à l'étape 24, on compare le nombre i à un seuil S3 de détermination d'absence de transition, choisi égal à p + 2.n, et si i atteint S3, on passe à une étape 29 ci-dessous de 20 traitement d'absence de transition, sinon, à une étape 25, on calcule un second seuil S2 de présence de transition en fonction du nombre i, et on choisit comme formule : S2 = k + n û i, puis à une étape 26, on compte les échantillons y qui suivent l'instant a, b, ... jusqu'à la fin 18 du créneau 14, 15, aux instants tels que tl, t2, t3, ... pour obtenir un second 25 nombre j d'échantillons y de niveau différent, et enfin - à une étape 27, on compare le second nombre j à au second seuil S2 et si j est plus petit que S2, on passe à l'étape 28, sinon on passe à l'étape 29. A l'étape 28 de traitement de la présence de transition, la donnée binaire correspondant à la transition est discriminée comme étant un un physique et on 30 passe à l'étape 30 de codage et de mémorisation. - A l'étape 29 de traitement de l'absence de transition, la donnée binaire correspondante est discriminée comme étant un zéro physique et on passe à l'étape 30 de codage et de mémorisation. - A l'étape 30, si on est en codage FMO on code le un physique en zéro logique, 35 respectivement le zéro physique en un logique, ou si on est en codage FMI on code le un physique en un logique, respectivement le zéro physique en zéro logique, puis on mémorise le résultat dans un registre 32 et on passe à une dernière étape 31. - A l'étape 31, on met les nombres i et j à zéro, prêts pour de nouveaux comptages sur le créneau suivant et on retourne à l'étape initiale 21 de traitement de créneau. On notera que les seuils S1 = k / 2 + n , et S3 = k / 2 + 2.n sont fonctions du rapport k de la fréquence F du signal et de la fréquence d'échantillonnage Fe et de la tolérance temporelle n choisie, et que le seuil S2 est calculé en fonction du nombre i et de ces mêmes paramètres n, k . Pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus, on peut réaliser un logiciel exécutant io l'organigramme de la figure 4, mais on peut aussi effectuer les comptages i et j, puis se référer à un tableau de vérité de discrimination des données binaires. Pour les valeurs des divers paramètres choisis ci-dessus, on obtient le tableau ci-dessous : Nombre Nombre Décision Valeur du Valeur du d'échantillons d'échantillons de bit bit avant la transition après la transition transition FMO FMI 2 oui 0 1 3 oui 0 1 4 oui 0 1 5 oui 0 1 6 ou = 4 non 1 0 7 ou = 3 non 1 0 8 non 1 0 9 non 1 0 non 1 0 On notera que le procédé peut s'appliquer à toute sorte de flux de données binaires séquentielles de format et de codage similaires au format HDLC, du type comportant des créneaux binaires porteurs de transitions binaires symptomatiques des données numériques, pour en consolider l'extraction. REVENDICATIONS 1- Procédé d'analyse, dans un récepteur, de trames de données binaires, émises par un émetteur, les données étant intégrées dans un signal carré de fréquence F déterminée comprenant des créneaux de niveau haut (14) et de niveau bas (15), qui ont été modulés par des transitions binaires (16, 17) représentatives desdites données puis émis à un débit binaire déterminé, procédé caractérisé par le fait que : - on échantillonne le signal reçu à une fréquence d'échantillonnage Fe multiple de la fréquence F du signal carré et on obtient une suite d'échantillons ( x ) dans chaque créneau (14, 15) reçu, - on compte des échantillons ( x ) successifs de même niveau et on obtient un nombre d'échantillons (i ), on compare le nombre ( i ) d'échantillons à un seuil (Si) de détermination d'une transition et, s'il est inférieur audit seuil, on en déduit la présence d'une transition dans le créneau pour donc déterminer la valeur binaire de la donnée représentée par la transition. 2- Procédé selon la revendication 1, dans lequel, si le nombre d'échantillons comptés ( i ) a atteint un seuil (S3) de détermination d'absence de transition, on en déduit l'absence de transition, ledit seuil (S3) d'absence de transition étant supérieur audit seuil (S1) de présence de transition. 3- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel, si le nombre d'échantillons comptés ( i ) a atteint le seuil (S 1) de présence de transition tout en étant inférieur au seuil (S3) d'absence de transition : - on détermine un second seuil (S2) de présence de transition, - on compte des échantillons successifs (y) d'un autre niveau et on obtient un second nombre (j ) d'échantillons. on compare ledit second nombre (j ) d'échantillons audit second seuil (S2) de présence de transition et, s'il est inférieur audit seuil, - on en déduit la présence d'une transition dans le créneau pour donc - déterminer la valeur binaire de la donnée représentée par la transition. 4- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les seuils (Si, S2) de présence de transition sont fonction du rapport de la fréquence F du signal carré et de la fréquence d'échantillonnage Fe. 5- Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel, avant d'effectuer la comparaison du nombre (j ) au second seuil (S2), on détermine ce second seuil (S2) en fonction du nombre (i ). 6- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la fréquence lo d'échantillonnage Fe est un multiple pair de la fréquence F du signal carré. 7- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la fréquence F du signal carré est de l'ordre de deux cent cinquante kilo hertz. 15 8- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la fréquence d'échantillonnage Fe est telle que la période d'échantillonnage Te correspond à une tolérance temporelle du signal.