FR2643523A1 - Discriminator for digital transmissions - Google Patents
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Abstract
Description
Discriminateur pour transmissions numériques
L'invention concerne l'étude et la surveillance des éç;uipe- ments pour la transmission numérique d'informations.Discriminator for digital transmissions
The invention relates to the study and monitoring of equipment for the digital transmission of information.
De tels équipements sont souvent dénommés conduits numéri ques lorsqu'ils ont vocation à transmettre indifféremment des signaux numériques de parole et des signaux numériques de données avec, bien entendu, des "silences", et, en outre, des informations numériques de signalisation qui n'intéressent pas l'utilisateur final.Such equipment is often called digital paths when they are intended to transmit digital speech signals and digital data signals interchangeably with, of course, "rests", and, in addition, digital signaling information which does not are of no interest to the end user.
Des travaux ont été effectués pour distinguer le silence de la parole, dans le but de ne transmettre que le signal "utile". Leur but est donc de permettre une compression des signaux de parole, c'est-à-dire de réduire la quantité d'information à transmettre pour refléter correctement de tels signaux. Ce genre de technique est appliqué dans les concentrateurs d'aujourd'hui qui opèrent par exemple à la cadence de 2,048 Mbits/sec.Work has been carried out to distinguish silence from speech, with the aim of transmitting only the "useful" signal. Their purpose is therefore to allow compression of the speech signals, that is to say to reduce the amount of information to be transmitted in order to correctly reflect such signals. This kind of technique is applied in today's concentrators which operate, for example, at the rate of 2,048 Mbits / sec.
Mais, il apparait actuellement nécessaire de réaliser aussi des équipements de surveillance de "conduits numériques" de transmission.However, it currently appears necessary to also make equipment for monitoring "digital paths" of transmission.
Leur but est assez différent, puisqu'il s'agit non pas d'intervenir pour comprimer les signaux de parole, mais bien de réaliser des statistiques sur les parts d'occupation respectives des signaux de parole, de données et "d'inactivité" dans les conduits numériques à 2,048 Mbits/ sec.Their purpose is quite different, since it is not a question of intervening to compress the speech signals, but rather of producing statistics on the respective shares of occupation of the speech, data and "inactivity" signals in digital paths at 2,048 Mbits / sec.
On entend ici par "données" les signaux issus de modems, c'est-à-dire des signaux analogiques numérisés dans une bande de fréquence comprise entre 300 Hz et 3400 Hz. The term “data” is understood here to mean the signals coming from modems, that is to say analog signals digitized in a frequency band between 300 Hz and 3400 Hz.
Les propositions actuelles se fondent sur les propriétés d'énergie des signaux. Elles ont abouti à des appareils limités quant au nombre de voies qu'ils peuvent traiter, aussi bien qu'en ce qui concerne leur précision.Current proposals are based on the energy properties of signals. They have resulted in limited devices as to the number of channels they can process, as well as with regard to their accuracy.
Le but principal de l'invention est alors de proposer un appareil d'analyse du trafic qui soit précis et performant quant au nombre de signaux discriminés. Un "silence" ne pouvant pas être considéré comme un signal numérique proprement dit et devant être également discriminé, on utilisera dans la suite du texte le terme "information" pour tout signal ou silence.The main object of the invention is then to propose a traffic analysis device which is precise and efficient as regards the number of discriminated signals. Since "silence" cannot be considered as a digital signal proper and must also be discriminated against, the term "information" will be used in the rest of the text for any signal or silence.
L'invention vise donc un discriminateur pour transmission numérique, destiné à être relié à un milieu de transmission formant "conduit numérique" série et définissant, selon un multiplexage choisi, une pluralité de voies numériques susceptibles chacune de véhiculer des informations de types divers et évolutifs dans le temps.The invention therefore relates to a discriminator for digital transmission, intended to be connected to a transmission medium forming a "digital conduit" series and defining, according to a chosen multiplexing, a plurality of digital channels each capable of conveying information of various and evolving types in time.
Selon une caractéristique générale de l'invention, ce discriminateur comprend - des moyens de pré-traitement, reliés au conduit numérique, et aptes à distinguer les voies numériques, compte tenu du multiplexage, - des moyens de traitement comprenant
des moyens de calcul d'énergie, aptes à fournir
pour chaque voie une valeur représentative
de l'énergie de l'information qu'elle véhicule,
sur une période temporelle choisie et,
des moyens de filtrage du type à prédiction
linéaire adaptative, aptes à déterminer, pour
chaque voie, un jeu optimal de coefficients
de prédiction, minimisant l'écart entre ladite
information sur ladite voie et sa prédiction, et - des moyens d'analyse propres à discriminer le type de chaque information par un mécanisme choisi de décisions portant sur son énergie et son jeu optimal de coefficients de prédiction.According to a general characteristic of the invention, this discriminator comprises - pre-processing means, connected to the digital path, and capable of distinguishing the digital channels, taking into account multiplexing, - processing means comprising
energy calculation means capable of providing
for each channel a representative value
of the information energy it carries,
over a chosen time period and,
predictive type filtering means
adaptive linear, able to determine, for
each channel, an optimal set of coefficients
prediction, minimizing the gap between said
information on said channel and its prediction, and - means of analysis capable of discriminating the type of each information by a chosen mechanism of decisions relating to its energy and its optimal set of prediction coefficients.
L'invention part de l'observation que l'utilisation d'un filtrage du type à prédiction linéaire adaptative permet, avec des aménagements convenables, d'apporter une solution au problème posé.The invention starts from the observation that the use of filtering of the adaptive linear prediction type makes it possible, with suitable arrangements, to provide a solution to the problem posed.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un synoptique schématique d'un mode de réalisation d'un discriminateur selon l'invention - la figure 2 est un synoptique schématique d'une partie des moyens de traitement discriminateur de la figure 1; - la figure 3 est une représentation très schématique d'un mode de réalisation d'une autre partie des moyens de traitement du discriminateur de la figure 1 - la figure 4 est un synoptique schématique des moyens d'analyse du discriminateur de la figure 1 ; - la figure 5 illustre des plages de coefficients de prédiction valables pour un filtre d'ordre 2; et - les figures 6 et 7 illustrent un organigramme de fonctionnement du discriminateur selon l'invention.Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the detailed description below and the appended drawings, in which - FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of a discriminator according to the invention - Figure 2 is a schematic block diagram of part of the discriminator processing means of Figure 1; - Figure 3 is a very schematic representation of an embodiment of another part of the means for processing the discriminator of Figure 1 - Figure 4 is a schematic diagram of the means of analysis of the discriminator of Figure 1; FIG. 5 illustrates ranges of prediction coefficients valid for a filter of order 2; and - Figures 6 and 7 illustrate a flowchart of operation of the discriminator according to the invention.
Les dessins comportent pour l'essentiel des éléments de caractère certain. A ce titre, ils font partie intégrante de la description et pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après mais aussi contribuer, le cas échéant, à la définition de l'invention.The drawings essentially contain elements of a certain character. As such, they form an integral part of the description and can not only serve to better understand the detailed description below but also contribute, if necessary, to the definition of the invention.
Comme illustré sur la figure 1, le discriminateur est avantageusement relié à un conduit numérique série 1 par l'intermédiaire d'une sonde à haute impédance 20 permettant ainsi de dériver les informations à analyser sans perturber le conduit numérique.As illustrated in FIG. 1, the discriminator is advantageously connected to a serial digital conduit 1 via a high impedance probe 20 thus making it possible to derive the information to be analyzed without disturbing the digital conduit.
Dans l'application décrite, ce conduit numérique possède deux sens de transmission 10,11 (émission et réception) et véhicule des informations numériques selon un multiplexage connu du type MIC (modulation par impulsion codée).In the application described, this digital path has two directions of transmission 10, 11 (transmission and reception) and conveys digital information according to a known multiplexing of the MIC (pulse code modulation) type.
Selon une norme connue, pour laquelle le débit binaire nominal est de 2,048 Mbits/sec, la transmission se fait sur 30 voies numériques. Elle utilise une loi de codage à compression/expansion, laquelle n'intervient pas directement dans la présente invention. La même norme précise la structure du multiplexage utilisé dans cette transmission, qutil est important de rappeler.According to a known standard, for which the nominal bit rate is 2.048 Mbits / sec, the transmission is done on 30 digital channels. It uses a compression / expansion coding law, which does not intervene directly in the present invention. The same standard specifies the structure of the multiplexing used in this transmission, which is important to remember.
Ce multiplexage se subdivise de la manière suivante - il est premièrement décomposable en une suite de multitrames, chacune d'une durée de 2 ms , remarque étant faite que le discriminateur n'utilise pas ici le découpage proprement dit en multi-trames pour ses traitements; - chaque multi-trame se décompose à son tour en 16 trames, dont chacune dure 125 microsecondes - chaque trame se subdivise enfin en 32 mots, chacun de durée 3,9 microsecondes. Les mots de rangs 1 à 15 et 17 à 31 définissent les 30 voies de transmission numérique effective ; les mots de rangs 0 et 16 servent à la transmission d'informations numériques de service.This multiplexing is subdivided in the following way - it is firstly decomposable into a series of multiframes, each of a duration of 2 ms, note being made that the discriminator does not use here the cutting proper in multi-frames for its treatments ; - each multi-frame is in turn broken down into 16 frames, each of which lasts 125 microseconds - each frame is finally subdivided into 32 words, each of duration 3.9 microseconds. The words of ranks 1 to 15 and 17 to 31 define the 30 channels of effective digital transmission; the words of ranks 0 and 16 are used for the transmission of digital service information.
Les informations numériques véhiculées sur le conduit 1 sont du type à horloge incorporée codées sous la forme connue sous le nom HDB3. Chaque information est affectée à une voie et est, par conséquent, échantillonnée à 8 kHz, chaque échantillon étant constitué par le mot de la trame correspondant à la voie. Dans cette application, les mots sont des octets ayant chacun 8 bits.The digital information conveyed on the pipe 1 is of the type with built-in clock coded in the form known as HDB3. Each piece of information is assigned to a channel and is therefore sampled at 8 kHz, each sample consisting of the word in the frame corresponding to the channel. In this application, the words are bytes each having 8 bits.
Une trame peut contenir des informations de types divers et une même voie peut véhiculer à la suite l'une de l'autre deux informations de type différent. Le discriminateur selon l'invention permet de distinguer les types dtinforma- tion suivants - silence, ou inactivité, - parole, - données de débit inférieur ou égal à 4800 bits/sec, - données de débit supérieur à 4800 bits/sec, - fréquence de conditionnement à 2100 Hz, précédant généralement les informations de données, - fréqences pures appartenant par exemple aux codes de signalisation nO 4 et nO 5 du CCITT.A frame can contain information of various types and the same channel can convey, following each other, two information of different types. The discriminator according to the invention makes it possible to distinguish the following types of information - silence, or inactivity, - speech, - bit rate data less than or equal to 4800 bits / sec, - bit rate data greater than 4800 bits / sec, - frequency conditioning at 2100 Hz, generally preceding the data information, - pure frequencies belonging for example to the CCITT signaling codes 4 and 5.
On rappelle ici que les informations du type donnée sont contenues dans la bande de fréquence 300-3400 Hz. It is recalled here that the information of the given type is contained in the frequency band 300-3400 Hz.
Les deux sorties (émission et réception) de la sonde haute impédance 20 sont reliées respectivement à deux décodeurs d'information HDB3 identiques 21. Chacun de ces décodeurs 21 possède une sortie d'horloge permettant de restituer la base de temps utilisée dans le conduit numérique ainsi qu'une sortie d'informations par laquelle il délivre, à partir des mots de la trame, des mots parallèles formés chacun des bits d'un échantillon d'une voie numérique. La délivrance du signal d'horloge permet ainsi de fournir une indication de rang du mot parallèle, désignant la voie à laquelle il appartient.The two outputs (transmission and reception) of the high impedance probe 20 are respectively connected to two identical HDB3 information decoders 21. Each of these decoders 21 has a clock output making it possible to restore the time base used in the digital path as well as an information output by which it delivers, from the words of the frame, parallel words formed each of the bits of a sample of a digital channel. The issuance of the clock signal thus makes it possible to provide an indication of the rank of the parallel word, designating the channel to which it belongs.
Les sorties des deux décodeurs 21, qui correspondent aux sorties des moyens de pré-traitement 2, sont reliées à des moyens de traitement 3. Ces derniers sont identiques pour les deux sens de transmission et on ne les décrira en détail que pour l'un d'entre eux.The outputs of the two decoders 21, which correspond to the outputs of the pre-processing means 2, are connected to processing means 3. The latter are identical for the two directions of transmission and they will only be described in detail for one of them.
Les sorties d'horloge et d'informations du décodeur 21 sont tout d'abord reliées à un premier bloc de traitement 30 comprenant (figure 2) des moyens d'expansion 300 des mots parallèles issus du décodeur 21. Ces moyens d'expansion 300 fournissent, à partir d'un mot parallèle "comprimé" de 8 bits, un mot parallèle expandé dont le contenu de l'information est codé sur 13 bits, y compris le bit de signe. On dira alors qu'un tel échantillon est passé d'une forme codée par compression de type logarithmique approché (8 bits) à une forme linéaire (13 bits). Néanmoins, l'échantillon de 13 bits peut être représenté à l'aide d'un mot de 16 bits en utilisant le complément à 2 et en répétant trois fois le bit de signe.The clock and information outputs of the decoder 21 are firstly connected to a first processing block 30 comprising (FIG. 2) means of expansion 300 of the parallel words coming from the decoder 21. These means of expansion 300 provide, from an 8-bit "compressed" parallel word, an expanded parallel word whose information content is coded in 13 bits, including the sign bit. We will then say that such a sample has gone from a compression coded form of approximate logarithmic type (8 bits) to a linear form (13 bits). However, the 13-bit sample can be represented using a 16-bit word using the 2's complement and repeating the sign bit three times.
Les 30 échantillons de 16 bits (30 voies d'émission) sont ensuite répartis à la sortie des moyens d'expansion 300 entre six microprocesseurs de traitement du signal 31-1 à 31-6 (figure 3) reliés en parallèle sur un bus série commun 16 bits B. Les six autres microprocesseurs affectés aux 30 voies de réception sont également reliés sur ce même bus commun B et les douze microprocesseurs forment ainsi des moyens de filtrage 31, du type à prédiction linéaire adaptative ainsi qu'on le verra ci-après. Chaque microprocesseur 31-i est par exemple celui commercialisé par la Société TEXAS INSTRUMENT sous la référence
TMS320C10.The 30 16-bit samples (30 transmission channels) are then distributed at the output of the expansion means 300 between six microprocessors for signal processing 31-1 to 31-6 (FIG. 3) connected in parallel on a serial bus 16-bit common B. The other six microprocessors assigned to the 30 reception channels are also connected on this same common bus B and the twelve microprocessors thus form filtering means 31, of the adaptive linear prediction type as will be seen below. after. Each microprocessor 31-i is for example that marketed by the company TEXAS INSTRUMENT under the reference
TMS320C10.
Le bloc 30 comprend également des moyens de calcul d'énergie 301,303 aptes à fournir pour chaque voie, une valeur représentative de l'énergie de l'information qu'elle véhicule. Cette énergie est calculée sur une période temporelle choisie T égale ici à la période d'échantillonnage, soit 125 microsecondes. Dans un premier temps, ces moyens de calcul d'énergie 301 fournissent une valeur d'énergie "logarithmique" à partir des mots parallèles de 8 bits. Le principe de calcul de cette énergie est le suivant : pour une voie donnée, à chaque instant, on compare l'amplitude de l'échantillon d'information à la valeur efficace de l'énergie calculée à partir de l'échantillon précédent de cette même voie t si l'amplitude est plus élevée, on incrémente la valeur efficace d'un pas fixe, sinon, on la décrémente du même pas fixe.Pour plus de détails, l'homme de l'art se référera à l'article
An efficient step size adaptation Technique for LMS adaptative filters, Maurice BELLANGER and C. Cengiz EVCI, pages 1153-1156, 1985 IEEE.The block 30 also includes energy calculation means 301,303 able to supply for each channel, a value representative of the energy of the information that it conveys. This energy is calculated over a chosen time period T equal here to the sampling period, ie 125 microseconds. Initially, these energy calculation means 301 provide a "logarithmic" energy value from the 8-bit parallel words. The principle of calculation of this energy is as follows: for a given channel, at each instant, the amplitude of the information sample is compared to the effective value of the energy calculated from the previous sample of this same channel t if the amplitude is higher, the effective value is incremented by a fixed step, if not, it is decremented by the same fixed step. For more details, those skilled in the art will refer to the article.
An efficient step size adaptation Technique for LMS adaptive filters, Maurice BELLANGER and C. Cengiz EVCI, pages 1153-1156, 1985 IEEE.
A partir de cette première valeur d'énergie (logarithmique) les moyens de calcul 303 déterminent, à l'aide d'une table de correspondance bijective, une deuxième valeur d'énergie dite "linéaire" correspondant à l'énergie des mots parallèles expandés. From this first (logarithmic) energy value, the calculation means 303 determine, using a bijective correspondence table, a second so-called "linear" energy value corresponding to the energy of the expanded parallel words. .
Parallèlement à ces calculs d'énergie, des moyens de calcul 304 déterminent pour chaque échantillon, le pas d'adaptation du filtre de prédiction linéaire qui va etre utilisé pour en déterminer le type. Ce pas d'adaptation p dépend, d'une façon générale, de l'énergie de l'échantillon ainsi que d'un paramètre de vitesse de convergence du filtre v, identique pour toutes es voies.In addition to these energy calculations, calculation means 304 determine for each sample, the adaptation step of the linear prediction filter which will be used to determine the type. This adaptation step p depends, in general, on the energy of the sample as well as on a parameter of speed of convergence of the filter v, identical for all the channels.
Plus précisément, le pas d'adaptation p dépend du rapport du paramètre v sur la valeur de l'énergie. On utilise ici la valeur de l'énergie "linéaire" mais on pourrait utiliser la valeur "logarithmique" de cette énergie.More precisely, the adaptation step p depends on the ratio of the parameter v on the value of the energy. We use the value of the "linear" energy here but we could use the "logarithmic" value of this energy.
Il convient également de remarquer que le paramètre v est choisi une fois pour toute en fonction de la nature et du nombre de types d'informations à distinguer. Ce paramètre est avantageusement de l'ordre de 2-5. It should also be noted that the parameter v is chosen once and for all depending on the nature and the number of types of information to be distinguished. This parameter is advantageously of the order of 2-5.
Pour distinguer les différents types d'informations décrits ci-dessus, la seule utilisation des conditions énergétiques s'avère nettement insuffisante. Aussi, la Demanderesse a-t-elle observé que l'exploitation des propriétés spectrales de ces informations et, en particulier, leur facteur d'auto-corrélation constituaient un bon critère de distinction. En effet, les fréquences pures sont entièrement déterministes donc totalement corrélées ; la parole est corrélée à court terme tandis que les données, qui peuvent être assimilées à du bruit, sont entièrement décorrélées.To distinguish the different types of information described above, the mere use of energy conditions is clearly insufficient. Also, the Applicant has observed that the exploitation of the spectral properties of this information and, in particular, their autocorrelation factor constitutes a good criterion of distinction. Indeed, the pure frequencies are entirely deterministic therefore totally correlated; speech is correlated in the short term while data, which can be likened to noise, is fully decorrelated.
Cependant, l'étude des propriétés spectrales desdites informations doit être réalisée d'une façon suffisamment simple pour pouvoir être compatible avec un traitement temps réel et doit présenter de plus un coût industriellement raisonnable.However, the study of the spectral properties of said information must be carried out in a sufficiently simple manner to be able to be compatible with real-time processing and must moreover present an industrially reasonable cost.
Aussi, la demanderesse a-t-elle constaté de façon surprenante que l'étude des coefficients de prédiction, délivrés pour chaque échantillon par un filtre de prédiction linéaire adaptative, permettait d'atteindre le but recherché. En effet, le principe général d'un filtrage de prédiction linéaire adaptative consiste à déterminer, pour chaque échantillon, un jeu optimal de coefficients de prédiction minimisant l'écart entre l'échantillon d'information et sa prédiction. Lorsque cet écart est minimal, la valeur de ces coefficients ainsi que leur stabilité temporelle qui dépend de l'auto-corrélation de l'échantillon, constitue en quelque sorte une signature de l'information et contribue à en distinguer le type.Also, the Applicant has surprisingly found that the study of the prediction coefficients, delivered for each sample by an adaptive linear prediction filter, made it possible to achieve the desired goal. Indeed, the general principle of an adaptive linear prediction filtering consists in determining, for each sample, an optimal set of prediction coefficients minimizing the difference between the information sample and its prediction. When this difference is minimal, the value of these coefficients as well as their temporal stability which depends on the autocorrelation of the sample, constitutes in a way a signature of the information and helps to distinguish the type.
Les moyens de filtrage 31 comparent chaque échantillon x à l'échantillon prédit correspondant de façon à fournir un signal d'erreur e. L'homme de l'art sait que chaque coefficient de prédiction ai est donné par la formule suivante
ai (t+l) = ai(t) + p.e(t).x (t-i) dans laquelle t désigne le temps courant et i est inférieur ou égal à N-l, N désignant le nombre de coefficients du filtre.The filtering means 31 compare each sample x with the corresponding predicted sample so as to provide an error signal e. Those skilled in the art know that each prediction coefficient ai is given by the following formula
ai (t + l) = ai (t) + pe (t) .x (ti) in which t denotes the current time and i is less than or equal to Nl, N denoting the number of coefficients of the filter.
Dans cette application, chaque moyen de filtrage 31 possède le même nombre de coefficients avantageusement pris supérieur ou égal à deux et inférieur à 4. Le but de l'adaptation est de fournir un jeu de coefficient optimal minimisant le signal d'erreur e.In this application, each filtering means 31 has the same number of coefficients advantageously taken greater than or equal to two and less than 4. The purpose of the adaptation is to provide an optimal coefficient set minimizing the error signal e.
Les divers coefficients sont envoyés sur 15 bits par l'intermédiaire de deux bus série de 16 bits (un pour l'esmission, un pour la réception), aux moyens d'analyses 4 qui comprennent un unique microprocesseur rapide de traitement du signal tel que celui portant la référence
TMS320C10. The various coefficients are sent over 15 bits via two 16-bit serial buses (one for transmission, one for reception), to analysis means 4 which include a single fast signal processing microprocessor such as the one with the reference
TMS320C10.
Le seizième bit du mot envoyé aux moyens d'analyse est représentatif du signe d'un compteur; sa signification et son utilité seront explicitées en détail ci-après.The sixteenth bit of the word sent to the analysis means is representative of the sign of a counter; its meaning and usefulness will be explained in detail below.
On ne décrit ici que l'élaboration de la valeur de ce seizième bit.We only describe here the development of the value of this sixteenth bit.
Pour chaque échantillon x(t), pris à l'instant t, les moyens de filtrage 31 comparent la valeur de son amplitude (notée Vcrête (t)) à la deuxième valeur e2 de son énergie (valeur "linéaire"). Si le rapport Vcrête/e2 est supérieur à une valeur-seuil, déterminée lors de la mise au point du discriminateur et prise égale ici à 10, on incrémente le compteur. Si ce rapport est inférieur à ladite valeurseuil, on décrémente le compteur. Si la valeur linéaire e2 de l'énergie de l'échantillon est inférieure à un seuil linéaire de référence (signifiant comme on le verra ci-après que l'échantillon est du type "silence"), on remet le compteur à zéro. Le seizième bit du mot envoyé aux moyens d'analyse est alors représ-entatif du signe de la valeur dudit compteur.For each sample x (t), taken at time t, the filtering means 31 compare the value of its amplitude (denoted Vcrest (t)) with the second value e2 of its energy ("linear" value). If the ratio V peak / e2 is greater than a threshold value, determined during the development of the discriminator and taken here equal to 10, the counter is incremented. If this ratio is less than said threshold value, the counter is decremented. If the linear value e2 of the sample energy is less than a linear reference threshold (meaning as we will see below that the sample is of the "silence" type), the counter is reset to zero. The sixteenth bit of the word sent to the analysis means is then representative of the sign of the value of said counter.
Le microprocesseur des moyens d'analyse ainsi que ses mémoires associées sont illustrés schématiquement sur la figure 4.The microprocessor of the analysis means as well as its associated memories are illustrated diagrammatically in FIG. 4.
Une table de référence 41 contient des valeurs de coefficients de référence qui définissent des zones représentatives des différents types d'informations. Un exemple particulier pour un filtre d'ordre 2 en z du type 1 - Al.z-l - A2.Z-2 est illustré sur la figure 5.A reference table 41 contains values of reference coefficients which define areas representative of the different types of information. A particular example for a filter of order 2 in z of type 1 - Al.z-1 - A2.Z-2 is illustrated in figure 5.
Les deux coefficients Al et A2 de ce filtre évoluent respectivement entre -2 et 2 et entre -1 et 1 à l'intérieur d'un triangle. On définit alors dix zones Z1 à Z10 respectivement associées aux types suivants Z1 : zone correspondant à des informations du type parole;
Z2 : zone correspondant à des informations du type donnée
dont le débit est inférieur ou égal à 4800 b/s;
Z3 : zone correspondant à des informations des types
suivants : parole, donnée à débit inférieur ou
égal à 4800 b/s, donnée à débit supérieur à 4800 b/s;
Z4 : zone correspondant à des informations des types
suivants : donnée à débit inférieur ou égal à
4800 b/s, donnée à débit supérieur à 4800 b/s;
Z5 : zone correspondant à des informations du type fré
quence à 2600 MHz;
Z6 : zone correspondant à des informations du type donnée
à débit inférieur ou égal à 4800 b/s;
Z7 : zone correspondant à des informations du type fré
quence à 2400 Hz ou du type donnée à débit inférieur
ou égal à 4800 b/s;
Z8 : zone correspondant à des informations du type fré
quence à 2100 Hz;
Z9 : zone correspondant à des informations du type fré
quence à 2040 Hz;
Z10 : zone d'indécision ne correspondant à aucun type
et à laquelle appartiennent des valeurs de coeffi
cients d'un filtre n'ayant par exemple pas encore
convergé, notamment à la suite d'un changement
de type d'information.The two coefficients Al and A2 of this filter evolve respectively between -2 and 2 and between -1 and 1 inside a triangle. Ten zones Z1 to Z10 are then defined respectively associated with the following types Z1: zone corresponding to information of the speech type;
Z2: zone corresponding to information of the given type
whose flow is less than or equal to 4800 b / s;
Z3: zone corresponding to type information
following: speech, given at a lower rate or
equal to 4800 b / s, given at a flow rate greater than 4800 b / s;
Z4: zone corresponding to type information
following: given at flow less than or equal to
4800 b / s, given at a flow rate greater than 4800 b / s;
Z5: zone corresponding to information of the fre type
quence at 2600 MHz;
Z6: zone corresponding to information of the given type
at a speed less than or equal to 4800 b / s;
Z7: zone corresponding to information of the fre type
quence at 2400 Hz or of the given type at lower flow
or equal to 4800 b / s;
Z8: zone corresponding to information of the fre type
quence at 2100 Hz;
Z9: zone corresponding to information of the fre type
quence at 2040 Hz;
Z10: indecision zone not corresponding to any type
and to which coeffi values belong
cients of a filter that for example has not yet
converged, especially following a change
type of information.
Lors d'un adressage de la table, celle-ci compare les coefficients calculés pour un échantillon aux coefficients de référence et délivre en retour la référence de la zone dans laquelle se situent lesdits coefficients.When the table is addressed, it compares the coefficients calculated for a sample with the reference coefficients and returns the reference of the zone in which these coefficients are located.
Une unité de calcul 42 est d'une part propre à comparer, pour chaque échantillon, la première valeur ("logarithmique") de son énergie à un seuil d'énergie de référence égal ici à - 40 dB. Ce seuil est une valeur programmée dépendant de l'application envisagée. Il correspond au seuil linéaire de référence décrit ci-avant et utilisé par les moyens de filtrage 31 pour l'élaboration de la valeur du seizième bit. Bien entendu, l'unité de calcul aurait pu également utiliser ce seuil linéaire de référence pour le comparer alors à la deuxième valeur ("linéaire") de l'énergie de l'échantillon.A calculation unit 42 is on the one hand suitable for comparing, for each sample, the first ("logarithmic") value of its energy to a reference energy threshold here equal to - 40 dB. This threshold is a programmed value depending on the envisaged application. It corresponds to the linear reference threshold described above and used by the filtering means 31 for the development of the value of the sixteenth bit. Of course, the calculation unit could also have used this linear reference threshold to then compare it with the second ("linear") value of the energy of the sample.
Cette unité de calcul adresse la table de référence 41 à chaque jeu de coefficients de prédiction, reçoit en retour la référence de la zone correspondante et en déduit, à l'aide d'un organigramme de décision décrit ci-après le type d'information.This calculation unit addresses the reference table 41 to each set of prediction coefficients, receives in return the reference of the corresponding area and deduces therefrom, using a decision flowchart described below, the type of information. .
Bien que les moyens d'analyse reçoivent les coefficients et les valeurs d'énergie toutes les 125 microsecondes, pour chaque voie, la détermination du type n'est effectuée pour cette voie que toutes les 15 millisecondes. L'unité de calcul 42 compare alors les décisions, voie par voie, pour chacun des deux sens d'émission et de réception et communique cette décision à une interface 5 reliée à des moyens de traitement supplémentaires (non représentés sur les figures), destinés à effectuer des opérations statistiques sur les résultats obtenus. I1 convient également de remarquer que les moyens de pré-traitement 2 sont aptes à détecter toute anomalie de fonctionnement aussi bien sur le conduit numérique que sur le discriminateur lui-même et à transmettre cesdites anomalies directement aux moyens d'interface 5.Although the analysis means receive the coefficients and the energy values every 125 microseconds, for each channel, the type determination is only carried out for this channel every 15 milliseconds. The calculation unit 42 then compares the decisions, channel by channel, for each of the two directions of transmission and reception and communicates this decision to an interface 5 connected to additional processing means (not shown in the figures), intended to perform statistical operations on the results obtained. It should also be noted that the preprocessing means 2 are able to detect any operating anomaly both on the digital conduit and on the discriminator itself and to transmit these said anomalies directly to the interface means 5.
On va maintenant décrire en détail, en se référant plus particulièrement aux figures 6 et 7, le mécanisme de décisions permettant de distinguer les divers types d'informations.We will now describe in detail, with particular reference to Figures 6 and 7, the decision mechanism for distinguishing the various types of information.
Pour chaque échantillon, on détermine, dans une étape 60, si son énergie logarithmique est supérieure au seuil de référence. Dans la négative, on considère alors que l'information est du type silence.For each sample, it is determined, in a step 60, if its logarithmic energy is greater than the reference threshold. If not, then the information is considered to be of the silence type.
Dans l'affirmative, on procède, dans une étape 61, à l'analyse des coefficients de prédiction en adressant la table de référence.If so, in a step 61, the prediction coefficients are analyzed by addressing the reference table.
Si cette analyse conduit à la zone d'indécision Z10, on affecte à l'échantillon correspondant le même type que l'échantillon précédent sur la même voie.If this analysis leads to the Z10 indecision zone, the corresponding sample is assigned the same type as the previous sample on the same channel.
Dans le cas contraire, on teste (étape 62) si, compte tenu de la référence de la zone renvoyée par la table 41, un seul type d'information est possible.Otherwise, it is tested (step 62) if, taking into account the reference of the area returned by the table 41, only one type of information is possible.
Dans l'affirmative, on confirme le type discriminé en effectuant, dans une étape 63, une vérification avec le passé, c'est-à-dire que l'on vérifie qu'un certain nombre d'échantillons précédents de la même voie étaient de ce type. Dans cette application, le nombre d'échantillons est pris égal à 4, ce qui correspond à une vérification sur une durée écoulée de 60 ms.If so, the discriminated type is confirmed by carrying out, in a step 63, a verification with the past, that is to say that it is verified that a certain number of previous samples of the same channel were of this type. In this application, the number of samples is taken equal to 4, which corresponds to a verification over an elapsed time of 60 ms.
Si, au contraire, dans l'étape 62, la référence de la zone montre qu'il y a plusieurs types d'informations possibles, on analyse, dans l'étape 64, si la discrimination porte sur les types parole ou donnée (par exemple zone Z3) ou bien sur les types fréquence ou donnée (par exemple zone Z7).If, on the contrary, in step 62, the reference of the zone shows that there are several possible types of information, we analyze, in step 64, whether the discrimination relates to the speech or data types (for example example zone Z3) or on the frequency or data types (for example zone Z7).
Si la discrimination porte sur les types fréquence/donnée, on analyse, dans l'étape 65, la stabilité temporelle du jeu de coefficient sur une période de 32 échantillons, soit 480 ms. Si les coefficients sont jugés stables, et que l'information dure moins de 480 ms, on décide alors qu'il s'agit d'un type fréquence. Dans le cas contraire, l'information est supposée être du type donnée.If the discrimination relates to the frequency / data types, in step 65, the temporal stability of the coefficient set is analyzed over a period of 32 samples, ie 480 ms. If the coefficients are considered stable, and the information lasts less than 480 ms, it is then decided that it is a frequency type. Otherwise, the information is assumed to be of the given type.
Dans le cas où dans l'étape 64, le type fréquence n'est pas envisageable, on détermine, à l'aide d'une étude du passé (étape 66) si l'information en question est du type donnée ou parole.In the case where in step 64, the frequency type cannot be envisaged, it is determined, using a study of the past (step 66) whether the information in question is of the given or speech type.
Dans tous les cas, en ce qui concerne les données, les moyens d'analyse déterminent le débit de celles-ci (étape 67). Ces derniers analysent la modulation des informations du type données. En effet, les données, dont le débit est supérieur à 4800 bits/sec, sont à la fois modulées en phase et en amplitude, alors que les données dont le débit est inférieur ou égal à 4800 bits/sec ne sont modulées qu'en phase. Le test consiste alors en une analyse du seizième bit évoqué ci-avant, c'est-à-dire en une étude du signe dudit compteur. Une valeur positive de celui-ci correspond à un débit supérieur à 4800 bits/sec, tandis qu'une valeur négative correspond à un débit inférieur ou égal à 4800 bits/sec. In all cases, with regard to the data, the analysis means determine the data rate (step 67). These analyze the modulation of information of the given type. Indeed, the data, whose bit rate is greater than 4800 bits / sec, are both phase and amplitude modulated, while the data whose bit rate is less than or equal to 4800 bits / sec are only modulated phase. The test then consists in an analysis of the sixteenth bit mentioned above, that is to say in a study of the sign of said counter. A positive value of this corresponds to a bit rate greater than 4800 bits / sec, while a negative value corresponds to a bit rate less than or equal to 4800 bits / sec.
L'étape suivante, portant la référence 68, consiste en une conftontation, voie par voie, des résultats du sens émission et du sens réception S'il y a incompatibilité entre les deux types obtenus, on prend le plus probable suivant des priorités établies lors de la conception du discriminateur. L'ordre de priorité est dans cette application (du plus fort au plus faible) : fréquence 2100 Hz; fréquence autre; parole; donnée
Si les deux résultats sont cohérents, le problème ne se pose pas. Enfin, dans ce dernier cas, et dans l'hypo- thèse où l'information est du type donnée, un test supplémentaire détermine si l'information est précédée ou non d'une information du type fréquence à 2100 Hz.The next step, bearing the reference 68, consists of a configuration, channel by channel, of the results of the transmission direction and of the reception direction. If there is an incompatibility between the two types obtained, the most likely is taken according to the priorities established during of the design of the discriminator. The order of priority is in this application (from strongest to weakest): frequency 2100 Hz; frequency other; speech; given
If the two results are consistent, the problem does not arise. Finally, in the latter case, and on the assumption that the information is of the given type, an additional test determines whether the information is preceded or not by information of the frequency type at 2100 Hz.
I1 convient enfin de remarquer, dans le cas d'une information de type donnée, que la confrontation des décisions des deux sens de transmission permet de préciser si la transmission des données est une transmission "ha If duplex" (c'est-à-dire dans un seul sens) ou bien "full duplex" (c'est-à-dire dans les deux sens). Finally, it should be noted, in the case of information of a given type, that the confrontation of the decisions of the two directions of transmission makes it possible to specify whether the transmission of the data is a "ha If duplex" transmission (ie say in one direction) or "full duplex" (that is, in both directions).
D'une façon générale, dans cette application, les moyens de traitement -supplémentaires n'effectuent pas d'élaboration d'opérations statistiques pendant toutes les périodes pendant lesquelles le conduit numérique étudié est considéré en alarme.Generally, in this application, the additional processing means do not carry out the development of statistical operations during all the periods during which the digital path studied is considered to be in alarm.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus décrits mais en embrasse toutes les variantes, notamment les suivantes - le décodeur 21 spécifique aux informations HDB3 peut être aisément interchangeable et remplacé par d'autres moyens d'interface si le débit du conduit numérique change, en particulier s'il est égal à 1,544 Mbits/sec, - l'invention ntest pas dépendante du type de codage par compression utilisé dans le conduit numérique ; celleci, effectuée dans une mémoire reprogrammable, peut être facilement interchangeable si le codage utilisé est différent, - on a décrit ci-avant un type de codage utilisant des mots de 8 bits ; bien entendu, tout multiplexage convient pour autant que chaque échantillon d'information numérique soit défini par des bits contenus, de façon repérable, dans les trames successives du multiplexage, - les moyens de traitement supplémentaires, élaborant les opérations statistiques, peuvent travailler simultanément avec par exemple 8 discriminateurs du type de celui décrit, ce qui offre une capacité d'analyse de 240 voies. The invention is not limited to the embodiments described above but embraces all the variants, in particular the following - the decoder 21 specific to HDB3 information can be easily interchangeable and replaced by other interface means if the bit rate of the digital path changes, in particular if it is equal to 1.544 Mbits / sec, - the invention is not dependent on the type of compression coding used in the digital path; this, carried out in a reprogrammable memory, can be easily interchangeable if the coding used is different, - a type of coding using 8-bit words has been described above; of course, any multiplexing is suitable provided that each sample of digital information is defined by bits contained, in a identifiable manner, in the successive frames of the multiplexing, - the additional processing means, developing the statistical operations, can work simultaneously with by example 8 discriminators of the type described, which provides an analysis capacity of 240 channels.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8902316A FR2643523A1 (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Discriminator for digital transmissions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8902316A FR2643523A1 (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Discriminator for digital transmissions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2643523A1 true FR2643523A1 (en) | 1990-08-24 |
Family
ID=9379027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8902316A Pending FR2643523A1 (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Discriminator for digital transmissions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2643523A1 (en) |
Citations (5)
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-
1989
- 1989-02-22 FR FR8902316A patent/FR2643523A1/en active Pending
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Title |
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 5, no. 86 (E-60)[758], 5 juin 1981; & JP-A-56 34 249 (NIPPON DENKI K.K.) 06-04-1981 * |
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