FR2904168A1 - SYSTEM FOR ESTIMATING THE RECEPTION QUALITY OF A DIGITAL TRANSMISSION. - Google Patents

Abstract

Système d'estimation de la qualité d'une transmission de données, ( l'entrée du système est la même que le signal d'entrée d'un démodulateur dont on souhaite estimer la qualité de réception), le format de la communication étant connu et des signaux sont connus, le signal à estimer étant échantillonné à au moins E fois la vitesse de modulation utilisée pour la transmission caractérisé en ce qu'il comporte au moins les éléments suivants :o Une mémoire de stockage du signal,o un dispositif de corrélation (300) en temps réel avec une ou plusieurs formes d'ondes connues dépendant du type de communication à estimer, le nombre de corrélateurs est égal au nombre de motifs du signal à détecter,o un dispositif (200) de reconnaissance du numéro de la séquence reconnue,o un corrélateur (500) entre le signal mémorisé et la p<ème> référence reconnue,o un dispositif de détection et d'affinage de la position de synchronisation et ré-échantillonnage du signal mémorisé, si un signal est détecté,o un dispositif d'interpolation (600) générant l'instant où la corrélation est maximale,o un filtre (700) fournissant dans le cas d'une détection de la pème référence, une série de Np échantillons rééchantillonnés en fonction de la position de synchronisation dn.System for estimating the quality of a data transmission, (the input of the system is the same as the input signal of a demodulator whose reception quality is to be estimated), the format of the communication being known and signals are known, the signal to be estimated being sampled at at least E times the modulation speed used for the transmission, characterized in that it comprises at least the following elements: o A memory for storing the signal, o a device for correlation (300) in real time with one or more known waveforms depending on the type of communication to be estimated, the number of correlators is equal to the number of patterns of the signal to be detected, o a device (200) for recognizing the number of the recognized sequence, o a correlator (500) between the stored signal and the p <th> recognized reference, o a device for detecting and refining the synchronization position and resampling of the stored signal, if a signal is detected , o a say positive interpolation (600) generating the instant when the correlation is maximum, o a filter (700) providing, in the case of detection of the pth reference, a series of Np samples resampled as a function of the synchronization position dn .

Description

1 Système d'estimation de la qualité de réception d'une transmission1 System for estimating the reception quality of a transmission

numérique L'invention concerne notamment un système permettant d'estimer la qualité de réception d'une transmission numérique. Elle s'applique dans tous les cas où au moins une portion du signal transmis est connue ou peut prendre une ou plusieurs forme(s) connue(s). L'invention concerne le problème d'estimation de la qualité de réception dans le cadre d'une transmission de données de type numérique, et ce de façon indépendante du système de démodulation. Cette estimation de la qualité de réception est une aide appréciable pour l'exploitant du système de transmission, car elle lui permet de choisir à tout instant le mode de transmission le mieux adapté : - si la qualité de transmission se dégrade, il utilisera un mode plus robuste (et donc à plus faible débit), - si au contraire elle s'améliore, il pourra utiliser un mode à plus haut débit donc moins robuste. Cette estimation permet également de vérifier le bon cornportement du système de transmission (procédures radio) en temps réel et dans des conditions opérationnelles non simulées (en expérimentation terrain par exemple). Le signal d'entrée est en général la sortie audio du récepteur, laquelle représente l'entrée du démodulateur. Si le récepteur cornporte une sortie intermédiaire (par exemple une fréquence intermédiaire ou, mieux encore, une sortie sur deux voies en quadrature, le système proposé n'en fonctionnera que mieux. Le train binaire reçu est a priori inconnu par définition, d'autant plus qu'il a subi diverses modifications et transcodages afin de fiabiliser la liaison. digital The invention relates in particular to a system for estimating the reception quality of a digital transmission. It applies in all cases where at least a portion of the transmitted signal is known or can take one or more known form (s). The invention relates to the problem of estimating the reception quality within the framework of a digital type data transmission, and this independently of the demodulation system. This estimate of the reception quality is a significant help for the operator of the transmission system, because it allows him to choose at any time the most suitable transmission mode: - if the transmission quality deteriorates, he will use a more robust (and therefore at lower speed), - if on the contrary it improves, he can use a mode at higher speed and therefore less robust. This estimate also makes it possible to verify the correct behavior of the transmission system (radio procedures) in real time and in non-simulated operational conditions (in field experiments for example). The input signal is usually the audio output of the receiver, which represents the input of the demodulator. If the receiver has an intermediate output (for example an intermediate frequency or, better still, an output on two quadrature channels, the proposed system will only function better. The binary train received is a priori unknown by definition, especially more than it has undergone various modifications and transcoding in order to make the connection more reliable.

La seule information dont on dispose est le type de transmission utilisé, qui, dans la plupart des cas, fait l'objet d'une norme ou d'une documentation interne du constructeur du système. The only information available is the type of transmission used, which, in most cases, is the subject of a standard or internal documentation from the system manufacturer.

2904168 2 En d'autres termes, les seules données connues sont les suivantes : - le type de modulation utilisé, - la vitesse de modulation (exprimée en bauds), - la description détaillée de certaines portions du message qui sont fixes et 5 systématiquement présentes dans tout message; ces portions servent généralement à la (re)synchronisation du récepteur et/ou à l'estimation des caractéristiques du canal de transmission afin de rendre la réception possible et/ou à préciser les caractéristiques de la communication en cours (partie souvent désignée sous le vocable d"'auto-baud").2904168 2 In other words, the only known data are the following: - the type of modulation used, - the modulation speed (expressed in bauds), - the detailed description of certain portions of the message which are fixed and systematically present. in any message; these portions are generally used for (re) synchronization of the receiver and / or for estimating the characteristics of the transmission channel in order to make reception possible and / or to specify the characteristics of the communication in progress (part often referred to as d "auto-baud").

10 Différents systèmes sont décrits dans l'art antérieur : - ou bien le démodulateur est en mesure de fournir de lui-même une estimation de la qualité de réception, généralement par estimation du rapport signal / bruit en tant que sous-produit du processus de démodulation, - ou bien il ne l'est pas (même si en interne il le fait ou pourrait le faire), 15 auquel cas le système selon l'invention est d'une grande utilité. Habituellement, la mesure de la qualité de réception se fait par envoi d'une porteuse pure et analyse spectrale côté récepteur afin d'estimer, d'une part la puissance de la porteuse (signal), d'autre part la puissance de bruit (de part et d'autre de la porteuse en question).Different systems are described in the prior art: - either the demodulator is able of itself to provide an estimate of the reception quality, generally by estimating the signal / noise ratio as a by-product of the process. demodulation, - or it is not (even if internally it does or could do it), in which case the system according to the invention is of great use. Usually, the reception quality is measured by sending a pure carrier and spectral analysis on the receiver side in order to estimate, on the one hand the power of the carrier (signal), on the other hand the noise power ( on either side of the carrier in question).

20 Outre le fait que ce procédé nécessite d'introduire dans les émetteurs/récepteurs des fonctions supplémentaires, ce qui en augmente la complexité, il n'est pas forcément pertinent en ce sens que lors de la vraie transmission, c'est une porteuse modulée qui est transmise et non pas une porteuse pure : 25 -qui subit des distorsions diverses dues aux filtres, aux non-linéarités, aux contrôles automatiques de gain, - qui, pour des raisons connues de l'homme de l'art, doit être émise à une puissance moyenne inférieure à celle de la porteuse citée plus haut. Le système proposé ne nécessite aucune modification des 30 équipements existants: il se contente d'observer leur signal d'entrée pour procéder à sa propre évaluation, et de restituer à l'exploitant les estimations mesurées. Il vient se positionner, par exemple, en sortie du canal de 2904168 3 transmission, avant un démodulateur ou en dérivation permettant de capter le signal à analyser. L'invention concerne un système d'estimation de la qualité d'une transmission de données, (l'entrée du système est la même que le signal 5 d'entrée d'un démodulateur dont on souhaite estimer la qualité de transmission, que ce soit la sortie audio finale ou une sortie intermédiaire si elle est accessible), le format de la communication étant connu et des signaux sont connus, le signal à estimer étant échantillonné à au moins E fois la vitesse de modulation utilisée pour la transmission caractérisé en ce qu'il comporte au 10 moins les éléments suivants : o une mémoire de stockage du signal, o un dispositif de corrélation en temps réel avec une ou plusieurs formes d'ondes connues dépendant du type de communication à estimer, le nombre de corrélateurs est égal au nombre de motifs du signal à 15 détecter, o un dispositif de reconnaissance du numéro de la séquence reconnue, o un corrélateur entre le signal mémorisé et la pème référence reconnue, o un dispositif de détection et d'affinage de la position de synchronisation et ré-échantillonnage du signal mémorisé, si un signal est détecté, 20 o un dispositif d'interpolation générant l'instant où la corrélation est maximale, o un filtre fournissant dans le cas d'une détection de la pème référence, une série de Np échantillons rééchantillonnés en fonction de la position de synchronisation dn.In addition to the fact that this method requires the introduction into the transmitters / receivers of additional functions, which increases their complexity, it is not necessarily relevant in the sense that during the real transmission, it is a modulated carrier. which is transmitted and not a pure carrier: which undergoes various distortions due to filters, non-linearities, automatic gain controls, - which, for reasons known to those skilled in the art, must be emitted at an average power lower than that of the carrier mentioned above. The proposed system does not require any modification of the existing equipment: it is content to observe their input signal in order to carry out its own evaluation, and to return the measured estimates to the operator. It is positioned, for example, at the output of the transmission channel, before a demodulator or as a bypass allowing the signal to be analyzed to be picked up. The invention relates to a system for estimating the quality of a data transmission, (the input of the system is the same as the input signal of a demodulator whose transmission quality is to be estimated, whether this either the final audio output or an intermediate output if it is accessible), the format of the communication being known and the signals are known, the signal to be estimated being sampled at at least E times the modulation speed used for the transmission characterized in that that it comprises at least the following elements: o a signal storage memory, o a device for real-time correlation with one or more known waveforms depending on the type of communication to be estimated, the number of correlators is equal the number of patterns of the signal to be detected, o a device for recognizing the number of the recognized sequence, o a correlator between the stored signal and the pth recognized reference, o a device for detecting and refining the position of synchronization and resampling of the stored signal, if a signal is detected, o an interpolation device generating the instant when the correlation is maximum, o a filter providing, in the case of detection of the pth reference , a series of Np samples resampled as a function of the synchronization position dn.

25 L'invention concerne aussi un procédé permettant d'estimer la qualité d'une transmission de données numériques caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : 1) corréler en temps réel le signal reçu avec au moins une forme d'onde connue 30 et choisie en fonction du type de communication en cours, 2) si un signal est reçu, affiner la position de synchronisation, 3) filtrer le signal afin d'éliminer les interférences entre symboles, 2904168 4 4) filtrer les échantillons reçus et calculer la somme des carrés du module des différences avec les échantillons originaux, 5) convertir le résultat en rapport signal/bruit, 6) comparer le rapport signal/bruit obtenu avec une valeur prédéterminée. Un des avantages de la présente invention est de pouvoir estimer la qualité de réception indépendamment du système de démodulation utilisé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 10 mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif, annexé des figures qui représentent : o La figure 1, un synoptique des différents éléments mis en oeuvre par le procédé selon l'invention, en supposant que l'on se place dans le cas le plus défavorable où le seul signal disponible est la sortie BF 15 o La figure 2, un détail de la structure des corrélateurs, o La figure 3, la forme du signal après les corrélateurs, o La figure 4, un exemple de valeurs des échantillons de signal interpolé, o La figure 5, une constellation égalisée, et o La figure 6, la forme du signal après égalisation.The invention also relates to a method making it possible to estimate the quality of a digital data transmission, characterized in that it comprises at least the following steps: 1) correlating in real time the signal received with at least one form of known wave 30 and chosen according to the type of communication in progress, 2) if a signal is received, refine the synchronization position, 3) filter the signal in order to eliminate inter-symbol interference, 2904168 4 4) filter the samples received and calculating the sum of the squares of the modulus of the differences with the original samples, 5) converting the result into a signal-to-noise ratio, 6) comparing the signal-to-noise ratio obtained with a predetermined value. One of the advantages of the present invention is to be able to estimate the reception quality independently of the demodulation system used. Other characteristics and advantages of the invention will appear better on reading the following description of an exemplary embodiment given by way of illustration and in no way limiting, appended to the figures which represent: FIG. 1, a block diagram of the various elements implemented by the method according to the invention, assuming that one places oneself in the most unfavorable case where the only signal available is the LF 15 output o Figure 2, a detail of the structure of the correlators, o Figure 3, the shape of the signal after the correlators, o Figure 4, an example of values of the interpolated signal samples, o Figure 5, an equalized constellation, and o Figure 6, the shape of the signal after equalization.

20 En résumé, le système et le procédé selon l'invention reposent sur l'idée suivante : on détecte dans le signal reçu des parties connues, généralement par corrélation passive au fil de l'eau . Cette corrélation passive est équivalente au filtrage du signal reçu 25 par son "filtre adapté" (filtre dont la réponse impulsionnelle est le conjugué du signal attendu après inversion temporelle) dont on calcule et renormalise le module de la sortie à chaque instant et compare le résultat à un seuil judicieusement choisi. Une fois la détection effectuée, le système -qui a mémorisé le signal 30 passé- utilise ce signal passé pour procéder, par exemple, aux opérations suivantes : 5 2904168 5 - affinement de la position optimale de démodulation (synchronisation fine) en recherchant, par exemple, par interpolation, la position où la corrélation est maximale, - ré-échantillonnage (ou interpolation) du signal reçu pour disposer 5 d'échantillons de la meilleure qualité possible, - calcul d'un filtre dit "égaliseur" qui améliore la qualité des échantillons en éliminant ce que l'on appelle l'interférence entre symboles" due généralement aux filtres employés et à la présence de trajets multiples, -filtrage du signal par l'égaliseur, 10 - estimation du rapport signal / bruit à partir des échantillons ainsi obtenus, - correction de la valeur obtenue pour obtenir une valeur plus précise du vrai rapport S/B, sachant que l'égaliseur, étant calculé à partir du signal reçu est lui-même "bruité" et introduit un bruit dit "multiplicatif" car il est proportionnel au 15 signal reçu. La figure 1 représente un synoptique d'un système de corrélation selon l'invention. Ce dernier repose, notamment, sur l'utilisation d'un ensemble de corrélateurs qui fournit, le cas échéant, le numéro p du signal de référence 20 détecté, et une série d'échantillons re-synchronisés qui vont servir à l'estimation proprement dite du rapport S/B, Le système comporte, par exemple, les éléments décrits ci-après qui utilisent un signal échantillonné à E fois la vitesse de modulation, E doit être en pratique d'au moins 4 échantillons par symbole pour perdre le moins d'informations 25 possibles : - un dispositif 100 de passage en bande de base connu de l'Homme du métier effectuant les opérations usuelles de transposition du signal à la fréquence 0 et filtrage passe-bas fournissant le signal complexe qui est utilisé dans toute la suite des traitements (uniquement si le récepteur ne fournit pas 30 lui-même les signaux de sortie correspondants), - une mémoire 200 qui permet de stocker suffisamment de signal dans le passé pour pouvoir effectuer les traitements décrits ci-après, 2904168 6 - un ensemble 300 de P corrélateurs si le nombre de motifs à reconnaître est P; les sorties des corrélateurs sont du type binaire (pas de détection ou bien détection), Ces corrélateurs notés 301, 302, ..., 30P sont détaillés à la figure 2.In summary, the system and method according to the invention are based on the following idea: known parts are detected in the received signal, generally by passive correlation over time. This passive correlation is equivalent to the filtering of the signal received by its "matched filter" (filter whose impulse response is the conjugate of the signal expected after time inversion) of which the modulus of the output is calculated and renormalized at each instant and the result compared. at a carefully chosen threshold. Once the detection has been carried out, the system - which has memorized the past signal 30 - uses this past signal to carry out, for example, the following operations: 5 2904168 5 - refinement of the optimum demodulation position (fine synchronization) by searching, for example example, by interpolation, the position where the correlation is maximum, - resampling (or interpolation) of the received signal to have samples of the best possible quality, - calculation of a so-called "equalizer" filter which improves the quality samples by eliminating what is called inter-symbol interference "generally due to the filters employed and the presence of multiple paths, - filtering of the signal by the equalizer, 10 - estimation of the signal-to-noise ratio from the samples thus obtained, - correction of the value obtained to obtain a more precise value of the true S / N ratio, knowing that the equalizer, being calculated from the received signal is itself "noisy" and introduces a so-called noise "multiplicative" because it is proportional to the received signal. FIG. 1 represents a block diagram of a correlation system according to the invention. The latter is based, in particular, on the use of a set of correlators which provides, where appropriate, the number p of the reference signal 20 detected, and a series of re-synchronized samples which will be used for the actual estimation. known as the S / N ratio, the system comprises, for example, the elements described below which use a signal sampled at E times the modulation speed, E must in practice be at least 4 samples per symbol to lose the least possible information: a device 100 for switching to the baseband known to those skilled in the art carrying out the usual operations of transposing the signal to frequency 0 and low-pass filtering providing the complex signal which is used throughout the continuation of the processing operations (only if the receiver does not itself supply the corresponding output signals), - a memory 200 which makes it possible to store sufficient signals in the past to be able to carry out the processing operations described below, 29 04168 6 - a set 300 of P correlators if the number of patterns to be recognized is P; the outputs of the correlators are of the binary type (no detection or else detection). These correlators denoted 301, 302, ..., 30P are detailed in FIG. 2.

5 Dans certains cas, on accorde plusieurs corrélateurs sur des versions décalées en fréquence d'un même motif. - un système de sélection 400 du signal reconnu qui détermine le cas échéant quel est le numéro p de la séquence reconnue, - un corrélateur générique 500, capable de ré effectuer la corrélation entre le 10 signal mémorisé dans la mémoire 200 et la pème référence, uniquement à des instants voisins de l'instant de détection, -une mémoire 501 qui stocke les échantillons représentatifs des P références distinctes et fournit la pème référence sur demande, - un dispositif d'interpolation 600 qui détermine à très peu de choses près 15 l'instant exact auquel la corrélation aurait été maximale. II peut par exemple approximer localement le pic de corrélation par une parabole. Si le maximum calculé se trouve à l'échantillon c(n), la position "exacte" de corrélation sera égale à n + dn (-1/2 <= dn <= +1/2), dn étant un 20 décalage calculé par exemple par l'équation suivante qui suppose que la corrélation est une fonction parabolique du temps : dn l c(n + 1) - c(n -1) 2 c(n - 1) - 2 c(n) + c(n - 1) 25 - un système de ré-échantillonnage 700 qui, si la pème référence a été détectée, fournit une série de Np échantillons de signal ré-échantillonnés en fonction de la position de synchronisation dn. Ces échantillons ont les numéros suivants, où E est le nombre d'échantillons par symbole: 30 n + dn n + dn û E 2904168 n + dn - 2 E n + dn - (Np - 1) E Par commodité pour la suite on les renumérote en sens inverse pour 5 obtenir la suite ordonnée selon les temps croissants, notée r(0), r(1), r(Np - 1). r(0) est l'échantillon à la position n + dn -(Np - 1) E r(Np - 1) est l'échantillon à la position n + dn. Les valeurs calculées le sont par approximation parabolique en 10 fonction de dn, à partir des échantillons mémorisés m(i). Si l'on pose p = n - (Np - 1 - k) E on calculera l'échantillon pour toute position k= 0, 1, 2, ... Np - 1: r(k) (m(p - 1) - 2 m(p) + m(p - 1)) d22 + (m(p + 1) - m(p - 1)) Zn + m(p) La figure 2 représente le détail des corrélateurs. Le pème corrélateur 15 associé à la pème référence, numéroté 30p, a notamment pour rôle de comparer en permanence les échantillons de signal reçu, espacés d'un symbole (E échantillons) aux Np valeurs théoriques correspondant à la séquence attendue. Pour cela, le corrélateur comprend une ligne à retard à prises 30p1 dont les sorties sont multipliées par les complexes conjugués des échantillons 20 de la séquence attendue par les multiplieurs complexes 30p2. Les sorties des multiplieurs sont sommées par le sommateur 30p3 dont on calcule le carré du module de la sortie par le système 30p4. La forme typique du signal de sortie ainsi obtenu apparaît à la figure 3, après re-normalisation, dans un diagramme où l'axe des temps est gradué en 25 échantillons. Parallèlement, on évalue dans le système 30p5 l'énergie totale des échantillons présents dans la ligne à retard 30p1 par un système classique où l'on soustrait à chaque instant d'échantillonnage le carré du module de l'échantillon sortant et ajoute le carré du module de l'échantillon entrant. La 30 différence obtenue permet de mettre à jour le contenu d'un accumulateur qui contiendra la valeur désirée.In some cases, several correlators are tuned to frequency-shifted versions of the same pattern. - a selection system 400 of the recognized signal which determines, where appropriate, what is the number p of the recognized sequence, - a generic correlator 500, capable of re-correlating the signal stored in the memory 200 and the pth reference, only at instants close to the instant of detection, - a memory 501 which stores the samples representative of the P distinct references and provides the pth reference on request, - an interpolation device 600 which determines very little about 15 l exact moment at which the correlation would have been maximum. It can for example locally approximate the correlation peak by a parabola. If the calculated maximum is found at sample c (n), the "exact" position of correlation will be equal to n + dn (-1/2 <= dn <= +1/2), dn being a calculated offset. for example by the following equation which assumes that the correlation is a parabolic function of time: dn lc (n + 1) - c (n -1) 2 c (n - 1) - 2 c (n) + c (n A resampling system 700 which, if the pth reference has been detected, provides a series of Np resampled signal samples as a function of the synchronization position dn. These samples have the following numbers, where E is the number of samples per symbol: 30 n + dn n + dn û E 2904168 n + dn - 2 E n + dn - (Np - 1) E For convenience for the following we renumber them in the opposite direction to obtain the sequence ordered according to the increasing times, denoted r (0), r (1), r (Np - 1). r (0) is the sample at position n + dn - (Np - 1) E r (Np - 1) is the sample at position n + dn. The values calculated are by parabolic approximation as a function of dn, from the stored samples m (i). If we set p = n - (Np - 1 - k) E we will calculate the sample for any position k = 0, 1, 2, ... Np - 1: r (k) (m (p - 1 ) - 2 m (p) + m (p - 1)) d22 + (m (p + 1) - m (p - 1)) Zn + m (p) Figure 2 shows the detail of the correlators. The pth correlator 15 associated with the pth reference, numbered 30p, has the particular role of constantly comparing the received signal samples, spaced apart by a symbol (E samples) with the Np theoretical values corresponding to the expected sequence. For this, the correlator comprises a delay line with taps 30p1, the outputs of which are multiplied by the conjugate complexes of the samples 20 of the expected sequence by the complex multipliers 30p2. The outputs of the multipliers are summed by the adder 30p3 from which the square of the modulus of the output is calculated by the system 30p4. The typical shape of the output signal thus obtained appears in FIG. 3, after re-normalization, in a diagram where the time axis is graduated in 25 samples. At the same time, in the 30p5 system, the total energy of the samples present in the 30p1 delay line is evaluated by a conventional system where the square of the modulus of the outgoing sample is subtracted at each sampling instant and the square of the modulus of the incoming sample. The difference obtained makes it possible to update the contents of an accumulator which will contain the desired value.

7 2904168 8 La sortie de l'accumulateur est multipliée par une constante C, et la sortie du dispositif 30p4 est comparée au résultat dans le comparateur 30p6 pour décider de la détection ou non de la séquence. Il s'agit d'un système d'ajustage automatique du seuil de détection 5 qui garantit une probabilité de détection constante quel que soit le niveau (a priori inconnu) du signal reçu. Le corrélateur générique 500 (figure 1) n'a pas besoin de seuil de détection puisqu'il sait que le signal est présent, et à quel instant est apparu le pic de corrélation.7 2904168 8 The output of the accumulator is multiplied by a constant C, and the output of the device 30p4 is compared to the result in the comparator 30p6 to decide whether or not to detect the sequence. This is a system for automatically adjusting the detection threshold 5 which guarantees a constant probability of detection whatever the level (a priori unknown) of the signal received. The generic correlator 500 (FIG. 1) does not need a detection threshold since it knows that the signal is present, and at what time the correlation peak appeared.

10 Pour la suite des traitements, le procédé utilise, de préférence et uniquement les échantillons de signal interpolé notés r(0) ... r(Np - 1) et les échantillons z(0) ... z(Np - 1) de la référence détectée. La figure 4 représente un exemple de valeurs des échantillons r(i) dans le plan complexe à l'entrée de la dernière phase des traitements.For the rest of the processing operations, the method preferably uses only the interpolated signal samples denoted r (0) ... r (Np - 1) and the samples z (0) ... z (Np - 1) of the detected reference. FIG. 4 represents an example of values of the samples r (i) in the complex plane at the entry of the last phase of the processing operations.

15 Dans le procédé on cherche, par exemple, à calculer un filtre à réponse impulsionnelle finie dont les coefficients sont complexes et: notés a(i), pour i = 10, 10+1, ..., 11. IO est négatif, 11 est positif. Le calcul se fait, par exemple en utilisant la méthode des moindres carrés, à partir des échantillons calculés précédemment.In the method one seeks, for example, to calculate a finite impulse response filter whose coefficients are complex and: denoted a (i), for i = 10, 10 + 1, ..., 11. IO is negative, 11 is positive. The calculation is done, for example using the least squares method, from the samples calculated previously.

20 On minimise l'erreur quadratique moyenne suivante : n=Np- 1 +IO n=I1 i=I1 z(n) - a(i) r(n - i) i=10 2 E_ En annulant les dérivées par rapport aux conjugués des a(i), on obtient les 25 équations suivantes : 2904168 9 aE i=I1 n=Np - 1 +IO aa* k a(i) r(n - i) r*(n - k) ( ) i=IO n=I1 n=Np-1+I0 z(n) r* (n - k) = 0 n=I1 k = IO... I l Ce système d'équations est Hermitien et peut être résolu en utilisant l'algorithme connu sous le nom de "décomposition de Choleski".20 We minimize the following mean squared error: n = Np- 1 + IO n = I1 i = I1 z (n) - a (i) r (n - i) i = 10 2 E_ By canceling the derivatives with respect to conjugates of a (i), we obtain the following 25 equations: 2904168 9 aE i = I1 n = Np - 1 + IO aa * ka (i) r (n - i) r * (n - k) () i = IO n = I1 n = Np-1 + I0 z (n) r * (n - k) = 0 n = I1 k = IO ... I l This system of equations is Hermitian and can be solved using the algorithm known as "Choleski decomposition".

5 Après la résolution, on utilise les coefficients a(i) pour filtrer les échantillons reçus, selon l'expression simple : i=I1 r'(n) = a(i) r(n - i) i=10 La figure 5 représente le résultat obtenu pour IO = -5 et 11 = +9 10 (égaliseur à 15 coefficients): la séquence détectée était binaire et réelle, avec des valeurs nominales de -1 ou +1, tout comme dans l'exemple précédent. Le module des coefficients de l'égaliseur est donné sur cette figure à titre d'exemple (il y a en général une valeur nettement plus élevée que les autres, celle correspondant à a(0), ici, le 5ème coefficient). Le procédé calcule 15 ensuite à calculer l'erreur quadratique E du début pour obtenir une quantité qui est inversement proportionnelle au rapport signal / bruit (E mesure une erreur). Après calibration en laboratoire, par exemple, on établit la correspondance entre le rapport sur bruit S/B mesuré par cette méthode et le rapport sur bruit S/B vrai, pour chaque utilisation.5 After the resolution, we use the coefficients a (i) to filter the received samples, according to the simple expression: i = I1 r '(n) = a (i) r (n - i) i = 10 Figure 5 represents the result obtained for IO = -5 and 11 = +9 10 (equalizer with 15 coefficients): the detected sequence was binary and real, with nominal values of -1 or +1, just like in the previous example. The modulus of the equalizer coefficients is given in this figure by way of example (there is generally a much higher value than the others, the one corresponding to a (0), here the 5th coefficient). The method then calculates to calculate the start-squared error E to obtain an amount which is inversely proportional to the signal-to-noise ratio (E measures an error). After calibration in the laboratory, for example, we establish the correspondence between the S / N noise ratio measured by this method and the true S / N noise ratio, for each use.

20 Ce système peut être utilisé pour pratiquement tous les systèmes normalisés, en particulier ceux faisant l'objet d'un STANAG (4285, 4539, MIL110, etc...) II peut servir d'aide à la décision pour adapter le format de la transmission (débit, robustesse) aux conditions courantes de réception.20 This system can be used for practically all standardized systems, in particular those covered by a STANAG (4285, 4539, MIL110, etc ...) It can be used as a decision aid to adapt the format of transmission (speed, robustness) under current reception conditions.

2904168 10 Le procédé selon l'invention s'applique notamment pour la vérification des procédures radio des modems implémentés dans les E/R (HF, VHF, etc.) en ambiance opérationnelle. 5The method according to the invention applies in particular for checking the radio procedures of modems implemented in the I / Rs (HF, VHF, etc.) in an operational environment. 5

Claims (2)

RevendicationsClaims 1 û Système d'estimation de la qualité d'une transmission de données, ( l'entrée du système d'estimation est la même que le signal d'entrée d'un démodulateur dont on souhaite estimer la qualité de transmission), le format de la communication étant connu, le signal à estimer étant échantillonné à au moins E fois la vitesse de modulation utilisée pour la transmission caractérisé en ce qu'il comporte au moins les éléments suivants : o une mémoire de stockage du signal, o un dispositif de corrélation (300) en temps réel avec une ou plusieurs formes d'ondes connues dépendant du type de communication à estimer, le nombre de corrélateurs est égal au nombre de motifs du signal à détecter, o un dispositif (200) de reconnaissance du numéro de la séquence reconnue par le dispositif de corrélation (300), o un corrélateur (500) entre le signal mémorisé et la peine référence reconnue, o un dispositif de détection et d'affinage de la position de synchronisation et ré-échantillonnage du signal mémorisé, si un signal est détecté, o un dispositif d'interpolation (600) générant l'instant où la corrélation est maximale, o un filtre (700) fournissant dans le cas d'une détection de la pème référence, une série de Np échantillons rééchantillonnés en fonction de la position de synchronisation dn. 2 û Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (100) adapté à mettre en forme le signal d'entrée tel qu'un dispositif permettant le passage en bande de base. 3 û Système selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un corrélateur p (30p) comporte au moins les éléments suivants : 2904168 12 o une ligne à retard à prises (30p1) dont les sorties sont multipliées par les complexes conjugués des échantillons de la séquence attendue par des multiplieurs complexes (30p2), o un sommateur (30p3) pour sommer les sorties des multiplieurs dont on 5 calcule le carré du module de la sortie par un système (30p4), o un système (30p5) d'évaluation de l'énergie totale des échantillons présents dans la ligne à retard par un système classique où l'on soustrait à chaque instant d'échantillonnage le carré du module de l'échantillon sortant et ajoute le carré du module de l'échantillon entrant. 10 o la sortie de l'accumulateur est multipliée par une constante, et la sortie du dispositif (30p4) est comparée au résultat dans le comparateur (30p6) pour décider de la détection ou non de la séquence. 1 û System for estimating the quality of a data transmission, (the input of the estimation system is the same as the input signal of a demodulator whose transmission quality is to be estimated), the format of the communication being known, the signal to be estimated being sampled at at least E times the modulation speed used for the transmission, characterized in that it comprises at least the following elements: a memory for storing the signal, a device for correlation (300) in real time with one or more known waveforms depending on the type of communication to be estimated, the number of correlators is equal to the number of patterns of the signal to be detected, o a device (200) for recognizing the number of the sequence recognized by the correlation device (300), o a correlator (500) between the stored signal and the recognized reference sentence, o a device for detecting and refining the synchronization position and resampling of the stored signal é, if a signal is detected, o an interpolation device (600) generating the instant when the correlation is maximum, o a filter (700) providing in the case of detection of the pth reference, a series of Np samples resampled according to the synchronization position dn. 2 û System according to claim 1 characterized in that it comprises a device (100) adapted to shape the input signal such as a device allowing the passage in baseband. 3 û System according to claim 1 characterized in that a correlator p (30p) comprises at least the following elements: 2904168 12 o a tapped delay line (30p1) whose outputs are multiplied by the conjugate complexes of the samples of the sequence expected by complex multipliers (30p2), o an adder (30p3) to sum the outputs of the multipliers of which we calculate the square of the modulus of the output by a system (30p4), o a system (30p5) of evaluation of the total energy of the samples present in the delay line by a conventional system where one subtracts at each sampling instant the square of the modulus of the outgoing sample and adds the square of the modulus of the incoming sample. 10 where the output of the accumulator is multiplied by a constant, and the output of the device (30p4) is compared to the result in the comparator (30p6) to decide whether or not the sequence is detected. 15 4 - Procédé permettant d'estimer la qualité d'une transmission de données numériques caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : 1) corréler en temps réel le signal reçu avec au moins une forme d'onde connue et choisie en fonction du type de communication en cours, 15 4 - Method making it possible to estimate the quality of a digital data transmission characterized in that it comprises at least the following steps: 1) correlating in real time the signal received with at least one known and chosen waveform depending on the type of communication in progress, 2) si un signal est reçu, affiner la position de synchronisation, 20 2) if a signal is received, refine the synchronization position, 20 3) filtrer le signal afin d'éliminer les interférences entre symboles, 3) filter the signal in order to eliminate inter-symbol interference, 4) filtrer les échantillons reçus et calculer la somme des carrés du module des différences avec les échantillons originaux, 4) filter the received samples and calculate the sum of the squares of the modulus of differences with the original samples, 5) convertir le résultat en rapport signal/bruit, 5) convert the result into a signal / noise ratio, 6) comparer le rapport signal/bruit obtenu avec une valeur prédéterminée. 25 5 û Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'on recherche la position optimale de démodulation par interpolation. 6 -Procédé selon la revendication 4 en ce que, après l'étape 2) on ré 30 échantillonne le signal mémorisé. 2904168 13 7 ù Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'on détermine un filtre égaliseur afin d'améliorer la qualité des échantillons du signal en éliminant l'interférence entre symbole . 5 8 ù Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'après calibration en laboratoire, on établit une correspondance entre le rapport signal/bruit mesuré selon les étapes du procédé et le rapport signal/bruit pour chaque utilisation. 6) compare the signal / noise ratio obtained with a predetermined value. 5. Method according to claim 4, characterized in that the optimum demodulation position is sought by interpolation. 6 -Process according to claim 4 in that, after step 2), the stored signal is re-sampled. The method of claim 4 characterized in that an equalizer filter is determined in order to improve the quality of the samples of the signal by eliminating the inter-symbol interference. 5 8 ù The method of claim 4 characterized in that after calibration in the laboratory, a correspondence is established between the signal / noise ratio measured according to the steps of the method and the signal / noise ratio for each use.