ITU-R F 763-5 FRENCH-2005 Data transmission over HF circuits using phase shift keying or quadrature amplitude modulation《高频(HF)电路上使用相移键控或正交幅度调制的数据传输》.pdf

1、 Rec. UIT-R F.763-5 1 RECOMMANDATION UIT-R F.763-5*Transmission de donnes sur les circuits ondes dcamtriques utilisant la modulation par dplacement de phase (Question UIT-R 145/9) (1992-1994-1995-1997-1999-2005) Domaine de comptence Cette Recommandation prsente des systmes de transmission de donnes

2、sur des circuits ondes dcamtriques utilisant la modulation par dplacement de phase (MDP) ou la modulation par dplacement damplitude. LAnnexe 6 contient des informations pour des dbits binaires compris entre 3 200-12 800 bit/s. LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quil existe une

3、demande croissante en matire de transmission de donnes dbit binaire lev; b) que, pour satisfaire cette demande, on peut faire appel deux types de modems modulation par dplacement de phase (MDP), savoir les modems transmission parallle qui utilisent la tlgraphie harmonique multicanal et les modems tr

4、ansmission srie qui utilisent une seule sous-porteuse; c) quafin de compenser les effets ngatifs du milieu de transmission, on dispose, pour les deux types de modems, des techniques indiques ci-dessous: divers modes de fonctionnement en diversit double y compris des missions bande latrale unique (BL

5、U) spares ou une seule mission bandes latrales indpendantes (BLI); combinaison du codage de dtection et de correction des erreurs avec lentrelacement de temps; dbit binaire variable en vue dadapter le systme la capacit du canal radiolectrique; et, pour les modems transmission parallle seulement: pos

6、sibilit dutiliser plusieurs niveaux de diversit dans la bande; introduction de temps de garde entre les trames pour compenser la propagation par trajets multiples et la distorsion du temps de propagation de groupe. recommande 1 dutiliser de prfrence le systme dcrit dans lAnnexe 1 pour la transmissio

7、n de donnes des dbits binaires infrieurs ou gaux 2 400 bit/s utilisant des systmes multiplexage par rpartition en frquence (MRF) et MDP; 2 dutiliser de prfrence le systme dcrit dans lAnnexe 2 pour la transmission de donnes des dbits binaires infrieurs ou gaux 3 600 bit/s, avec modems utilisant la tr

8、ansmission en srie; *Cette Recommandation doit tre porte lattention de la Commission dtudes 8 des radiocommunications. 2 Rec. UIT-R F.763-5 3 de se reporter lAnnexe 3 pour des informations additionnelles concernant la MDP gnralise; 4 de se reporter lAnnexe 4 qui contient une description des systmes

9、utilisant la diversit de mode/polarisation en vue dune amlioration de la qualit de fonctionnement des systmes ondes dcamtriques utilisant la MDP; 5 dutiliser le systme dcrit dans lAnnexe 5 pour la transmission de donnes des dbits binaires infrieurs ou gaux 4 800 bit/s, avec modems utilisant la trans

10、mission en srie. 6 de doter le systme utiliser de prfrence, pour la transmission de donnes des dbits binaires compris entre 3 200 et 12 800 bit/s, avec modems utilisant la transmission en srie, des caractristiques vises lAnnexe 6. Annexe 1 Transmission de donnes 2 400/1 200/600/300/150/75 bit/s sur

11、les circuits ondes dcamtriques utilisant la tlgraphie harmonique MDP 1 Description du systme 1.1 Un terminal de rception et dmission du systme comprend: un metteur et un rcepteur dinformations numriques (par exemple un ordinateur); un modem dont la principale fonction est de convertir les informatio

12、ns numriques en informations analogiques de manire compatible avec lentre vers un metteur radiolectrique, et de convertir les informations analogiques la sortie dun rcepteur radiolectrique en donnes numriques compatibles avec lentre du rcepteur numrique. Ce modem assure aussi diverses fonctions de c

13、odage et effectue la combinaison de diversit; un quipement HF de rception et dmission reli une antenne. 1.2 Du ct mission, le train de donnes darrive 2 400 bit/s est appliqu un convertisseur srie-parallle. A intervalles de 32 bits (cest-dire toutes les 13,33 ms), le contenu de ce convertisseur est t

14、ransmis en parallle un dispositif mmoire de 32 bits, dont la sortie est connecte un modulateur MDP-4. Le modem met un signal vocal composite qui comprend une srie de 18 tonalits dans la bande 300 3 000 Hz. Seize de ces tonalits ont un espacement de 110 Hz (935 2 585 Hz) et sont modules dans le mode

15、MDP-4 CD (modulation par quadrature de phase codage diffrentiel), chacune 75 Bd, ce qui autorise un dbit binaire de 16 75 2 = 2 400 bit/s. La tonalit 605 Hz est utilise pour la correction des erreurs de frquences de bout en bout, y compris leffet Doppler. La tonalit 2 915 Hz (ou 825 Hz) est utilise

16、pour la synchronisation du systme. Le combineur en double diversit peut accepter les signaux dentre provenant soit de deux rcepteurs fonctionnant en diversit despace, de frquence ou de polarisation, soit dun seul rcepteur fonctionnant dans le mode BLI. Rec. UIT-R F.763-5 3 Lorsque le dbit binaire es

17、t un sous-multiple de la vitesse de transmission, divers modes de diversit dans la bande peuvent tre appliqus. A titre dexemple, un dbit binaire de 1 200 bit/s assure une diversit double (1 200 2), un dbit binaire de 600 bit/s, une diversit quadruple (600 4), et ainsi de suite, avec, dans tous les c

18、as, une vitesse de transmission de 2 400 bit/s. On peut donc utiliser la diversit maximale possible la fois dans la bande et entre des voies indpendantes selon le dbit binaire choisi. Les dbits binaires suivants sont prvus: 75/150/300/600/1 200 bit/s. En dehors du choix du fonctionnement avec ou san

19、s codage du dbit binaire variable et du mode en diversit, ce modem permet galement de choisir les intervalles dentrelacement, ce qui permet dtablir un systme de radiocommunication souple, comme le rsume le Tableau 1. Le signal de transmission comprend des trames dont la dure est de 13,33 ms. Cette d

20、ure comprend un temps de garde (4,2 ms), prvu pour compenser les effets de la propagation par trajets multiples. Le modem utilise deux techniques pour rduire les dgradations du signal, en particulier celles qui sont dues au bruit impulsif et aux vanouissements uniformes: le codage de correction des

21、erreurs; lentrelacement dans le temps. On utilise un type de code cyclique BCH (16,8). Les mots du code BCH sont stocks dans une mmoire pour tre extraits pendant le processus dentrelacement. Pour obtenir lentrelacement, on tient compte: du premier bit du dernier mot stock; du deuxime bit du mot (m)

22、prcdemment stock; du troisime bit du mot (2 m) prcdemment stock .; du seizime bit du mot (15 m) prcdemment stock. TABLEAU 1 Dbits binaires/modes (pouvant tre choisis indpendamment pour lmission et la rception) Modes sans codage Modes avec codage Dbit binaire (bit/s) Modes en diversit Entrelacement d

23、e temps Etalement disponible Modes en diversit supplmentaires Dans la bande Voie Total (metteur et rcepteur) (s) Dans la bande Voie Total 2 400 2 2 1 200 2 2 4 0-12,8 2 2 600 4 2 8 0-25,6 2 2 4 300 8 2 16 0-51,2 4 2 8 150 16 2 32 0-102,5 8 2 16 75 0-205 16 2 32 4 Rec. UIT-R F.763-5 Le niveau dentrel

24、acement (mots de code m) peut tre choisi daprs les conditions de propagation du trajet radiolectrique entre 0 (pas dentrelacement), 1, 2, 4, 8, 16, 32 ou 64, ce qui correspond pour la rception des donnes une gamme de temps de propagation allant de quelques millisecondes plusieurs dizaines de seconde

25、s. Etant donn que les bits errons nappartiennent pas au mme mot cod, on obtient une meilleure protection contre les paquets derreurs. Dans la Fig. 1, on a reprsent les performances du modem en prsence dun bruit gaussien, savoir la probabilit des erreurs, Pe, en fonction du rapport signal/bruit, S/N,

26、 dans les modes avec codage ou sans codage, dans une largeur de bande de 250 3 000 Hz. Les effets du codage deviennent importants pour les valeurs leves du rapport S/N. Les courbes ont t obtenues avec un montage dessai exprimental dans lequel le modem tait aliment par une squence dessai pour produir

27、e les tonalits audiofrquence. La sortie du modem a t additionne au bruit gaussien, filtre et applique lentre de rception dun autre modem la sortie duquel la squence dessai a t extraite, puis introduite dans un analyseur derreur de donnes pour permettre la dtermination du taux derreur binaire (TEB).

28、La Fig. 2 indique les rsultats dune simulation par ordinateur de la qualit de fonctionnement du modem dans une voie avec vanouissement. On a simul une voie avec vanouissement dans laquelle deux trajets de mme amplitude transmettent des signaux spars par un temps de propagation par trajets multiples

29、de 1 ms et diffrant en frquence de 1 Hz, afin dobtenir des vanouissements dans toute la bande passante et non certaines frquences fixes. Dans la Fig. 2, on peut voir que les performances sont amliores par lutilisation dune combinaison des divers types de techniques de diversit (dans la bande et hors

30、 bande), de codage de correction des erreurs et dentrelacement pour des dbits de 600, 1 200 et 2 400 bit/s. Le modem est actuellement employ titre exprimental dans une liaison en ondes dcamtriques entre deux stations radiolectriques en Italie centrale et du sud, distantes denviron 800 km (500 miles)

31、. 1.3 Lquipement RF effectue, lmission, les oprations relatives la modulation des voies et produit une mission ayant des caractristiques de frquence RF et de puissance appropries. Les oprations inverses relatives la conversion de frquence sont effectues la rception de manire obtenir le signal audiof

32、rquence composite transmettre au modem. Lquipement RF a les caractristiques particulires suivantes: gigue de phase: infrieure 5 pour un intervalle de temps de 10 ms (100 chantillons); distorsion de temps de propagation de groupe: 500 s lmission, 500 s la rception; intermodulation: 36 dB en dessous d

33、e la puissance de crte. Rec. UIT-R F.763-5 5 6 Rec. UIT-R F.763-5 Rec. UIT-R F.763-5 7 Annexe 2 Transmission de donnes des dbits binaires gaux ou infrieurs 3 600 bit/s sur circuits ondes dcamtriques quips de modems transmission en srie 1 Observations gnrales Le modem permet la transmission de donnes

34、 dans un canal en ondes dcamtriques large de 3 kHz. Il reoit et reconstitue des donnes numriques transmises des dbits gaux ou infrieurs 3 600 bit/s et gnre un signal audiofrquence analogique dans la bande audio 300-3 300 Hz. Le modem incorpore une protection contre les effets de la propagation par t

35、rajets multiples, leffet Doppler et les vanouissements. 2 Modes de fonctionnement du modem Les modes de fonctionnement possibles sont au nombre de trois. 2.1 Mode semi-duplex avec correction derreur directe (CED) 2.1.1 Les caractristiques de ce mode sont les suivantes: modulation MDP-M (M = 2, 4, 8)

36、 2 400 Bd; dbit binaire dutilisateur de 75, 150, 300, 600, 1 200, 2 400 ou 3 600 bit/s (tous les dbits binaires ne sont pas disponibles avec toutes les formes donde); et trames comprenant 256 symboles moduls (dont 128 sont des symboles dutilisateur), soit une priode de 106,6 ms. 2.1.2 Un change de d

37、onnes se compose de trois phases: prambule, trafic et fin de transmission: La phase prambule permet au modem appel de dtecter lappel et de recevoir les paramtres techniques (codage, entrelacement, dbit des donnes, modulation) dont il a besoin pour la suite de la transmission. La phase trafic contien

38、t les donnes transmettre. La phase fin de transmission permet au modem appel de dtecter un mot de fin de message, pour librer la liaison et revenir ltat dattente de trafic. La fin de la transmission intervient lorsque le modem appelant met des trames de raccrochage. Ces trames sont semblables aux tr

39、ames du prambule, avec cette diffrence quelles comprennent un bit qui contient linformation de raccrochage. 8 Rec. UIT-R F.763-5 2.1.3 Les fonctions excutes sont les suivantes: Emission: codage et entrelacement des donnes; mise en trame et modulation; transmission du signal audiofrquence; Rception:

40、rception du signal audiofrquence; dtection de la synchronisation; dmodulation du signal reu; dsentrelacement et dcodage des donnes. 2.2 Mode duplex CED Ce mode reprsente lquivalent de deux liaisons CED semi-duplex indpendantes. Dans chaque sens de transmission, il y a mission dun prambule, suivi des

41、 donnes et dun mot de fin de message, tous ces lments tant reconnus par le modem appel. Comme dans le mode CED semi-duplex, le prambule spcifie les paramtres techniques qui viennent la suite. 2.3 Mode avec correction derreurs avec circuit de retour (ARQ) 2.3.1 Les caractristiques de ce mode sont les

42、 suivantes: modulation MDP-M (M = 2, 4, 8) 2 400 Bd; dbit binaire dutilisateur de 600, 1 200, 1 800 ou 2 400 bit/s (tous les dbits binaires ne sont pas disponibles avec toutes les formes donde); et trames comprenant 256 symboles moduls (dont 128 sont des symboles dutilisateur), soit une priode de 10

43、6,6 ms. 2.3.2 Le mode ARQ est un mode de transmission de donnes fonctionnant avec rptition slective par bloc. Les donnes transmettre sont fractionnes en blocs qui correspondent chacun une trame du modem. Le modem appelant envoie une hypertrame de N blocs (N a une valeur nominale de 64, mais peut pre

44、ndre une valeur plus petite pendant la transmission des dernires donnes); ensuite, le modem appelant attend que le modem appel accuse rception de lhypertrame. Si des blocs nont pas t reus correctement, ils sont retransmis dans lhypertrame suivante, laquelle est complte de nouveaux blocs. Les phases

45、de ce mode de fonctionnement sont ltablissement de la communication (connexion), la transmission des donnes et la fin de la transmission (dconnexion). De plus, le mode ARQ permet les fonctions suivantes: dconnexion temporaire, commutation entre appelant et appel, contrle de flux et rgulation adaptat

46、ive de la puissance, du dbit des donnes et de la frquence. Rec. UIT-R F.763-5 9 Le mode ARQ se compose par consquent de deux phases distinctes: une phase mission (mission dune hypertrame lextrmit appelante, et dun accus de rception lextrmit appele) et une phase rception (rception dun accus de rcepti

47、on lextrmit appelante et dune hypertrame lextrmit appele). 2.3.3 Rgulation adaptative 2.3.3.1 Le mode ARQ permet la rgulation adaptative de la puissance, du dbit des donnes et de la frquence. Parmi ces oprations, seule la rgulation adaptative du dbit des donnes est gre intgralement par le modem. Dans le cas de la puissance, le modem indique au systme ladaptation effectuer et continue lmission; pour l