LU81648A1 - Filtre numerique transversal a domaine de temps - Google Patents
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Description
' f < \ „
j a—ï AND -DUCHÉ DE LUXEMBOURG
Brevet N®...............Q ....|......O- * f ^ du -----------5...SEP.TEMBKE....19.Z9 Monsieur le Ministre de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes
Titre délivré : ___________________________________ 3»· Yrfr
Service de la Propriété Industrielle
~ ëM LUXEMBOURG
/fyC. Ç? ÀM - J- 0 a Demande de Brevet d’invention b, S, Yv I. Requête
La-.-Société...Anonyme...dite....:....nOMPAGNIE...IM)US!IEIELLE....DES....!IÎELEGOMMIMXGATXQNS.............(1) GIT~_ALCATEL,.....12.,.....me....dü..la.J.ay]ie...-....Z5.Q0.a..PAEIS.+....EEÄt;iCE.,.....rep.ri5.enté.e....par.....................
M0DSisi^..J.S.ærPml....EIPPmïER,.....Résidenc.e....YAL..Srffi....CBQIX,.....2-.4...Ané.e....Lé.QR.QM.........(2) J^ébel..iUXEMB01IRG^....agissant...œ...quali.té....de...mandatair.e.-.....................................—..........................................
/λ tnf aépose— ce Ginq....Sep.tembre...Mil..l'ieu£...Cent-Soixante-.Dix-Iieuf....................................(3) à 'U.z.......................heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un brevet d’invention concernant : — -------------------------------------------------------------------------------------- (4) EXLTRE...MJMERXQUE... !TRANSVERSJ^..A...:^^----------------------------------------------------------------------------------------------- déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur(s) est (sont) :
Michel...lPZY......Ingénieur,.............3.8., öje...J.ean...Za.y...................................................................................................................(5) ..........................................................................................913Q0....MASSY.,....EEÄNGE________________________________________________________________________________________________________________ 2. la délégation de pouvoir, datée de..............PARIS....................................... le ..24....I.LGLIÜT....19.Z9.----------- 3. la description en langue .ErançaîS.e................................................. de l’invention en deux exemplaires ; 4. uns..................... planche?' de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le .......C.inq....S.ep.temhre...Mil....Eieui'....Cent....Soixante...nix...Ifeuf...-...............................................................................................
revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6)......BREVET...................................................................déposée(s) en (7).....ERÂNCE.......................................................................-...................................
le 8...SEP.IEMBHE....19.33.., sous...le...M°....7.8...25....839..................................................................................—.................................(8) » ............................................................................................................................................................................................................................................................................
au nom de -la-demaîade-pesse.......................................................................................................................-....................................................................
élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................
Résidence....VAL....STE....CROIX,.....2-4-Allée.-Léopol4-Go©bel·......................................................-.................................... d°) sollicite la délivrance d’un brevet d’invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, — mœe-ajoumement de cette délivrance à ...................SIX..................mois.
Le..................—........ , ...........................................................
__________i- H. Procès-verbal de Dépôt
La susdite demande de brevet d’invention a été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du :
R SEPTEMBRE 1 Q7Q
Pr. l&JÆimstre à ..........heures / ^ / de l’Économie Nationale kjjes Classes Moyennes, fi : W ~rd‘ HC-if (| «..4/ jfa A 68007 V% j§·/ [J / — --V :· itt---:-L-4-;- /it ιιΤη,Μ awi J8m V«iW ί» n liait .<<«iVW'Afcaw ta non · « oeiceant an mioTit Ha tnendotairo f V\ data Hli » .. · Λ JB/FG/NV F0 11358 CIT-ALCATEL/T 1 pl.
^ . Revendication de la Priorité d'une demande de brevet déposée en FRAtîCE,
Cj ^ v* le 8 SEPTEMBRE 1978, sous le N° 78 25 839.
- —-——-
BREVET D'INVENTION
FILTRE NUMERIQUE TRANSVERSAL A DOMAINE DE TEMPS Invention de Michel LEVY
%
Société Anonyme dite
COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCATEL
La présente invention concerne la technique du filtrage des signaux électriques et plus particulièrement celle des filtres numériques transversaux à domaine de temps.
, Un filtre numérique transversal à domaine de temps est en 5 général constitué par un échantillonneur recevant un signal d'entrée x(t), fonctionnant à une cadence 1/T et fournissant des échantillons x(m), et par un organe de calcul transformant les échantillons x(m) en échantillons y(m) par la relation 10 y(m) = a(k) x (m-k) 2.
k étant un entier et a(k) des coefficients réels de pondération.
L'organe de calcul est souvent assimilé pour la partie non • recursive à un circuit formé : d'une ligne à retard à prises inter médiaire qui est connectée à la sortie de 1'échantillonneur et dans 5 laquelle les échantillons x(m) progressent d'une prise à l'autre à la cadence d'échantillonnage 1/T, de circuits multiplicateurs qui sont connectés à l'entrée, aux prises intermédiaires et à la sortie de la ligne à retard et qui affectent de coefficients de pondération les échantillons disponibles sur lesdites entrées, prises intermédiaire » 10 et sortie, et d'un circuit de sommation additionnant les échantillons pondérés du signal d'entrée disponibles en sortie des circuits multiplicateurs et fournissant les échantillons du signal de sortie.
La présente invention a pour but un filtre numérique transversal à domaine de temps utilisant à la fois un signal d'entrée et sa transformée 15 de Hilbert.
Le filtre numérique objet de l'invention comporte deux échantil-lonneurs qui reçoivent l'un, un signal x(t), l'autre un signal x(t) transformé de Hilbert du signal x(t), qui fonctionnent en synchronisme à la cadence d'échantillonnage 1/T et qui fournissent l'un des échan-20 tillons x(m), l'autre des échantillons x(m) et un organe de calcul transformant les couples d'échantillons (x(m),x(m)) en échantillons y(m) par la relation : y(m) =ΣΓb(k) x(m-2k) + c(k) x(ra-2k) k k étant un entier et b(k) et c(k) des coefficients réels de 25 pondération.
L'organe de calcul peut être assimilé à un circuit comportant : une première ligne à retard à prises intermédiaires qui est connectée à la suite de 1'échantillonneur recevant le signal x(t) et dans laquelle * .
3.
les échantillons x(m) progressent d’une prise à l’autre à une cadence 1/2T moitié de celle d’échantillonnage, un échantillon étant stocké entre chaque prise, une deuxième ligne à retard identique à la première connectée à la suite de l'échantillonneur recevant le signal x(t), 5 des circuits multiplicateurs qui sont connectés aux entrées, prises intermédiaires et sorties des lignes à retard et qui affectent de coefficients de pondération les échantillons disponibles sur lesdites entrées prises intermédiaires et sortie, et d’un circuit de sommation qui est connecté aux sorties des circuits multiplicateurs, qui additionne 10 les échantillons pondérés et qui fournit les échantillons de sortie.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des revendications jointes et de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d’exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel la figure 1 représente le schéma d’un 15 filtre numérique transversal non recursif à domaine de temps de l’art antérieur et la figure 2 un filtre numérique transversal non recursif à domaine de temps selon l'invention.
Le filtre numérique transversal non recursif à domaine de temps de l'art antérieur représenté à la figure 1 comporte, de manière ‘ 20 classique, un échantillonner 1 qui est connecté en entrée et qui délivre à intervalles réguliers T des échantillons x(m) du signal d'entrée x(t), une ligne à retard 2 à prises intermédiaires qui est connectée à la sortie de l’échantillonneur 1 et dans laquelle les échantillons successifs ^x(m) ,x(m-1 ),.. .x(m-2N)^ progressent d'une 25 prise à l'autre à la cadence 1/T, des circuits multiplicateurs 3 qui sont connectés à l'entrée, aux prises intermédiaires et à la sortie de la ligne à retard 2 et qui délivrent à leurs sorties les échantillons I * du signal d'entrée affectés de coefficients de pondération ^a(o), a(1),..M a(2N)^t un circuit de sommation 4 qui délivre les échantillons y(m) du signal de sortie. Les échantillons y(m) répondent à la relation :
2N
5 y(m) = a(k) x(m-k) k o k étant un entier et a(k) des coefficients de pondération réels.
Lorsque l'on suppose que le filtre est de longueur infinie, on peut écrire cette relation sous la forme 10 y(m) =*>_ a(k) x(m-k) k
Cette relation montre, comme cela est bien connu, qu'un filtre transversal à domaine de temps de longueur infinie effectue une corrélation entre les échantillons x(m) de la fonction x(t) et ceux a(m) de sa réponse impulsionnelle. Le filtre est déterminé à partir des coeffi-15 cients a(m) qui peuvent servir à définir une fonction a(t) à spectre borné ["-1/2T, 1/2T : a(t) -ΣΖ. a<») ?ln (t-mî·^ m ('f’VTKt-mT) qui sera utilisée par la suite et que l'on appelle ici réponse impulsionnelle analogique du filtre. Ses échantillons a(kT) déterminent les 20 coefficients du filtre.
La figure 2 représente le schéma d'un filtre numérique transversal non récursif à domaine de temps selon l'invention. Ce filtre comporte : J * 5.
- deux éehantillonneurs 5 et 6 qui reçoivent l’un 5 un signal d'entrée x(t) et l'autre 6 la transformée de Hilbert x(t) du signal d'entrée x(t), qui fonctionnent en synchronisme à la cadence 1/T et qui délivrent l'un 5 des échantillons x(m) l'autre 6 des échantil- 5 Ions x(m), - une première ligne à retard 7 à prises intermédiaires, qui est connectée à la sortie de 1'échantillonneur 5 et dans laquelle les échantillons x(m) progressent d'une prise à l'autre à la cadence 1/2T moitié de celle d'échantillonnage, un échantillon x(m) étant stocké 10 entre chaque prise, - une deuxième ligne à retard 8 identique à la première, qui est connectée à la sortie de 1'échantillonneur 6 et dans laquelle les échantillons x(m) progressent d'une prise à l'autre à la cadence 1/2T moitié de celle d'échantillonnage, un échantillon x(m) étant stocké 15 entre chaque prise, - des circuits multiplicateurs 9,10 qui sont connectés à l'entrée, aux prises intermédiaires et à la sortie les uns 9 de la première ligne à retard 7 et les autres 10 de la deuxième ligne à retard 8 et qui délivrent les uns 9 les échantillons du signal d'entrée x(t) 20 affectés de coefficients de pondération ^b(o), b(2), b(4),....,b(2N)^ les autres 10 des échantillons du signal x(t), transformée de Hilbert du signal x(t), affectés de coefficients de pondération ^c(o), c(2),..., c(2N)j - et un circuit sommateur 11 qui est connecté aux sorties 25 des circuits multiplicateurs, qui additionne les signaux de sortie des circuits multiplicateurs 9 et 10 et qui délivre les échantillons y(m) du signal de sortie.
1 . ’ · 6.
Les échantillons y(m) du signal de sortie sont définis à partir des échantillons x(m) du signal d'entrée x(t) et x(m) du signal x(t), transformée de Hilbert du signal x(t), par la relation :
N
y(m) = b(2k) x (m-2k) + c(2k) x (m-2k) k o 5 k étant un entier et b(2k), c(2k) des coefficients de pondé ration réels.
Les lignes à retard 7 et 8 peuvent être constituées par des lignes à retard identiques à celle 2 du filtre représenté à la figure 1 dont on n'utilise qu'une prise sur deux.
10 Les coefficients du filtre selon l'invention peuvent, de manière analogue à ceux du filtre représenté à la figure 1, être déterminés à partir de la réponse impulsionnelle analogique précédemment définie. Pour le montrer il suffit de remarquer que les deux filtres, celui représenté à la figure 1 et celui représenté à la figure 2, étant 15 supposés de longueurs infinies peuvent donner le même signal de sortie si certaines relations sont vérifiées entre leurs coefficients de pondération.
La relation définissant les échantillons de sortie du filtre représenté à la figure 1 supposé de longueur infinie : +oo 20 y(m) = a(k) x (m-k) k -«a* peut s1écrire en séparant les indices pairs et impairs y(m) = _ a(2p+1) x (m-2p-1) + a(2p) x (m-2p) P — oo » J 1 λ 7.
D’après le théorème d'échantillonnage, les échantillons x(m) définissent sans ambiguité le signal réel x' (t) à spectre limité £/2T, 1/2tJ répondant à la relation :
x.(t)=2Z siaJÆlKksrJ
m C^Ht-mT) 5 De même les échantillons x(m) définissent sans ambiguité le signal réel x’(t) à spectre limité jj-1/2T,1/2t], transformée de Hilbert . du signal x’(t), répondant à la relation : a»(t) = m (1l7T)(t-mT)
Or on montre que le signal analytique X’(t) correspondant 10 au signal réel à spectre borné x’(t) : X’(t) = x'(t) + j x’(t) dont le spectre est limité à l'intervalle [θ,1/2τ| est parfaitement défini par les couples d'échantillons ( x'(2KT), x(2KT)) qui ne sont autres que (x(2m), x(2m)) et que les échantillons x(m) et x(m) sont 15 liés par les relations : (2) x(m) --1 TZ iisttsül et î(a) .J è 2<2i2i±Ü ** i -9· 2i+1 w i - 2i+1
Pour la démonstration de ces propriétés on peut se référer à l'article de J.OSWALD intitulé "les signaux à spectre limité et * 1 8.
leurs transformations" paru dans la revue "Cables et transmission" 4e année juillet 1950.
Les relations (2) permettent d’exprimer les échantillons x(m-2p-1) en fonction des échantillons x(m) : 5 x(m-2p-1)«|ζίΓ S(m-2P-U2l4,1) 1* i -o- 2i+1
La relation (1) devient alors (3) y(m) = 7 - i a(2p+1) + VZ, a(2p) x (m-2p) p -»> \ i -oo 1Γ 2i+1 / p -<«
Bn changeant dans la première partie de la relation (3) l’indice p par l’indice u défini par la relation : 10 u = p-i on obtient J \ (4) y(m) =2^ jâ ~ a.(.^+2,è+1 ) £ (m-2u)} + a<2P) x (m"2P) u*. oa^ i -τβ 2i+1 J p - ç>a * En considérant comme précédemment les a(m) comme les échantillons à intervalles réguliers T de la fonction a(t) à spectre borné on peut 15 définir des coefficients â(m) comme étant les échantillons à intervalles réguliers T de la fonction â(t) transformée de Hilbert de la fonction a(t) et on a par application des relations(2):
â(2u) = -J, Y* a(2u±jj±U
" i -<** 2i + 1 9.
’ · .* *
La relation (4) devient alors +v» y(m) = 7* a(2p) x (m-2p) - 7^,-7 â(2u) x (m-2u)
P - — U --SO
On retrouve l'expression du signal de sortie du filtre de la figure 2 supposé de longueur infinie en posant : 5 \b(2p) = a(2p) (c(2p) = -â(2p) = L· lÈî· &-2ρ+21+1 ' * i 2i+1 «
Ces relations montrent que les coefficients b(2p) peuvent être considérés comme les échantillons a(2pT) de la réponse impulsionnelle analogique a(t) tandis que les coefficients c(2pT) peuvent être considérés 10 comme les opposés des échantillons â(2pT) de la transformée de Hilbert de la fonction a(t). Elles donnent en outre une méthode simple de détermination des coefficients de pondération du filtre représenté sur la figure 2 à partir de ceux du filtre représenté sur la figure 1.
Le filtre que l'on vient de décrire relativement à la figure 2 15 présente une structure mieux adaptée que celle du filtre de l'art * antérieur représenté à la figure 1 dans les cas où une information commune doit être tirée d'un signal x(t) et de sa transformée de Hilbert par exemple dans les systèmes de transmission en modulation d'amplitude à bande latérale unique.
20 On peut, sans sortir du cadre de l'invention modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents.
. On peut notamment compléter le filtre transversal selon l'invention par une partie récursive classique.
Claims (1)
- 2. Filtre selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe de calcul comporte : - une première ligne à retard (7) à prises intermédiaires qui est connectée à la sortie du premier échantillonneur (5) et dans laquelle les échantillons x(m) progressent d'une prise à l'autre à une cadence 1/2T moitié de celle d'échantillonnage, un échantillon x(m) étant stocké entre chaque prise, - une deuxième ligne à retard (8) identique à la première(7), qui est connectée à la sortie du deuxième échantillonneur (6) et dans laquelle les échantillons x(m) progressent d'une prise à l'autre à une cadence 1/2T moitié de celle d'échantillonnage, un échantillon x(m) » étant stocké entre chaque prise, 11. '· ·* * * * - des circuits multiplicateurs (9,10) qui sont connectés les premiers (9) à l'entrée, aux prises intermédiaires et à la sortie de la première * ligne à retard (7) et les deuxièmes (10) à l'entrée, aux prises intermé diaires et à la sortie de la deuxième ligne à retard (8) et qui délivrent les premiers (9) des échantillons du signal d'entrée x(t) affectés de coefficients de pondération (b(o), b(2), b(4),....b(2N)) et les deuxièmes (10) des échantillons du signal x(t) transformé de Hilbert du signal d'entrée x(t) affectés de coefficients de pondération (c(o},c(2),c(4),....,c(2N)), c - et un circuit de sommation (11) qui est connecté aux sorties du circuit multiplicateur et qui délivre les échantillons y(m) du signal de sortie. F. ^eqewM
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