Gerard Maral

Digital PCM Bit Synchronizer and Detector

This paper presents a theoretical analysis supported by practical measurements of a digital self-bit synchronizer and detector. This synchronizer is based on the generation of spectral line components by nonlinear filtering of the received bit stream, and extracting the line by a digital phase-locked loop (PLL). Data detection is realized by a digital matched filter (DMF). The interesting features of this realization are the short acquisition time and the all-digital structure.

Adaptativité de charges utiles pour satellites multifaisceaux par reconfiguration de couverture

This paper presents a set of algorithms aiming at the reconfiguration of a multibeam satellite coverage by control of the beam forming networks. Two kinds of algorithm are studied : one for the satellite gain management and the other for channels to beam allocation. The reconfigurable system is compared to a fixed coverage one using a switching matrix for the allocation of satellite channels to beams. It is shown that for short time communications (typically 100 ms) the reconfigurable system, offers, with the same antenna size, a dramatic increase in terms of the number of potential customers while maintaining a service quality comparable to that offered by the fixed coverage system using a switching matrix for the allocation of satellite channels to beams. The service quality is described here by two parameters : waiting time and blocking probability. However for communications with longer duration (typically several minutes) the degradation is unbearable.RésuméCet article présente un ensemble ď algorithmes utilisables pour la reconfiguration de couverture ďun satellite multifaisceaux par commande des formateurs de faisceaux de ľantenne. Deux types ďalgorithme sont présentés : le premier gère la ressource gain de manière à garantir la qualité minimale requise sur la liaison, le second permet ďaffecter à la demande la capacité de traitement embarquée c’ est-à-dire les canaux de communication du satellite. Le système à reconfiguration de couverture (formateurs de faisceaux variables) est comparé à un systéme à couverture non reconfigurable (formateurs de faisceaux fixes) mais disposant ďune matrice de réaffectation des canaux entre les faisceaux. Il est montré, dans le contexte ďun service à courte durée de communication (100 ms), que le systéme à reconfiguration de couverture permet de desservir un nombre ďusagers beaucoup plus important que le systéme à formateurs de faisceaux fixes utilisant une matrice de réaffectation des canaux entre les faisceaux tout en offrant une qualité de service équivalente, en terme de temps ď attente pour ľallocation de ressource, ou de probabilité de blocage. Par contre pour des services è durée de communication plus élevée (quelques minutes) la dégradation de la qualité de service est excessive.

Caractérisation expérimentale des boucles numériques à verrouillage de phase en présence de bruit

AnalyseCet article présente une étude expérimentale des boucles numériques à verrouillage de phase dont la modélisation a été proposée dans un article antérieur. Le modèle proposé à l’époque a servi de guide à la réalisation d’une maquette à laquelle a été associé un banc de mesures automatique. Les résultats présentés ici concernent les performances en phase d’acquisition et de poursuite, en l’absence et en présence de bruit, d’un signal sinusoïdal par des boucles numériques du premier et du deuxième ordre ou incluant un filtre séquentiel. Le traitement du signal par la boucle est entièrement numérique. La concordance de certains résultats avec ceux prédits par l’analyse théorique constitue en soi une validation expérimentale du modèle proposé. Mais l’étude expérimentale qui fait l’objet du présent article a aussi permis d’établir un ensemble de résultats originaux non accessibles par la théorie, tels que: l’effet des limitations liées aux performances des composants, la plage d’acquisition en présence de bruit, et la distribution du temps d’acquisition. Enfin, cette étude expérimentale élargit l’exploration au domaine des boucles du deuxième ordre.AbstractThis paper presents experimental results for digital phase locked loops (DPLL), as obtained from a setup designed according to a previously proposed modélisation of DPLLs An automatic test bed has been implemented. Results concern both acquisition and tracking of a sine wave, with and without noise, by either first order or second order loops, or loops including a sequential filter. Close agreement between experimental results and theoretical ones, when available, indicate correct design and functionning of the setup and test-bed. Moreover, results not available from theory are provided, such as: influence of real components on performance, acquisition range for noisy input signal, distribution of the acquisition time. Finally, this experimental study delivers results for second order loops.

Étude théorique et expérimentale d’un synchronisateur primaire numérique pour signaux MIC

AnalyseLe synchronisateur primaire sert dans une chaîne de transmission de données par satellite à restituer le rythme numérique et à décider des symboles contenus dans le messagemictransmis. L’étude théorique et expérimentale d’un synchronisateur primaire entièrement numérique réalisé avec des circuits logiques standard est présentée. Ce synchronisateur fournit à partir du signalmicéchantillonné une raie discrète de fréquence double du rythme numérique. Cette raie est isolée par une boucle d’asservissement de phase numérique qui commande un filtre adapté numérique. Les résultats théoriques et expérimentaux montrent un temps moyen d’acquisition très court, de l’ordre de 4 à 5 symboles, et une dégradation inférieure à 2 dB pour un domaine E/N0 compris entre +2 dB et +12 dB.AbstractBit synchronizers are used in satellite data communications systems to restore the data rate. They provide means to data detection. The paper concerns the theoretical analysis supported by the simulation and the pratical measurements of a digital self bit synchronizer implemented with standartttllogic. This self bit synchronizer is composed of a non linear element which delivers from the sampled and quantizedpcmsignal a spectral line at frequency twice the data rate. This spectral line is filtered by a digital phase locked loop and is used to drive a digital matched filter data detector. Theoretical and experimental results show a very small mean acquisition time (about 4 or 5 bit duration) and a degradation lower than 2 dB forsnrranging from +2 dB to +12 dB.