La Philosophie des Modes Fuzzy

Traduction française de Pascal BIMAS F1ULT de la page Fuzzy Modes Philosophy de ZL1BPU.

"L’homme est encore le plus extraordinaire de tous les ordinateurs."

J. F. KennedyMai 1963

La philosophie derrière la transmission et la réception
du texte, c’est qu’il est directement interprétable par l’homme.

Ces dernières années, il y a eu des exemples d’équipements électroniques (notamment des applications ménagères) qui fournissaient des simulations digitales du monde naturel de l’analogique. Cette technique a donné le nom "Fuzzy Logic". Bien qu’il existe une étude entière d’ingénierie en logique de contrôle  , en réalité tout ce que cela veut dire pour vous et moi est que le monde analogique naturel est proposé de manière fonctionnelle et qu’un choix d’entrées ou de sorties qui, tout en restant de nature digitale, a des différences si fines entre les états que l’apparence analogique est maintenue. J’ai emprunté ce terme "" pour l’appliquer aux modes textes et graphiques lisibles par l’homme, où nous explorons l’interaction humaine avec le monde des communications digitales.

De nos jours, les modes digitaux sont partout, des téléphones cellulaires GSM à la télé numérique et le packet radio. En dépit de cette tendance à augmenter le digital dans les modes radio, on peur raisonnablement affirmer que :

• La plupart des modes phonies sont par nature analogiques - AM, FM, SSB - et interprétables par l’homme,

• La plupart des modes graphiques sont aussi analogiques - TV, SSTV, fac-similé - et interprétables par l’homme,

• La plupart des modes textes sont digitaux - RTTY, TOR, AX25 - et ne sont pas interprétables par l’homme.

Il existe cependant un petit mais brave groupe de modes (que nous appèlerons modes "") qui sont interprétables par l’homme et qui ne rentrent pas dans ces catégories. Par exemple :

• Les transmissions Morse, tout en étant digital puisque manipulé en tout ou rien, sont analogiques en durée et interprétables par l’homme ;

• Le Hellschreiber, tout en étant un mode texte généré par un ordinateur ou une machine, est un mode analogique interprétable par l’homme.

Il est important de reconnaître que le cerveau humain, aidé de la vue, de l’ouïe, et des autres sens, forme un système de traitement du signal le plus incroyable, en avance de loin par rapport à ce que l’homme a déjà inventé (d’où la citation de JFK, ci-dessus). Dans le contexte de la réception radio de texte et de graphiques non codés, l’ordinateur humain est le système de traitement central qui est essentiel à la réussite de la technique. Durant la réception des modes , le processeur humain est utilisé pour :

• L’acquisition des données,

• Le stockage des données,

• Le filtrage et la réjection du signal et l’élimination du bruit,

• La corrélation, la détection et l’intégration,

• La reconnaissance du modèle,

• La réjection et la correction des erreurs,

• La reconnaissance du texte basée sur le contexte,

• La traduction en langage.

L’unique assistance qu’ait simplement besoin l’homme est la démodulation du signal radio et la présentation des données pour l’acquisition. Bien que les modes nécessitant une interprétation humaine nécessitent qu’une personne soit disponible pour accomplir cette tâche, les résultats ont valent bien la peine puisque les performances qui en résultent, particulièrement avec des transmissions bruyantes, sont remarquables. De toute évidence les modes interprétables par l’homme ont tendance à être lents puisqu’on attend que le processeur humain accomplisse toutes les taches ci-dessus simultanément en temps réel!

Maintenant nous sommes au point où nous pouvons définir les spécifications pour qu’un mode soit dit .Il est important que, pour les performances humaines soient les plus grandes, aucun traitement électronique des données qui pourrait altérer les résultats ne soit mis en oeuvre antérieurement avant d’entrer dans le processeur de signal humain. Ceci nous amène à établir un résumé des spécifications pour un système vraiment fuzzy.

CODAGE

Le RTTY, l’ASCII, le packet et d’autres modes digitaux sont des transmissions codées. En d’autres termes, chaque caractère est représenté par un code pour la transmission et il est décodé à la réception. Cela conduit à une amélioration significative en efficacité et cela supprime la redondance intégrée dans toute méthode qui tente d’envoyer du texte ou des graphismes sans codage. Malheureusement les systèmes codés sont sérieusement affectés par le bruit - un bit reçu en erreur provoquera l’impression d’un caractère complètement différent. Un problème supplémentaire avec les modes codés est que le synchronisme ou l’identification de l’espace entre les caractères ou les bits sont aussi codés et qu’une erreur dans un bit de synchronisation a de graves conséquences - Plusieurs caractères suivants seront interprétés de manière incorrecte jusqu’à ce que le synchronisme soit réacquis. Le RTTY et d’autres modes avec des bits de démarrage et d'arrêt souffrent aussi de la perte du synchronisme lorsqu’un bit de start est par exemple endommagé.

Par définition, les modes  ne sont pas codés. Toute donnée erronée causera un léger défaut, mais ne pourra pas changer le caractère en un autre caractère. Dans d’autres mots, les modes  visuels sont des modes à impression directe. De plus, aucune information de synchronisme ou codée pour les bits de start-stop ne peut être utilisée par un  mode vraiment Fuzzy. En général, les modes  sont conçus pour ne pas être synchrones ou pour être opérés with free-running timing (ce que nous appèlerons "quasi-synchrones").

Entre parenthèses, du point de vue des modes , le Morse est considéré comme n’étant pas codé. Et ceci parce que (pour les opérateurs expérimentés au moins), le Morse représente un langage naturel donc il est interprétable directement par l’homme et, par conséquent, c’est un véritable mode .

QUAND

Les modes digitaux sont conçus pour échantillonner les données entrantes d’une manière synchrone - généralement au centre de chaque bit de donnée. Même si certaines techniques échantillonnent chaque bit de donnée plusieurs fois pendant la durée du bit de donnée, et décident alors de la nature de ce bit de donnée, le processus est encore à la merci des retards de l’arrivé des signaux. La plus grosse source d’erreurs du délai d’arrivé sur un signal radio reçu est de loin l’ionosphère. Des variations des délais à cause des changements des moments d’arrivée dépassant les 10ms ne sont pas inhabituel, représentant un changement dans la longueur du trajet d’environ 3 000 km.

Les modes  échantillonnent les données entrantes d’une manière non-synchrone. L’équipement fournit (pour le traitement par l’homme) ce qui est présent quand cela arrive. En termes d’analogique, c’est simple. Dans des systèmes digitaux, le mieux est que cela soit fait par suréchantillonnage, en d’autres mots l’échantillonnage des données est beaucoup plus rapide que c’est nécessaire pour définir chaque élément. Le suréchantillonnage est une technique importante en HF où les bits de données peuvent arriver à des moments différents à cause des effets de la propagation ionosphérique. Aucun échantillonnage sur la synchronisation du débit des données n’est employé.

COMMENT

Les modes digitaux sont caractérisés par leur nature tout ou rien. Les bits de données sont soit 0 ou soit 1 – il n’y a pas de place pour un peut-être. En conséquence, il se peut que des bits soient erronés. Certains modes digitaux (par exemple le PacTOR) utilisent une technique selon laquelle des échantillons analogiques sont pris et corrélés jusqu’à ce que le checksum convienne mais le processus est finalement encore digital parce que le checksum nécessite qu’un message digital précis soit reçu correctement et que la sortie du corrélateur ait un message digital.

Par opposition, les équipements pour les modes  ne devraient pas décider quelle donnée est présente - ils devraient afficher ou présenter la probabilité qu’une donnée soit présente. Pour les modes visuels, la meilleure façon de le faire est d’afficher la probabilité comme sa valeur sur une échelle de gris. Pour les modes audibles, c’est fait essentiellement en présentant la probabilité comme aussi sonore, bien que l’écoute soit atténuée par beaucoup de propriétés du signal - modulation, distorsion, phase, harmonique et la teneur en bruit.

RESUME

En incluant intentionnellement la redondance qui est inhérente dans les transmissions non-codées, les éléments pour la correction d’erreur par avance appelée Forward Error Correction (reconnaissance du caractère, reconnaissance dans le contexte) sont fournis. La combinaison du suréchantillonnage avec l’intégration (intégration visuelle ou mathématique ou les deux à la fois), et l’utilisation d’une représentation sur une échelle de gris de probabilité, il en résulte un mode  sensible et robuste.

Toutes les améliorations des algorithmes des modes Fuzzy actuels ou du passé n’obéissent pas toutes aux règles et ce sont les performances qui en souffrent alors. La conception d’un mode Fuzzy nécessite une réflexion approfondie!

Copyright © M. Greenman 1997-2012. Copyright ©Pascal BIMAS 1997-2012 pour la traduction/adaptation. Tous droits réservés. Contactez l'auteur original ou le traducteur avant tout usage du contenu de cette page.