Brevet FR2390863A1 — publié le 19781208

La présente invention concerne un procédé et un équipement radioélectrique permettant l'établissement de liaisons prioritaires dans un réseau radiotéléphonique fonctionnant en duplex-temporel et dans lequel tous les canaux sont déjà occupés par des communications entre abonnés du réseau. On sait que l'établissement entre deux abonnés d'un réseau radioélectrique d'une liaison selon le modeduplex-temporel permet d'écouler leur communication en n' utilisant qu'unie seule fréquence porteuse. Un tel réseau est capable de relier des abonnés mobiles entre eux ou un abonné mobile à un abonné du réseau téléphonique fixe couvrant un pays. Dans ce dernier cas les liaisons radio sont réalisées avec raccordement au réseau téléphonique au moyen d'une station centrale. Si le trafic est important et que le nombre de canaux est faible un tel réseau peut être vite saturé par les communications entre abonnés. A ce moment aucune liaison nouvelle ne peut être établie, même en cas d'urgence. Ce problème de l'établissement de liaisons prioritaires dans un réseau saturé a été résolu pour des liaisons duplex-bifréquence. La demande de brevet français NO 77 02 416 décrit notamment un procédé qui permet à un abonné de couper la liaison établie entre deux abonnés et d'utiliser le canal pour communiquer prioritairement avec un autre abonné du réseau. Ce procédé ne peut évidemment pas s'appliquer sous la forme décrite aux liaisons établies en duplex-temporel. Or ce mode de liaison présente indiscutablement beaucoup d'avantages sur le duplex-bifréquence. On peut citer notamment : l'économie d'une fréquence, l'utilisation d'émetteurs-récepteurs du type simplex et la simplification des changements de fréquence. Le duplextemporel permet aussi de supprimer certains problèmes de saturation des récepteurs par des émissions locales ainsi qu'une meilleure utilisation des bandes de fréquences disponibles. Un autre avantage pourrait être obtenu si le réseau fonctionnant en duplex-temporel comportait des moyens permettant d'établir des liaisons prioritaires pour des appels urgents quand le réseau est saturé. Ceci permettrait aussi comparativement de réduire le nombre de canaux pour un nombre d'usagers donnés. La présente invention apporte une solution à ce problème. On sait que, dans un procédé de liaison radioélectrique entre abonnés d'un réseau synchrone de type multicanaux dans lequel les abonnés sont reliés par duplex-temporel,la parole entrante dans le micro est codée, mémorisée dans deux mémoires fonctionnant en temps partagé et qu'elle est émise périodiquement par modulation numérique avec une compression de temps, puis est démodulée après réception et mémorisée dans des mémoires, puis décodée avec décompression de temps et envoyée à l'écouteur. Ce genre de liaison connue s'effectue sans aucune perte de parole. Par la présente invention un abonné peut demander la libération d'un canal occupé par deux abonnés en émettant avec une puissance égale à celle émise par l'un ou l'autre abonné, sur la fréquence de liaison des deux abonnés1 un message correspondant (ne contenant pas de parole).Ce message est émis de façon qu'il soit reçu par les abonnés dans une fenêtre temporelle de durée e, ménagée au départ de chaque période de réception de la parole codée sur l'aérien, cette fenêtre étant obtenue par un blocage temporaire, de durée e, de l'émission de l'une ou l'autre des deux mémoires, suivi de L'émission par celles-ci sur l'aérien de la parole codée à une vitesse appropriée, mais qui dépasse deux fois la vitesse de vidage des mémoires vers l'écouteur ou la vitesse de remplissage de ces mémoires par de la parole codée en provenance du microphone. Pour obtenir la vitesse appropriée l'équipement émetteur-récepteur d'un abonné fonctionnant selon ce procédé est équipé d'un organe de commande à horloge de fréquence de base de F kHz et deux diviseurs, l'un divisant par un nombre K, l'autre par un nombre L la fréquence de base F, les valeurs de L et K étant telles que K x L - F Les objets et caractéristiques de la présente invention apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels la figure I représente un mode de réalisation d'un équipement émetteur- recepteur fonctionnant selon le procédé duplex-temporel et comportant les perfectionnements conformes à l'invention ; la figure 2 représente un diagramme temporel du fonctionnement d'un équipement selon la figure I mais ne comportant pas les perfectionnements conformes à l'invention ; les figures 3, 4 et 5 représentent un diagramme temporel du procédé selon l'invention qui permet d'établir des liaisons prioritaires dans un réseau radiotéléphonique saturé ; la figure 6 représente un générateur de signaux ou messages de "service" ; la figure 7 représente un décodeur de signaux ou messages de "service" ;; Sur la figure 1, un aérien 10 fonctionne en temps partagé,soit avec un émetteur 11, soit avec un récepteur 12 mais,au niveau d'un microphone 17 et d'un écouteur 22, les informations de parole sont présentes de façon continue. L'émetteur comprend des moyens connus, tels qu'un modulateur et un amplificateur de puissance, et le récepteur 12 d'autres moyens connus, tels qu'un démodulateur et un dispositif d'amplification. L'émetteur et le récepteur sont conçus pour permettre l'échange d'informations codées entre abonnés d'un réseau radiotéléphonique fonctionnant en duplex-temporel. Dans ce but le récepteur 12 est relié par des commutateurs de voies logiques 13 et 14 à deux mémoires 15 et 16. Ces mémoires peuvent être,par exempleades registres à décalage ayant une capacité suffisante pour pouvoir enregistrer le nombre de bits entrants dans le délai imposé. D'autre part, les informations venant du microphone 17 sont numérisées par un codeur Delta 18 puis passent par les commutateurs de voies logiques 13 et 14 pour être stockées dans les mémoires 15 et 16.En outre les entrées de cesmémoires 15 et 16 sont reliées respectivement,par l'intermédiaire d'autres commutateurs de voies logiques 19 et 20,d'une part à l'émetteur 11 et d'autre part à un décodeur Delta 21 qui est connecté à l'écouteur 22. Les différentes fonctions en partage de temps de l'aérien 10, des mémoires 15 et 16 ainsi que des commutateurs de voies logiques 13, 14, 19 et 20 sont commandées par un organe à horloge de base 23. Classiquement un tel équipement connu (figure 1) fonctionne de la maniere suivante. Sur la figure 2 on a représenté par R la période de réception et par E la période d'émission sur l'arien 10. Les états des mémoires 15 et 16 à un moment donné sont indiqués en traits pleins par les niveaux a, b et c - le niveau a indique que la mémoire est reliée au récepteur i2 ; - le niveau b indique que la mémoire est reliée simultanément au microphone 17 et à l'écouteur 22 ; - le niveau c indique que la mémoire est reliée à l'émetteur 11. On suppose qu'au temps t n O, la mémoire 15 est vide et que la mémoire 16 contient n bits d'informations destinés à l'émission (en provenance du micro 2 17 et du codeur 18) et n bits d'informations destinés à l'écouteur 22 2 (en provenance de l'aérien 10 et du récepteur 12). Pendant le premier intervalle de durée t0 à t1 (figure 2), l'entrée de la mémoire 15 est reliée à l'aérien 10, via le récepteur 12, de sorte que n bits y seront stockés en utilisant une cadence de I kilobitslseconde en rapport avec la durée t0 à tl. Pendant ce temps la mémoire 16 est vidée, via le décodeur 21 et l'écouteur 22, des n bits de réception et parallelement se 2 remplir completement d'informations numérisées destinées à l'émission en provenance du microphone 17 et du codeur Delta 18, le tout à la cadence de 2 kilobits/seconde. 2 i Pendant l'intervalle suivant de t1 à t2, à la même cadence de 2 kilobits/s, la mémoire 15 va être vidée dans le décodeur 21 et l'écouteur 22 de la moitié des informations numérisées qu'elle contenait, et parallèlement, via le microphone 17 et le codeur 18, stocker 2 bits destinés à l'émission. Pendant le même temps la mémoire 16 va etre vidée completement dans l'émetteur 11 et l'aérien 10 qui va émettre les n bits à la cadence de I kilobits/seconde. Au cours du troisieme intervalle de temps entre t2 et t3, la mémoire 15 n va être vidée des 2 bits reçus qui y étaient encore stockés en direction du 2 décodeur 21 et de l'écouteur 22 et achever de se remplir d'informations destinées à l'émission. Elle se trouve donc dans le même état que la mémoire 16 au temps t. Quant à la mémoire 16, elle va recevoir, via l'aérien 10 et le récepteur 12, n bits qu'elle enverra à l'écouteur 22 entre t3 et t4. Au cours du quatrieme intervalle allant de t3 à tX, la mémoire 15 va se vider à la vitesse de I kbits/s à travers l'émetteur 11 et l'aérien 10 des n bits qu'elle contenait. De son côté la mémoire 16 est vidée dans le décodeur 21 et ltécouteur 22 de la moitié des informations numérisées recueillies et est remplie via le codeur 18, de n bits destinés à l'émission. A la fin de ce quatrieme intervalle de temps le cycle recommence. Les diagrammes des figures 3, 4 et 5 représentent plus particulierement les modes de fonctionnement des mémoires 15 et 16 respectives d'équipements émetteur et récepteur d'abonnés A, B, C et D, équipements identiques à celui décrit précédemment et représenté par les figures I et 2, mais pourvus des perfectionnements selon l'invention. Conformément à l'invention l'équipement (fiv.1) comprend un ensemble 24 de plusieurs générateurs de signaux ou messages, dits de "service", numérisés, reliés à la sortie du commutateur 19. Par exemple, il peut comprendre un générateur du signal ou du message "synchronisation" (S), un générateur du signal ou du message "priorité" (P), encore appelé "demande de libération de canal", ou encore appelé "marquage d'un canal occupé par un liaison prioritaire" (car il remplit les deux fonctions : faire libérer le canal occupé et indiquer le caractere prioritaire d'une liaison établie sur un canal donné), un générateur du signal ou du message "décroché du combiné" (T), un générateur du signal ou du message "raccroché du combiné" (M) encore appelé 1'fin de conversation", et un générateur du signal ou message "numéro de l'appelé et de l'appelant" (Nc, Nid). Tous les générateurs précédents peuvent être réalisés, comte il est connu par le brevet citéSsous la forme du générateur de séquence pseudoaléatoire représenté schématiquement par la figure 6. Dans cette figure 6, la référence 60 est un registre à décalage à contre réaction de n étages dont des sorties sont reliées aux entrées d'un additionneur modulo-2, de référence 61, en passant par des interrupteurs 62, 63, 64, etc ... en nombre suffisant. La référence 90 représente un fil de sortie de signal ou message codé. D'autre part, cet équipement comprend un ensemble 25 à décodeurs de signaux ou messages de "service" reçus. Cet ensemble est relié aux entrées respectives des commutateurs de voies logiques 13 et 14. Chaque décodeur de signal ou message peut être par exemple conçu sur le principe du type représenté par la figure 7. Le message à décoder est reçu sur une entrée 101 dtun registre à décalage de n étages 100 dont les étages sont reliés, selon un ordre prédéterminé des portes d'un circuit logique 102 ayant une sortie 103. Conformément à l'invention l'équipement d'un abonné comprend un dispositif à horloge de base 23, composé d'un oscillateur à quartz, de fréquence de base F, suffisamment élevée, par exemple de l'ordre de quelques centaines de kHzW et deux diviseurs de fréquence qui divisent la fréquence F, l'un un nombre K, l'autre par un nombre égal à L. Les valeurs de K et de L doivent être telles que :K x L n F > et K > 2L. Pour faire la relation avec ce qui a été décrit on suppose que I2 n t 2 On a vu précédemment que la parole codée venant du codeur Delta est rentrée à tour de rôle dans les mémoires 15 et 16 à la vitesse de 2 kHz Au bout de t2 ms quand une mémoire est pleine, la fréquence d'horloge passe 2 alors de la frequence 2 kHz = LkHz à la fréquence de K kHz > au lieu des I kHz précédents. tes n bits d'informations stockés sont alors extraits à la vitesse de K kHz et ces infoumations sont envoyées pour émission sur l'aérien 10.Cette mémoire va se remplir ensuite à la meme vitesse de K kHz avec des paroles codées en provenance de l'aérien 10. Il reste donc un temps de réception E, au début de chaque intervalle de réception pendant lequel la parole codée n'est pas reçue et qui est disponible pour capter des informations codées telles que, par exemple, un message de service P émis par un troisieme abonné (C) sur cette fréquence de liaison entre A et B. Ce message P sera émis par l'abonné C au début d'une période d'émission en phase avec la période de réception de l'abonné A et dans une fenetre temporelle ' équivalente à celle de l'abonné A et de durée At pratiquement égale à E, l'équipement de C étant synchronisé par le signal de synchronisation SA émis par celui de A.Ce message P signifie que l'abonné C demande la libération du canal de liaison entre A et B parce qu'il a lui-meme une liaison urgente à établir avec un autre abonné, par exemple D. On suppose ici que la puissance d'émission de l'équipement de C soit égale à celle de l'abonné A ou B. On peut observer que la conversation entre les deux abonnés A et B peut se poursuivre sans aucune perte de parole tout en ayant ménagé une fenetre temporelle E réservée à la réception d'un message de priorité P en provenance de l'abonné C. Dans le procédé selon l'invention il est aussi prévu qu'un canal occupé par un abonné prioritaire est marqué par le message de priorité P, une fois la liaison établie. Dans ce cas l'équipement de l'abonné C, parti à la recherche cyclique d'un canal non occupé ou non prioritaire, a trouvé que le réseau était saturé et que le premier canal non prioritaire était celui de la liaison entre les abonnés A et B. Les figures 3 à 5 montrent en particulier comment fonctionnent les mémoires 15 et 16 dans chaque équipement des deux abonnés A et B reliés par duplex-temporel ainsi que celles des équipements de deux abonnés C et D, l'abonné D étant celui avec lequel l'abonné C désire être relié pour établir une communication urgente. Considérons que les deux abonnés A et B étaient libres et ont établi une liaison radio non prioritaire, ctest-à-dire que l'abonné appelant A est entré en communication avec B, selon le processus normal décrit à l'aide des figures 1 et 2. Supposons que la liaison entre A et B s'opère sur le canal 1 d'un réseau à 8 canaux radioélectriques. La commutation des différents équipements des abonnés A, B, C et D, représentés sur le diagramme (figures 3 à 5) d'un canal sur le suivant est signalé par une zone hachurée. A titre d'exemple les intervalles précédents t0 à t1 > t1 à t2, etc ... sont supposés sur ces figures égaux à 64 ms. On remarquera que les abonnés A et B sont en liaison sur le canal 1 de t0 à tel1, puis leur liaison est interrompue et leur équipement en veille change de canal d'écoute tous les 4 fois 64 ms. L'abonné C est supposé en écoute sur le canal 8 avant l'instant t1 puis il passe sur le canal 1 et vérifie que celui-ci n'est pas marqué par un signal ou message prioritaire P. L'équipement de l'abonné D avec lequel C veut communiquer en émettant un message de priorité P à partir de t5 est supposé en écoute sur le canal 5 avant t1, sur le canal 6 entre tl et t5, sur le canal 7 entre t5 et tgs le canal 8 entre tg et t13 et reçoit des signaux de synchronisation successifs SO, SU, SQ, SR des équipements d'abonnés 0, U, Q, R en liaison dans le réseau saturé. Sur les figures 3 à 5, le processus se développe avec des intervalles de temps t0 à t1, t1 à t2, etc ..., qui sont tous identiques entre eux et égaux à 64 millisecondes. L'équipement de l'appelant A émet tous les 128 millisecondes un signal de synchronisation SA précédant le départ de l'émission des informations stockées alternativement dans les deux mémoires 15 et 16 et provenant du microphone 17. Ce signal SA est émis par un générateur de l'ensemble 24. Dans l'équipement de l'abonné A de l'instant t0 à t2, en 128 ms, la mémoire 15,d'une part, se remplit avec les informations numérisées en provenance du microphone 17 et du codeur Delta 18 et, d'autre part, se vide des informations recueillies en provenance du récepteur 12 vers le décodeur Delta 21 et l'écouteur 22. A t2 l'équipement est commuté en état d'émission sur l'aérien 10 et envoie le signal de synchronisation SA pendant la période qui lui est réservée et située avant que ne débute l'émission effective des informations stockées précédemment A partir de t3 + E la mémoire 15 reçoit les informations recueillies par le récepteur 12 et les stocke jusqu'à l'instant t4. A partir de l'instant t4, la mémoire 15 retrouve le même état qu'à l'instant t0, et le cycle précédent de t0 à t4 est répété, un signal de priorité P étant en plus reçu sur le récepteur 12 à partir de t5. La mémoire 16 étant complémentaire de la mémoire 15, elle est remplie et vidée de la même façon, mais avec un décalage de temps de 128 ms par rapport à la mémoire 15. Les équipements de A et B sont identiques et par conséquent les mémoires 15 et 16 de l'équipement B fonctionnent de manière analogue comme cela ressort de la figure 3, l'équipement de B étant synchronisé par le signal SA émis par celui de A. L'échange d'informations entre les abonnés A et B se poursuit d'une façon normale jusqu'au temps t5, étant donné qu'il n'y a pas de message prioritaire reçu sur la fréquence de communication utilisée ou émis par l'un des abonnés A ou B. A partir de l'instant t5, on constate qu'un signal ou message de priorité P est enregistré par les équipements des abonnés A et B. Celui-ci a été émis par l'équipement d'un abonné C sur le premier canal occupé rencontré, apres que celui-ci ait recherché en vain, par commutation cyclique, un canal libre et après qu'il ait vérifié l'absence d'un signal ou d'un message de priorité P sur ce canal. Cejmessage P est reçu par l'abonné A apres t5, dans la fenêtre E réservée pour sa reception tous les 128 ms. Ce message de priorité P est constitué de préférence pour des raisons économiques et de commodité par le signal de synchronisation inversé de l'appelant, c'est-à-dire que les bits O et 1 dans le signal SA deviennent respectivement des bits 1 et O dans le'message. prioritaire P émis par l'appelant. La fenêtre temporelle ou e' pour émettre ou recevoir le message P et la fenêtre d'émission du signal de synchronisation de l'appelant sont égales en durée. Cette durée comprend principalement le temps de commutation fin période de réception à début émission du message P ou du signal de synchronisation, leur durée d'émission effective, le temps nécessaire à la remise en phase des horloges, le temps de transmission interne d'un équipement et le temps de transmission entre les équipements de deux abonnés en liaison. Les n bits d'informations stockés dans les mémoires 15 et 16 dans les équipements des abonnés A et B sont alors émis sur l'aérien 10 a une vitesse proche de tordre de K kilobits/s pour rattraper le retard dû à la fenêtre temporelle du durée . Lorsque l'équipement C lance le message P. il le répète entre t5 et t7 au moins deux fois en les intercalant entre les signaux de synchronisation SA émis par A. A la réception du signal P par l > êquipement de l'abonné A une sonnerie ou un clignotement de lampe est déclenche, ce qui prévient l'abonné d'avoir à raccrocher son combiné pour laisser libre ce canal. Le raccroché du combiné de A, déclenche l'émission par l'équipement de A d'un message codé M "raccroché de combiné", qui est répété au moins une seconde fois après l'instant t10. Il est évident que l'abonné B émettant et recevant sur la même fréquence que l'abonné A est également prévenu de la demande prioritaire de l'abonné C et raccroche. Au lieu de laisser la liberté à l'abonné A de laisser raccrocher son combiné, on pourrait faire en sorte que le message P soit décodé et provoque l'arrêt brutal de l'émetteur de A et de B et la mise au repos des deux équipements. Lorsque l'équipement de C constate, à partir de l'instant tuque celui de A n'émet plus de signal de synchronisation SA, il émet le signal de synchronisation SC suivi d'un message codé contenant le nu numéro de l'abonné appelé Nd, son propre numéro Nc, et le message de priorité P. Ce message est émis au moins deux fois entre t16 et t18. A sa réception par l'équipement de l'abonné D, celui-ci est averti par un moyen sonore ou lumineux et lorsqu'il décroche son combiné un message code T "décroché du combiné" est émis par son équipement après tlg et t21. A la réception de ce message par l'équipement de l'abonné C, la conversation s'établit avec l'abonné D. A partir du décroché par D de son combiné et pendant toute la durée de l'échange, supposons à partir de t22, le signal de priorité P est émis par l'équipement de D et il est intercalé tous les 128 ms entre les signaux de synchronisation SC venant de l'équipement de C. A partir de t22, le processus de comzunicati w entre les abonnés C et D est analogue à celui décrit ci-dessus pour les abonnés A et B. A titre comparatif le fonctionnement des mémoires 15 et 16 des équipements de C et D, entre t22 et t26 correspond respectivement à celui des mémoires 15 et 16 des équipements A et B de t0 à t4. Le procédé s'applique aussi bien aux liaisons entre abonnés mobiles qu'aux liaisons radiotéléphoniques avec station fixe reliant des abonnés mobiles et des abonnés fixes. Dans le premier cas l'abonné appelant joue le rôle de la station fixe qui synchronise par son signal les équipements de tous les mobiles du réseau s'ils sont en position de veille. Si une liaison est établie entre la station fixe et un mobile sur un canal, le signal de synchronisation émis par la station fixe sur ce canal permet aux autres équipements de se recaler puisqu'il retrouvera nécessairement ce canal lors de la commutation cyclique sur les différents canaux du réseau. La liaison établie entre la station fixe et un abonné mobile peut être interrompue si le canal n1 est pas marqué par un signal indiquant une liaison prioritaire. La station fixe peut être équipée d'un équipement analogue à ceux des abonnés mobiles. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemples et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de liaison radioélectrique entre abonnés d'un réseau synchrone de type multicanaux, dans lequel les abonnés sont reliés par duplex-temporel et où la parole entrante dans le micro est codée, mémorisée dans deux mémoires, et émise périodiquement par modulation numérique avec compression de temps, est démodulée après réception et mémorisée dans ces mémoires puis décodée avec décompression de temps et envoyée dans l'écouteur, la liaison s'effectuant sans aucune perte de parole, les mémoires fonctionnant en temps partagé, caractérisé en ce qu'un abonné (C) peut demander la libération d'un canal occupé par deux abonnés (A et B) en émettant avec une puissance égale à celle émise par l'abonné A ou B sur la fréquence de liaison des deux abonnés, un message (P) correspondant (ne contenant pas de paroles), ce message étant émis de façon qu'il soit reçu (chez A et B) dans une fenêtre temporelle de durée c > ménagée au départ de chaque période de réception de la parole codée sur l'aérien et en ce que cette fenêtre est obtenue par blocage temporaire de l'émission de ltune ou l'autre des mémoires pendant la durée , suivie de émission sur l'antenne de la parole codée à une vitesse (K) qui dépasse deux fois la vitesse de vidage (L) deg mémoires vers l'écouteur ou la vitesse de remplissage de ces mémoires par de la parole codée en provenance du micro et du décodeur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit message (P) est formé par le signal de synchronisation inversé. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une liaison prioritaire établie (par C avec un abonné D) est marquée par un message P émis par l'abonné (D) dans une fenêtre temporelle ménagée avant le départ de la période d'émission de la parole codée, cette fenêtre d'émission étant en phase avec la fenetre de réception de l'abonné (G) en liaison. 4. Equipement émetteur-récepteur fonctionnant selon le procédé contenu dans les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de commande à horloge de fréquence de base (F) et deux diviseurs l'un divisant par un nombre L, l'autre par un nombre K, la fréquence de base F, les valeurs de L et K étant telles que K x L = F et K > 2L pour obtenir respectivement des vitesses L et K à la sortie des diviseurs. 5. Equipement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fenêtre temporelle e est obtenue en émettant ou en recevant la parole codée sur l'aérien à la vitesse de K kHz et en enregistrant la parole codée venant du micro dans les mémoires ou en vidant dans l'écouteur la parole codée reçue et stockée dans les mémoires à la vitesse de L kHz.