Brevet FR2466916A1 — publié le 19810410

Dans les sytèmes de transmission à accès multiples par répartition du temps, désignés ci-après TDMA, le répondeur du satellite est utilisé ou appelé par un certain nombre de sta- tions terrestres dans une séquence de temps déterrninée.Les transmissions sont synchronisées de telle sorte que les por- teuses, de fréquences radio, modulées par l'unité de décalage de phases,désignée ci-après PSK, et de même fréquence, arri- vent au satellite sans recouvrement. Les principaux avantages de la méthode TDMA pour les communications commerciales par satellite sont: l'utilisation efficace de la puissance du sa- tellite et du spectre de fréquence et la souplesse obtenue par reconfiguration des groupes d'impulsions TDMA et des modèles de trafic. ED général, un terminal TD.MA doit assurer deux sortes de fonction de base. D'abord le terminal doit former un grou- pement de signaux à partir d'un certain nombre de courants continus de données et transmettre ces données avec un préam- bule à une époque donnée de telle sorte que le groupe des signaux du transmetteur n'interfère pas avec toute autre trans- mission de groupes de données. En second lieu,.le terminal doit recevoir les transmissions de groupes de signaux prévus pour le terminal, recouvrer les trains de données continues à partir des groupes reçus et renvoyer les données vers leur module d'interface terrestre--correcte, ces modules étant dé- signés ci-après TIM. Ainsi dans une opération de ce-mode de transmission le terminal doit envoyer de façon typique les signaux d'adresse de lecture aux accès des modules TIA, recevoir les données correspondant aux accès désignés par l'adresse et préparer les données pour une transmission TDMA dans un format de groupes d'impulsions. En fonction de la dimension désirée des groupes de signaux, les données sont divisées en blocs et à chaque bloc de données est ajouté'un préambule contenant les symboles de la porteuse d'acquisition synchrone de bits, l'in- formation de code d'origine, la gamme de données, l'informa- tion de la ligne commandée etc. Le groupe de signaux formé par le bloc de données et le préambule est alors assorti et transmis à l'équipement de modulation pour sa modulation sur utne porteuse et sa transmission subséquente. Dans l'opération dtu mode de réception, les groupes de signaux démodulés sont reçus de l'équipement de modulation et de démodulation,désigné ci-après MODEM, et un processus essen- tiellement inverse s'accomplit de telle sorte que les données continues et les signaux correspondants d'adresse décriture sont envoyés aux accès TIM qui leurs sont propres. Comme décrits ci-dessus, les porteuses modulées de même fréquence doivent arriver au répondeur du satellite sans recou- vrement. En conséquence, on peut affecter aux stations parti- cipantes dans un système TDMA certaines positions de groupes d'impulsion à l'intérieur d'un cadre TDMA, et chaque station doit synchroniser ses transmissions de telle sorte que ses groupes d'impulsions arrivent au satellite au cours du propre intervalle du cadre TDMA. Afin de remplir cette condition, une source de temps de synchronisation de cadre commun est requise et chaque station doit synchroniser ses transmissions de grou- pes d'informations à cette synchronisation de référence de cadrage commun basée sur la capacité d'information du satelli- te. Une méthode d'établissement de la référence commune de cadre consiste à utiliser comme référence un groupe de signaux dans le cadre TDMA. Dans les conceptions d'équipement de ter- minaux TDMA antérieurs tels que décrits dans " Contribution of BG/T, System Specification of the INTELSAT Prototype TDMA System, BG-l-18E" 20 mars 1974 (Description d'un système pro- totype TDMA INTELSAT), une station terreste est requise pour agir comme station de référence et transmettre un groupe de signaux de référence spéciaux à une position fixe dans le ca- dre TDNA. Il résulte de cet arrangement rigide que le rempla- cement de référence de groupe de signaux, en cas de défaillan- ce d'une station de référence est un processus complexe qui implique l'échange de messages spéciaux entre un certain nom- bre de stations du réseau. Dans les sytèmes conventionnels TDMA, tels que décrits dans "Design Plan for INTELSAT Prototype TDVA Terminal Equi- pment"(Plan de conception pour un équipement terminal TDiIMA d'un prototype INTELSAT) présenté par la "Nippon Electric Company Limited Tokyo" Japon à la quatrième Conférence sur les satellites digitaux de juillet 1976, le contrôle de la confi- guration d'un groupe de signaux, du nombre des groupes de si- gnaux dans un cadre et le contrôle correspondant des opéra- tions de multiplexage et de démultiplexage est réalisé en utilisant des configurations logiques de matériel d'accès aléatoires. Ceci conduit à des circuits de coûts et de comp- lexité indésirables. En outre, l'équipement terminal conventionnel TD.4A né- cessite un multiplexeur/démultiplexeur séparé des groupes de signaux pour contrôler les accès interface terrestres. Voir par exemple la publication BG/T mentionnée ci-dessus en plus du document de O.G. Gabbard "Design of a Satellite Time-Di- vision Multiple Access Burst Synchronization" (Conception d'un ensemble de synchronisations de groupes d'impulsions a accès multiples par répartition de temps pour satellite) ou de W.G. MAILLET "Processing of the INTELSAT/IEEE International Conferen- ce on Digital Satellite Communications" de Novembre 1969 pages 69-80. L'utilisation d'un multiplexeur/démultiplexeur séparé a abouti à un accroissement indésirable du coût et de la com- plexité de l'équipement d'un terminal conventionnel. Il serait souhaitable d'utiliser un contrôleur micropro- grammé pour le contr81e du terminal TD.A afin de pallier les difficultés mentionnées ci-dessus. Cependant, un inconvénient des contrôleurs microprogrammés conventionnels utilisés dans les sytèmes de calculateurs numériques est leur manque de ré- solutions précises dans les contrôles de synchronisation. Les systèmes conventionnels ont utilisé des contrôleurs micropro- grammés tels que décrits par J.L. Nichols: "A logical Next Step for ROM" "Electronics" de juin 1967 pages 111 à 113 (Prochaine étape logique pour mémoire morte, désignée ci-après ROM); ou par K.J. Thurber R.O. Berg "Universal Logic Modules Implemented Using LSI Memory techniques" (Modules logiques universels utilisant les techniques d'intégration à grande échelle (LSI)) dans "Fall Joint Computer Conference proceedings" de novembre 1961 pages 177 à 194 ou par Signetic Corporation dans "Digital/Linear MOS applications Hand-Book" 1974, pages 24 à 47 (Manuel d'applications de mémoires digitales linéaires à transistors par effet de champs "MOS"). Chacune de ces con- ceptions a été principalement prévue pour leur utilisation dans des calculateurs numériques o l'effort a été mis d'avan- tage sur la fréquence des commandes plutôt que sur la résolu- tion des contr1les. Ainsi, de tels contrôleurs microprogrammés ne peuvent fonctionner de façon satisfaisante dans un système - 4 2466916 TDMA. Un objet de l'invention est donc de simplifier la struc- ture de contrôle d'un terminal TDMA et de fournir une résolu- tion améliorée de contrôle de synchronisation TD.MA. Un autre-objet de l'invention est d'établir une possibi- lité de reprogrammation dynamique qui permette une reconfigu- ration en ligne des groupes de signaux de transmission et de réception sans nécessiter des mémoires de contrôle séparées à accès aléatoires, désignées ci-après par RAIM, et contrôlées de façon alternée. Un autre objet de l'invention est de fournir un terminal TDMA utilisant une technique améliorée pour en dériver une synchronisation de référence de cadre de façon que le rempla- cement de la référence des groupes de signaux soit grandement simplifié. Un autre objet de l'invention est de fournir un terminal TDMA capable de réaliser un certain nombre de méthodes diffé- rentes de synchronisation des groupes des signaux de transmis- sion. Un autre objet de l'invention est d'éliminer la néces- sité de multiplexeur et démultiplexeur séparés des groupes de signaux pour contrôler les accès des modules TIM. Brièvement, ces objets et autres caractéristiques sont réalisés selon la présente invention par un contrôleur de terminal TDIMA microprogrammé qui est un système logique numé- rique souple, de faible prix de revient et à vitesse élevée pour accomplir les fonctions de terminal TDMA. Ces fonctions comprennent la synchronisation des transmissions des groupes de signaux TDMAA, la génération et la détection des préambules des groupes de signaux TDMA et les contrôles ainsi que les correspondances d'interfaces nécessaires-pour multiplexer et démultiplexer les données des groupes de signaux TDMA. Le contrôleur de terminal TDMA microprogrammé selon la présente invention comprend essentiellement: un contrôleur RAM microprogrammé qui accomplit les fonctions de contrôle des groupes de signaux du terminal en temps réel et le contrô- le des chemins des données, des modules pour les chemins des données à vitesse de transmission et de réception élevée qui ont un accès direct d'interface avec les accès d'interface terrestres et le modem pour fournir un traitement direct des 2 4 6 6 9 1 6 groupes de signaux des données, un contrôleur d'opérations sur microcalculateur qui fournit les contrôles et les comman- des de terminaux locaux ou éloignés, désignés ci-après M & C et qui accomplit les fonctions de calculs et de logique néces- sitées par le fonctionnement du terminal et finalement un os- cillateur à haute stabilité qui fonctionne a la fréquence des symboles et à partir duquel sont réalisées la synchronisation des symboles côté transmission ainsi que la synchronisation locale des cadres. Le contrôleur RAM microprogrammé utilise une mémoire à accès aléatoires RAM et des compteurs d'adresses de mémoires pour engendrer les contrôles des terminaux. Le contrôleur RAM comporte un compteur de symboles de cadres divisés et qui est divisé en sections de compteur précis et approximatif. Le comp- teur approximatif' qui comprend les bits les plus significatifs du compteur de symboles des cadres divisés sert de compteur d'adresses de contrôle de la RAM pour déterminer l'intervalle approximatif durant lequel les contrôles de synchronisation doivent être prévus. Un compteur de symboles précis comprenant les bits les moins significatifs du compteur de symboles de cadres divisés sélectionne les temps d'arrivée des impulsions de contrôle à l'intérieur de cet intervalle approximatif. Puis- que le-compteur de symboles précis fonctionne à la fréquence des symboles, la résolution du contrôle de la synchronisation peut s'accomplir au niveau du symbole. La reprogrammation dynamique de la mémoire de contrôle "à la volée" ou immédiat est rendue possible par une structu- re de commande nouvelle de la ligne et par l'opération d'écri- ture sélective de la RAM qui permet l'utilisation d'un seul contrôleur RAM microprogrammé pour accomplir simultanément les contrôles nécessaires des deux côtés transmission et réception. Les affectations des groupes de signaux peuvent être reconfi- gurées sur la ligne sans interruption des transmissions du trafic. L'opération des sélections d'accès aux interfaces ter- restres désignées TIPS ci-après est accomplie directement à partir du contrôleur commun de façon à éliminer la nécessité d'emploi de multiplexeur et de démultiplexeur séparés des groupes de signaux. La présente invencion sera plus facilement comprise en 2 4 6 6 9 1 6 se référant à la description suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est un schéma sous forme de blocs illustrant les principaux sous systèmes du contrôleur terminal TDMA micro- programmé selon la présente invention la figure 2 est une illustration d'un cadre type TDMA et des structures des groupes de signaux la figure 3 est un schéma sous forme de blocs du contrô- leur RAM microprogrammé représenté à la figure 2 la figure 4 est une illustration des intervalles de com- ptes précis et approximatifs sur un exemple utilisant 7500 symboles par cadre la figure 5 est un schéma sous forme de blocs d'un modu- le de chemin de données transmises à vitesse élevée et repré- senté à la figure 1 la figure 6 est un schéma sous forme de blocs d'un modu- le de chemin de données reçues à vitesse élevée et représenté à la figure 1 la figure 7 est un schéma sous forme de blocs illustrant la construction modulaire du contrôleur terminal TDMA micro- programmé illustré à la figure 1 la figure 8 est un schéma sous forme de blocs résumant le fonctionnement du microcalculateur de commande et de l'in- terface des dispositifs de commande et de contrôle M & C les figures 9 à 25 sont des dessins schématiques plus détaillés des divers composants de circuits et des connec- tions de l'ensemble de contrôleur terminal TDMA selon la pré- sente invention et les figures 26a à 26m comprennent un programme du cal- culateur pour le propre fonctionnement du contrôleur TDMA sous le contrôle du microcalculateur. Le contrôleur de terminal est représenté, à la figure 1, connecté aux accès interfaces terrestres TIP, côté terrestre, et au modem QPSK côté satellite. Les parties radio fréquence RF de l'équipement station terrestre TDMA incluant les conver- tisseurs, l'amplificateur haute puissance, l'amplificateur à faible niveau de bruit et les sous ensembles d'antenne ne sont pas considérés comme faisant partie du terminal TDIMA et ne sont pas contrôlés. Une exception est faite en ce qui concer- ne la fréquence et le chargement du répondeur o le terminal commande la commutation du chargement. Comme représenté à la figure 1, le contrôleur de termi- nal de la présente invention comprend essentiellement: le contrôleur de la RAtMI microprogrammé 10 qui accomplit les fonc- tions de contrôle des chemins de données et des groupes de signaux du terminal en temps réel; des modules 12 et 14 cor- respondant respectivement aux chemins de transmission et de réception a vitesse élevée des données qui constituent direc- tement l'interface modem TIPS et permettent un traitement direct des groupes de signaux des données; un dispositif-de contrOle des commandes 16 basé sur microcalculateur, qui com- prend à la fois un microcalculateur 18 et l'interface des commandes et contrôles M & C 20 et exécute les calculs et les fonctions logiques requises pour le fonctionnement du terminal c'est finalement un oscillateur 22 à stabilité élevée qui fonctionne à la fréquence des symboles et à partir duquel sont réalisées la synchronisation des symboles côté transmission et la synchronisation du.cadre local. De façon type, l'oscillateur à haute stabilité comprend un oscillateur cristal à température contrôlée de haute quali- té ayant une longue période de stabilité d'environ 10-7 par année et une période de stabilité courte d'environ 10 9 par 300 msec. Une structure type de cadre TDMA des groupes de signaux est représentée à la figure 2. Les transmissions TDMA sont divisées en périodes de cadres TF, chacune d'elles comportant N groupes de signaux. Chaque groupe de signaux comporte un bloc de données de signaux de groupe précédé d'un préambule de signaux. Le préambule comporte le code d'identification de la station, l'information de signalisation du canal et une séquence de synchronisation du modem contenant les symboles de la porteuse et de l'acquisition numérique de synchronisa- tion, le nombre de données et l'information de la ligne de transmission commandée. Le préambule inclut encore un mot unique. Le mot unique peut identifier chaque terminal, mais comme on le verra plus clairement, ceci exige un grand nombre de détecteurs de mot unique à chaque terminal TDMA. Ainsi il est préférable d'avoir le même mot unique pour tous les terminaux ou d'avoir un mot unique différent seulement pour -8 2466916 Dans le systèmes illustré à la figure 1 le contrôleur adresse les accès d'interfaces terrestres, chacun d'eux en iréponse au propre signal d'adresse envoyant au module de trans- mission 12 un ensemble de données de canaux. Phase P et quadra- ture Q. Le module de transmission 12, sous le contrôle du contrôleur 10, reçoit les informations de transmission des canaux-P et Q, engendre le préambule et transmet le groupe de signaux au modem dans leur cadre de synchronisation propre. Le module de réception 14 reçoit les groupes de signaux démo- dulés du modem, sépare l'information des canaux P, Q du pré- ambule et fournit les données reçues à l'interface terrestre. Le contrôleur 10 envoie à l'interface terrestre le signal de contrôle d'accès correspondant qui provient du préambule. En plus de la prévision du signal decontrôle d'accès à l'interface terrestre, le contrôleur microprogrammé fo de la- RAM doit fournir le contrôle de synchronisation et par conséquent reçoit un signal d'horloge provenant des groupes de signaux reçus démodulés. Le contrôleur 10 contrôle égale- ment les temps de commande et de coupure du modem ainsi que le chargement du répondeur. On a représenté à la figure 3 un schéma sous forme de blocs du contrôleur RAM microprogrammé 10 de la figure 1. Le contrôleur- comporte une RAM 24 de contrôle, des mémoires lo- giques 26, 28, 30, 32, 34 et 36 des comparateurs 38, 40, 42 et 44. Il comporte encore la porte de commande ET 46 et les portes ET 50 ainsi qu'un compteur de symboles des cadres di- visé qui comprend une section de compteur approximatif de symboles 52 et une section de compteur 54 précis des symboles. Le contrôle des temps est obtenu par le contrôleur de la RAM de la manière suivante. Ainsi qu'il a été décrit ci- dessus, chaque groupe de signaux à l'intérieur d'un cadre TDMA comporte un mot unique. Lorsque chaque terminal local maintient correctement la synchronisation de la transmission des groupes de signaux tous les groupes de signaux, reçus à n'importe quel terminal, sont positionnés à l'intérieur du cadre TDMA de telle sorte que le mot unique dans chaque groupe de signaux tombe à l'intérieur d'une fenêtre de temps prédéterminée. La fenêtre est représentée de façon type par 7 symboles larges - 3 symboles centrés sur la position de réception nominale. Puisque le signal TDMA reçu par chaque terminal comporte aussi celui de son propre groupe de signaux de terminal, le terminal peut commander la position de son propre mot unique a l'intérieur de chaque cadre pour détermi- ner si sa synchronisation.est convenable. Le compteur divisible de cadre peut être utilisé pour fournir une commande précise de la position du mot unique. Chacun des compteurs approximatif 52 et précis 54 peut être réalisé dans un modèle de ligne de base faite de compteurs binaires séparés préréglés, synchrones et à 8 bits (par exem- ple chacun peut être une paire de compteurs synchrones de.4 bits de type connu dans le commerce sous la désignation "Fairchild 93S16-4"). En préréglant ces compteurs en synchro- nisme, une fois au cours de la transmission de chaque cadre TD MA et en synchronisant le compteur précis 54 à la fréquen- ce des symboles une seule résolution des symboles est pos- sible pour des longueurs de cadre allant jusqu'à la capacité d'un compteur combiné à 16 bits. Une séquence de comptage de cadres de résolution approximative et précise est représen- tée à la figure 4 pour un cadre de 125 msec et pour une fré- quence des symboles de 60 Msym/sec. Afin d'obtenir une station locale dans l'espace, la po- sition du groupe de signaux de référence par rapport au comp- teur de cadre doit d'abord être déterminée par une procédure d'acquisition initiale. Ceci est dû au fait que le compteur de cadre local est rendu libre de fonctionner en raison des commandes du compteur à logique à transistors TTL lors de la remise à zéro. D'abord l'adresse approximative correspondant au compte d'un cadre complet est enregistrée dans la mémoire logique 26 dite aussi à verrouillage et une adresse exacte correspondante est enregistrée dans le RAM 24 de contrôle. Quelques unités du compte approximatif avant que l'adresse approximative soit atteinte, l'adresse exacte est enregistrée dans la mémoire logique 30 de même type que 26. Lorsque le compteur approximatif des symboles 52 arrive à l'adresse approximative sélectionnée, un signal de commande du contrôle approximatif de la RAM 24 rend passante la porte 501. Aussi- tôt que l'adresse précise est atteinte par le compteur des symboles précis 54, le comparateur 42 émet une impulsion de sortie sur la ligne 1cO et la porte 501 règle les compteurs 52 et 54 aux valeurs déterminées par leurs entrées prédéter- minées. Une sortie de contrôle de commande alternée de la RAM 24 rend passante la porte 46. Lorsque le mot unique est détecté, la porte 46 synchronise les mémoires logiques 34 et 36 qui à leut tour enregistrent les valeurs de compte des compteurs 54 et 52 respectivement. Le microcalculateur lit les mémoires logiques et compare la position enregistrée avec la position assignée pour le mot unique du groupe de signaux de référence et peut soit appliquer des corrections appropriées aux entrées prédéterminées des compteurs 52 et 54 de façon que le mot unique du groupe de signaux de référence soit cor- rectement positionné avec une exactitude d'un symibole à l'in- térieur d'un cadre local TDMA, soit effectuer des corrections en reprogrammant la RAM pour obtenir un accroissement ou une diminution de la période locale du cadre et pour décaler le temps local estimé de synchronisation du cadre par rapport à la référence du cadre réel. Ce déplacement relatif se poursuit jusqu,'à ce que les temps d'arrivée locale des cadres et de référence soient alignés. Si un mot unique différent et un détecteur de mots uni- ques sont prévus pour le groupe de signaux de référence, la sortie du détecteur du mot unique de référence indique au mi- croprocesseur la position exacte du groupe dessignaux de réfé- rence et le microprocesseur programme la RAM pour obtenir la synchronisation convenable de la référence du cadre. Si le même mot unique et le détecteur des mots uniques et identiques sont utilisés pour toutes les stations, le mot unique suivant, détecté après la mise en service du détecteur de mots uniques peut ne pas être le mot unique du groupe de signaux de référence. Le microprocesseur reprogramme la RAM en supposant qu'elle a détecté un mot unique du groupe des signaux de référence et elle examine le code d'identification de la station suivant immédiatement le mot unique. Si ce code d'identification est celui du groupe des signaux de référence, la synchronisation de référence de cadre est ainsi obtenue. Sinon, le microprocesseur reprogramme alors les compteurs ap- proximatif et précis dans la RAM de façon à décaler la fenê- tre de détection du mot unique vers le groupe de signaux sui- vant. Le processus est répété jusqu'à ce que le code d'iden- tification de la station de référence soit détecté et que la synchronisation de la référence du cadre soit alors complète; 1I L'impulsion de préréglage du compteur de cadre, au lieu d'être contr8ôlée par une impulsion éventuelle, pourrait être directement fournie de la sortie du détecteur de mot unique et contrôlée par le contrôleur de la RAM. Dans un tel cas, un circuit convenable doit être prévu pour s'assurer que le comp- teur peut être préréglé au compte propre de symboles du cadre et fonctionner comme un volant en cas d'absence de détection du mot unique. Par exemple, la porte 501 pourrait être rempla- cée par une porte OU recevant une entrée du détecteur de mots uniques. L'autre entrée de la porte OU pourrait provenir d'un contrl81eur de temps conventionnel deun volant synchronisé par le signal de sortie du report du compteur approximatif 52. Ayant ainsi trouvé la position du groupe des signaux de référence le contrôleur du terminal peut accomplir la syn- chronisation du groupe de signaux de transmission selon l'une quelconque des méthodes:deretoursurboucle, de réaction ou de boucle ouverte. La méthode de retour sur boucle est décri- te dans la publication de Gabbard référencée ci-dessus et la méthode de réaction décrite par D, Lombard, G. Payet, H. Herr dans l'article "The TDMiA system and Test Program for Field Trial Via Symphonic" de la revue "Digital Satellite Conference Record" de novembre 1972 pages 1 à 13 (Système TDMA et Program- me de Tests pour Essais dans l'Espace par "Symphonic"). La méthode de boucle ouverte est décrite par Jefferis et K. Hodson dans l'article '"New Synchronization Scheme for Communications Satellite, TDMA System' de la revue "Electronic Letters", de * novembre 1973 Vol. 9, N 24o (Projet de Nouvelle Synchronisa- tion pour Satellite de Communications Système TDMA). Dans toutes ces méthodes le temps de référence de cadre peut être dérivé du groupe de signaux de référence situé dans toute position de cadre arbitraire et la commutation d'un groupe de signaux de référence à un groupe de signaux d'une autre posi- tion peut Gtre accomplie aisément si nécessaire sans réorgani- sation des affectations des groupes de signaux TDMIA. En utilisant la méthode de synchronisation par retour sur boucle le contrôleur du terminal reçoit initialement une estimation du temps de transmission du propre groupe de signaux local à partir d'une unité d'acquisition initiale telle que décrite par H. Murihara, A. Ogawa Y0 Hirat dans l'article "A net Initial Acquisition Technique for TCM1TDMA Satellite Communication System" de "Proceeding of the Third Internatio- nal Conference on Digital Satellite Communications" de novem- bre 1975, pages 288-292 (Nouvelles Technique d'Acquisition Initiale pour Système de Communications par Satellite TCM- TDMA). Alternativement, le contr8leur de terminal peut rece- voir une estimation basée sur la position-escomptée du satel- lite pour l'acquisition-selon la méthode de la boucle ouverte. Dans l'un et l'autre cas, l'estimation initiale du temps de transmission des groupes de signaux locaux est exacte de façon typique à plus ou moins 4psec. En utilisant cette estimation initiale du temps de la transmission des groupes de signaux locaux, le contrôleur de terminal local entraîne la transmission du seul groupe de si- gnaux du prémabule au voisinage du centre du créneau affecté au groupe de signaux. La synchronisation précise de ce seul groupe de signaux de préambule est déterminée par les quanti- tés approximatives et précises enregistrées dans la RAM 24 de contrôle. Lorsque le compteur de symboleS52 dit compteur approximatif arrive à la quantité approximative enregistrée, la porte 503 est rendue passante et une impulsion de commande est transmise chaque fois que le comparateur 40 détecte une correspondance entre la valeur dans le compteur de symboles 54 dit compteur précis et une valeur qui a été enregistrée dans la mémoire logique 28 de la RAM 24. Avec un temps de retard-d'environ une propagation aller retour jusqu'au satellite, le contrôleur de terminal permet le centrage de la fenêtre de détection du mot unique sur la position assignée du groupe de signaux de la boucle locale et avec une approximation en largeur de 4psec. Cette possi- bilité du détecteur de mots uniques est accomplie par la fourniture d'une impulsion de commande à la porte 53 en pro- venance de la RAM 24 de commande en réponse à une quantité particulière du compteur approximatif 52 des symboles et par le chargement dans la mémoire logique 30 à partir de la RAMI de contrôle 24 d'une valeur de comptage précis correspondant au temps-précis de commande désiré du détecteur de mots uni- ques. La fenêtre de détection est typiquement de 7 symboles larges + 3 symboles centrés sur la position de réception no- minale. Lorsque le détecteur de mot unique est commandé, la 13 2466916 porte 46 est aussi rendue passante de sorte qu'une impulsion de sortie est disponible à la porte 46 lorsque le mot unique du terminal local est détecté. La position précise mesurée du mot unique est alors enregistrée dans les mémoires logiques 34 et 36 et comparée avec la position désirée de mot unique dans le microprocesseur. En réponse à un écart entre les posi- tions mesurées et désirées, le microprocesseur modifie les adresses approximative et précise dans la RAM 24 de contrôle pour déterminer la synchronisation de l'impulsion éventuelle de transmission. L'erreur de synchronisation de transmission est corrigée par une reprogrammation immédiate des positions de la RAM de contrôle qui détermine la position du groupe des signaux de transmission. Cette reprogrammation "à la volée" est obtenue par le circuit logique 26 et le comparateur 38 sous le contrôle du microprocesseur. Dans une synchronisation des groupes de signaux à l'état stable, la mesure de l'erreur de synchronisation de transmis- sion des groupes de signaux est effectuée approximativement une fois à chaque temps de propagation aller retour au satel- lite et la mesure est faite en établissant une moyenne sur un certain nombre de cadres, cinq de façon typique. La correc- tion d'erreur de synchronisation de transmission est réalisée par étape sur la totalité des nombres de symboles à la fréquen- ce maximum d'une étape de correction de symbole par cadre TDIMA. La méthode de synchronisation par réaction du temps de transmission des groupes de signaux est conçue pour être uti- lisée dans une opération de transmission par faisceau o un signal local de boucle de réaction n'est pas disponible. Cette méthode de synchronisation est réalisée avec l'assistance d'une station coopérante qui mesure l'erreur de synchronisa- tion associée aux groupes de signaux reçus c'est-à-dire la différence entre la position réelle mesurée des groupes de signaux reçus et la position assignée. L'erreur mesurée est alors renvoyée à la station locale par la station du canal de signalisation par un canal de signalisation dans le préambule du groupe des signaux et la synchronisation du groupe des si- griaux.de transmission locale-est corrigée selon l'information d'erreur renvoyée par la station coopérative. Le codage de détection dUerreurs oeu de correction d'erreurs doit être prévu afin de protéger l'information de contrôle du groupe des signaux et d'empêcher les données erronées d'entraîner une erreur de synchronisation de transmission des groupes de si- gnaux et de provoquer une interférence possible entre groupes de signaux. La différence principale entre les méthodes de boucle et de réaction de la synchronisation des groupes de signaux de transmission est la propagation additionnelle du satellite et le délai associé à la méthode de réaction. Etant donné que le résultat de- la correction de synchronisation des. groupes de signaux de transmission ne peut être déterminé plus rapidement que le délai de propagation aller retour, l'inter- valle de mesure nécessaire à la méthode de réaction est double de celle qui est requise par la méthode de boucle de réaction. Dans la méthode de la boucle ouverte de la synchronisa- tion du temps des groupes de signaux de transmission, la syn- chronisation des groupes de signaux de transmission est pré- vue au moyen d'une source externe qui peut par exemple, être un microcalculateur avec accès aux données de la position du satellite et à l'horloge en temps réel. Selon l'exactitude des données et leur réolution, un traitement additionnel et une interpolation des données peuvent être nécessaires. De plus, puisque l'exactitude du temps de transmission est ré- duite dans la méthode de la boucle ouverte, le contrôleur de terminal TDNA peut fournir un temps. de protection plus grand et des fenêtre de détection dumot unique appropriées de fa- çon à compenser l'exactitude de -temps réduite. Les contrôles de la détermination approximative (contrôle des commandes) contrôlent la prise d'évènements de transmission et de récep- tion dans l'intervalle approximatif. Les impulsions d'évène- ments sont engendrées par l'accomplissement d'opérations lo- giques et de coïncidence entre les impulsions de contrôles de déterminations approximative et de contrôles de détermination précise engendrées à la sortie des comparateurs. Le temps d'intervention des impulsions d'évènements à l'intérieur d'un intervalle de compte approximatif est déterminé par une adres- se "d'avance" que l'on charge dans un circuit logique mémoi- re de comparaison au moyen de huit sorties séparées de la RAM de contrôle. Ces adresses d'avance de compte précis représen- tant la localisation désirée des symboles du cadre de l'impul- sion de commande particulière ou de l'impulsion d'évènement sont chargées dans les mémoires à circuit logique correspon- dant aux évènements un ou plusieurs intervalles de comptes approximatifs avant le temps désiré de la venue de l'impulsion d'évènement de sortie. Dans le dessin du microcontrâleur de ligne de base, la RAM de contr8le est réalisée en utilisant 4 956 éléments TTL LSI de type 4 "Schottky" commercialement disponible sous la désignation "Fairchild 93S422". Le nombre de sortie de contrôle de détermination approximative de la RAM peut être aisément accru dans ce modèle par l'apport ad- ditionnel de composants de la RAM et de portes de commandes associées. On notera que les trois jeux séparés de mémoires logi- ques et de comparateurs sont prévus, un pour chaque contr8le indépendant de la synchronisation de la transmission et des synchronisations de la réception locale et à distance. Le contr3le indépendant est nécessaire dans la synchronisation TDMA en raison du mouvement du satellite'qui entraîne une va- riationasynchrone des blocs de transmission et de réception. Les temps d'évènements de transmission et de réception du ter- minal local peuvent se croiser et se recouvrir dans les opé- rations normales TDMAo Le contrôle de synchronisation c8té réception dans les groupes de signaux fournis par la sortie du comparateur 42 et utilisées principalement pour engendrer des fenêtres de détec- tion du mot unique est basé sur l'horloge locale et le contrôle de synchronisation côté récepteur entre groupe de signaux Zournis par la sortie du comparateur 44 et utilisé pour le con- tr8le du démultiplexage des groupes de signaux est basé sur l'horloge de réception des symboles. Alternativement, le con- tr3le c8té réception entre groupe de signaux peut être engen- dré par les impulsions d'évènements dans les groupes de signaux et le contr8le séparé entre groupe de signaux peut être éli- miné si les chemins de réception des données P et Q sont re- synchronisés sur l'horloge locale des symboles avant le trai- tement terminal. Les contrôles des temps de résolution approximative et précise sont synchronisés en asservissant les contr8les appro- :miat!fs aux dépassements du compteur de résoltuion précise. Cette sYnchronsai on est critique pour le fonctionnement du ci.rcuit. et 1 n doit apporter un snin particulier pour s assu- rer que la phase de contrôle approximatif coïncide exactement avec les limites de début et de fin du compte précis. Un en- semble complet de symboles décalés dans le temps c'est-à-dire pour un compte précis ne partant pas à 0 dans l'intervalle de compte approximatif peut être compensé au titre du traitement accompli par le microcalculateur. Cependant un décalage de temps d'une fraction de symbole peut engendrer des sorties multiples des limites extrêmes du compte précis et aboutir à un fonctionnement incorrect des composants. La synchronisa- tion du contrôle des temps de résolution approximatif et pré- cis restaure l'opération du compteur de cadre divisé à la ré- solution de synchronisation équivalente prévue par un compteur de cadres TDMA complètement synchrone. Puisque l'entrée d'adresses de la RAM est contrôlée di- rectement par le compteur approximatif, l'écriture dans une position particulière de la RAM par exemple pour changer la synchronisation de groupe de signaux de transmission est ac- complie en utilisant la technique de reprogrammation immédia- te en enregistrant l'adresse désirée pour être reprogrammée dans la mémoire logique 26 tout en présentant les nouvelles données aux entrées de la RAM. Lorsque le compteur approxi- matif atteint l'adresse désirée, la reprogrammation intervient automatiquement. La commande enregistrée précédemment dans la RAM est canalisée dans la ligne de base pour permettre une reprogrammation sans interruption du contrôle actif. Une opé- ration de comparaison entre la sortie de compteur approxima- tif et l'adresse contenue dans la mémoire logique 26 entraî- ne la commande de l'opération d'écriture de la RAM et signale au microcalculateur, en utilisant une ligne de contrôle d'in- terface spéciale, que l'opération d'écriture de la RAM est complète. La figure 5 est un schéma sous forme de blocs des com- posants du module des passages des données transmises à vi- tesse élevée. En réponse aux signaux d'adresse de sélection envoyés par le contrôleur 10 de la RAM aux accès d'interface terrestre, les portes OU 56 et 58 reçoivent respectivement les données PQ des accès sélectionnés. Le basculeur 60 et le compteur 62 forment un compteur de symboles du groupe de signaux de transmission susceptible d'être restauré en posi- tion et qui est synchronisé par l'oscillateur 22 à haute 2 4 6 6 9 1 6 stabilité commandé par l'une des impulsions des évènements de transmission. Le générateur du préambule et la mémoire morte PROM fournissent une portion fixe du préambule contenant la porteuse et l'information de séquence de recouvrement de syn- chronisation des bits, le mot unique et l'information du code d'identification de la station à l'une des entrées terminales de chacune des portes OU 66 et 68. Les mémoires logiques 70 et 72 sous le contr8le du microcalculateur enregistrent res- pectivement l'information de la ligne de commande OW et l'in- formation du canal de signalisation commun CSC. Dans le mode de réalisation préféré illustré à la figure 5 les registres à décalage 75 et 76 sont tuilisés pour diviser l'information de la mémoire logique 72 entre la porte 66 de canal P et la porte 68 de canal Q respectivement. Les registres à décalage 78 et 80 procurent la mêmecouplage entre les mémoires logi- ques 70 et les portes 66, 68. Les registres à décalage 72, 74 78 et 80 sont tous synchronisés dans la séquence propre par les impulsions TC de contrôle de temps provenant du contrôle de générateur de préambule PROM 64. Les modems PSK exigent que les transitions de bits-inter- viennent en vue de maintenir la synchronisation d'horloge et pour satisfaire aux exigences FCC de densité de puissance aux surfaces des prises de terre ce qui nécessite un spectre d'é- nergie étendu. La dispersion de l'énergie s'obtient par l'uti- lisation d'un mélangeur à l'extrémité de la transmission, avec un dispositif de restauration du message initial à la réception. De façon typique les données de transmission en phase et en quadrature sont contrôlées par des circuits OU exclusifs, le transmetteur fournissant une séquence positive- négative d'une longueur de 215 symboles - 1, une séquence identique étant ensuite disponible au récepteur. De telles séquences de brouillage sont prévues aux sorties Q 13 et Q 15 de l'enregistreur à décalage 82 dont-les sorties sont ren- voyées par la porte 84 à l'entrée du registre à décalage. Les séquences de brouillage sont formées des données combinées des portes OU exclusives 86 et 88 avec les données du canal PQ respectivement afin de fournir l'entrée finale de chacune des portes 66 et 68. Les registres à décalage 74 à 80 sont tous synchronisés par l'horloge de transmission mais reçoivent leurs signaux d'enregistrement dans leur propre séquence à 2 4 6 6 91 6 partir des sorties de commande du générateur de préambule et du dispositif de contrôle PROM 64. Da façon similaire le regis- tre à décalage 82 est synchronisé par l'horloge de transmis- sion mais il charge son dispositif d'cibrouilleur en réponse à la sortie de-contrôle provenant du dispositif de contrôle PROM 64. De cette manière le générateur du préambule et le dispositif de contrôle PROM peuvent contrôler les séquences des entrées aux portes 66 et 68 de façon qu'elles ne se recou- vrent pas. La figure 6 est un schéma sous forme de blocs des compo- sants contenus dans le module des chemins de passage des don- nées de réception à vitesse élevée. Le registre à décalage avec les portes OU exclusives XOR 92, 94 et 96 effectuent l'opération de restauration et fonctionnent d'un manière in- verse de celles des composants 82 à 88 de la figure 5. Les registres à décalage 98 à 100 retirent du-préambule l'informa- tfon de la ligne commandée et la transmette comme données à la mémoire logique 102. D'une façon similaire les registres à décalage 106 et 108 extraient du préambule l'information du canal de signalisation et la transmette comme données d'entrée à la mémoire logique 108. Les mémoires logiques 102 et 108 sont synchronisées par les signaux provenant du dispo- sitif de contrôle PROM 110 de réception du préambule pour s'assurer que l'information propre est enregistrée dans les mémoires logiques. Deux signaux de synchronisation différents sont transmis par le dispositif PROM 110 à la mémoire logique 108 par les portes 112 et 114 sous le contrôle sélectif du microprocesseur. Un de ces signaux d'horloge entraîne la mé- morisation de l'information du canal de signalisation commun tandis qu'un autre signal des signaux sélectifs de synchroni- sation entraîne la mémorisation de l'information du code d'identification de la station. Le signal de chargement du dispositif de restauration est également fourni par le dispo- sitif PROM 110. Le détecteur de mot unique 116 contrôle les données des canaux P et Q après avoir été rendu actif par le générateur de fenêtres 118 qui à son tour répond à la sortie du compara- teur 42 tel que décrit ci-dessus. L'impulsion de sortie du gé- nérateur de fenêtre 118 détermine la fenêtre de détection et est typiquement d'une durée correspondant à sept symboles. La 2 4 6 6 9 1 6 sortie 120 du détecteur de mot unique est reçue comme entrée a la porte 46 de la figure 3. Le basculeur 122 et le compteur 124 constituent un comp- teur de symboles de groupes de signaux de réception suscepti- ble d'être' repositionné et dont la sortie est reçue à la fois par le dispositif PROM 110 et le comparateur 44 de la figure 3. On a représenté a la figure 7 un schéma sous forme de blocs illustrant le caractère modulaire du contr8leur termi- nal selon la présente invention. Le générateur de préambule et les dispositifs de contr81e PROM 64 et 100 des figures 5 et 6 peuvent être combinés en un seul module avec les comp- teurs des symboles des groupes de signaux de transmission et de réception. L'interface du canal de signalisation consti- tuant une mémoire logique 72 et les registres à décalage 74 et 76 de la figure 5 ainsi que la mémoire logique 108 et les registres à décalage 104 et 106 de la figure 6 peuvent être combinés en un seul module 128, L'interface des lignes d'or- dre comprenant les mémoires logiques 70 et les registres 78 et 80 dans la figure 5 et la mémoire logique 102 et les re- gistres 98 et 100 dans la figure 6 peuvent aussi 8tre combinés dans un seul module 130. Finalement les dispositifs d!embrouil- leur 82 à 88 et les dispositifs de restauration correspondants à 96 peuvent être combinés dans un seul module 132. Le détecteur de mot unique 116, 118 dans la figure 6 n'a pas de composant correspondant dans le module de passage des données de transmission de la figure 5 et par conséquent ce détecteur est prévu dans son propre module. Dans le dessin de la ligne de base, tous les modules associés aux: passages des données à vitesse élevée de trans- mission et de réception sont réalisés comme représentés aux figures 5 et 6 à l'exception du module des lignes pour la voix. Le circuit pour lignes de phonie fait partie de l'équi- pement canal de voix/codification qui n'a pas été représenté comme partie de ce modèleo La ligne de commande phonique qui fait partie de la structure du préambule des groupes de si- gnaux du prototype INTELSAT TDMA BG/1-18 peut être ajoutée au dessin de la ligne de base incorporant le module d'inter- À aoe requis du passage des données à vitesse élevée, un dispo- -l sitif spaa W7e codage de la voix et un sous-système de contr6- le du microprocesseur spécial conçu à cet effet. Le microcalculateur 18 de contrôle d'opération et le dispositif interface 20 de commande et de contrôle M & C sont réalisés au moyen d'éléments standards LSI de microproces- seur disponibles dans le commerce par exemple de microproces- seur de la famille de Motorola 6800. Un schéma sous forme de blocs du microcalculateur et de l'interface M & C est re- présenté à la figure 8. Cette section du contrôleur TDMA de la ligne de base emploie approximativement 11 éléments de circuits intégrés LSI et MSI et utilise une puissance de moins de 10 watts. L'interface du microcalculateur et du contrô- leur 10 est réalisée par un seuladaptateur d'interface péri- phérique PIA 6820 qui fournit 20 lignes de contrôle et d'in- terconnexion de données. L'interface est donnée par un dis- positif RS 232 ou une boucle de courant TTY 20ma. Cette dispo- sition est obtenue par un élément d'interface-de communication asynchrone 6850. Le fonctionnement de l'interface M & C est bien connu dans cet art. Le contrôleur terminal TDMA microprogrammé selon la pré- sente invention procure une souplesse de fonctionnement par une approche modulaire du mode de mise en oeuvre du système. En utilisant les matériels modulaires et un contrôleur RAM commun microprogrammé unique, comme représenté à la figure 7 le terminal peut être configuré pour répondre à une vaste gamme de spécifications du système incluant ceux du prototy- pe TDMA INTELSAT. Des processeurs additionnels prévus à cet effet peuvent être mis en interface pour répondre à des besoins spéciaux tels que la signalisation des lignes comman- dées du prototype INTELSAT et le contrôle de la fréquence d'erreur de bits (BER). Le contrôleur microprogrammé est commun à tous les modules de passage d'information à vitesse élevée o un usage multiple du contrôleur constitue une ré- duction importante dans le matériel terminal et dans les coûts de revient associés. Le contrôleur de terminal TDMA microprogrammé de la ligne de base est configuré pour s'adapter à une variété de longueurs de cadres jusqu'à 216 symboles par cadre et à des fréquencesde bit des groupes de signaux allant jusqu'à 120 Mbits/sec en utilisant la modulation QPSK. Un total combiné maximum de 256 groupes de signaux de transmission et de 21 2466916 réception séparées peuvent être traités et les données peuvent être multiplexées et démultiplexées pour séparer les accès d'interface terrestres. Cette combinaison de caractéristiques rend cette structure très efficace pour le traitement d'une variété d'arrangements d'interfaces terrestres. La configura- tion de la ligne de base peut être aisément étendue à de plus grandes longueurs de cadre et à un accroissement des nombres des groupes de signaux et d'accès d'interfaces terrestres. La configuration décrite est basée sur l'utilisation des circuits "Schottky" et des circuits intégrés "Schottky TTL" de faible puissance. Cette configuration utilise moins de éléments LSI et MSI disponibles dans le commerce et re- quiet une puissance inférieure à 50 watts. Le modèle de li- gne de base entière peut être logé dans une seule enveloppe métallique de 2Ox4Ox4cm (8x16xl,5pouce). Le contrôleur ter- minal TDMA microprogrammé a été réalisé physiquement et testé pour fonctionner dans une configuration de réseau à trois terminaux. Les tests ont été exécutés avec succès en utili- sant à la fois un cadre de 125 et de 75 OJsec et des fréquences de bits de groupe de signaux de 60 Mbits/sec, le matériel de la ligne de base étant aussi interconnecté à une interface terrestre de 60 canaux. Une autre caractéristique du modèle de ligne de base est l'interface contrôleur microprogrammé microprocesseur. Dans le modèle de la ligne de base, cette interface est limi- tée à 20 lignes en parallèle réalisées avec un adaptateur d'interface périphérique PIA tel que celui de type "6820 Motorola". Parmi les lignes interfaces 8 sont affectées aux tranferts bidirectionnels de données, 8 sont utilisées pour le contrôle direct du terminal par l'interface microproces- * seur et 4 sont des lignes d'interface spéciales. L'utilisa- tion de 8 lignes de données bidirectionnelles prallèles com- portent le choix des adresses de la RAM et le transfert des mots du microprogramme (8 bits parallèles) vers la RAM de contrôle. Les 8 lignes de contrôle et les 4 lignes d'inter- faces sont utilisées dans la sélection de diverses fonctions du système comprenant les opérations d'écriture de la RAM. Les lignes de commande interface sont utilisées pour les Laisons de reconnaissance entre le microprocesseur et le con- trôleur. 22 2466916 Les caractéristiques nouvelles du contrôleur terminal selon la présente invention comprennent 1- Un modèle de structure unique utilisant un contrôleur RAM microprogrammé à vitesse élevée avec une technique nouvel- le de "contrôle d'avance" qui résoud le problème de la syn- chronisation du contrôle au niveau du symbole et une organi- sation de contrôle horizontal qui contrôle les modules multi- ples de passage de données à vitesse élevée. Cette structure est une amélioration significative par rapport à l'art anté- rieur des modèles de microcalculateurs pour les applications de communications numériques o la résolution du temps de contrôle est d'une nécessité primordiale. 2- Un contrôl81e dynamiquement reprogrammable qui permet une reconfiguration en ligne des groupes de signaux de trans- mission et de réception utilisant une mémoire du contrôleur associé à la RAM et une technique de reprogrammation immédia- te. L'utilisation de cette nouvelle technique évite la néces- sité d'utiliser deux mémoires d'enregistrement séparées de contrôle de RAM l'un pour les contrôles précis et l'autre pour la programmation dans un arrangement en aller-retour dit encore"ping-pong". 3- La présence d'un seul contrôleur microprogrammé et un compteur de symboles de cadres divisés pour le contrôle simultané à vitesse élevée de toutes les fonctions de termi- nal de réception et de transmission TDMA. Le compteur de symboles de cadres divisés est en-lui-même une caractéristi- que nouvelle qui évite les limitations de vitesse du comp- teur de cadre totalement synchronisé et qui permet l'utili- sation des techniques "Schottky" TTL par l'utilisation d'un compteur IC préréglé sur une prévision externe pour être utilisé dans un modèle de ligne de base à 60 Msym/sec. 4- Un arrangement interface terrestre très simple qui partage le contrôleur microprogrammé commun. Dans l'équipe- ment terminal TDMA antérieur, l'interface terrestre était contrôlée dans un multiplexeur démultiplexeur séparé des groupes de signaux. - Une référence flottante de cadre TDMA dérivée d'un groupe de signaux sélectionnés à l'intérieur du cadre TDMA à une position de cadre assignée arbitraire, la synchronisation de référence du cadre pouvant être dérivée de la synchronisa- 23 2466916 tion moyenne d'un certain nombre de groupes de signaux TDMA. L'utilisation de cette nouvelle technique simplifie grande- ment le remplacement du groupe de signaux de référence. 6- Possibilité d'opération en modes multiples selon les méthodesde synchronisation des groupes de signaux de transmis- sion par boucle de retour, de circuit de réaction ou de boucle ouverte o tous les modes de synchronisation peuvent être adaptés à un seul réseau. 7- L'interface contr8lée du microcalculateur intégré sert à la fois d'unité de contrôle et de commande soit locale soit éloignée soit locale et éloignée. REVENDICATION 1) Contrôleur de terminal TDMA microprogrammable fonc- tionnant entre au moins un module interface terrestre TIM et un modem, ledit contrôleur de terminal comportant - un contrôleur de mémoire à accès aléatoire micropro- grammé pour traiter des groupes de signaux en temps réels et pour exécuter des fonctions de contrôle des passages de données, - des moyens de passage de données de transmission et de réception à vitesse élevée pour la liaison d'interface avec ledit modem et ledit module d'interface terrestre et pour fournir les données de traitement direct des groupes de signaux, - un moyen de contrôle et d'opération basé sur le micro- calculateur et - un moyen de synchronisation pour fournir une source d'impulsion de synchronisation audit contrôleur terminal.