Brevet FR2488469A1 — publié le 19820212

La présente invention se rapporte à un prodécé d'établissement de conversations radio-téléphoniques DAMA simple bond par l'inter- médiaire d'un satellite entre abonnés de stations périphériques faisait partie d'un réseau comportant, au sol, une station centrale et plusieurs stations périphériques, ainsi qu'à un dispositif de mise enoeuvre de ce procédé. Dans un réseau radio-téléphonique de communications par satellite, il se peut que deux ou plusieurs stations périphériques demandent simultanément, sur le même canal, à la station centrale, par l'inter- médiaire du satellite, l'établissement d'une communication radio- téléphonique avec d'autres stations périphériques, ce qui risque de produire un conflit au niveau de la réception à la station centrale qui ne pourrait prendre correctement en compte ces demandes simultanées. Pour éviter de tels inconvénients, on procède habituellement à ce que l'on appelle un "pooling" des stations périphériques. Cette méthode consiste à faire interroger cycliquement par la station centrale toutes les stations périphériques en envoyant, pour chaque station,dans le sens aller d'une voie bidirectionnelle de communi- cation, l'identité de cette station. Les stations périphériques ayant une demande de communication à formuler renvoient cette même identité dans le sens retour de ladite voie bidirectionnelle. Cette solution élimine tous les conflits entre les demandes mais devient pénalisante lorsque le nombre de stations périphériques augmente et que le trafic par station diminue, car elle nécessite alors un nombre croissant de voies de demande, ce nombre étant proportionnel au nombre de stations et non au trafic par station. La présente invention a pour objet un procédé d'établissement de conversations radio-téléphoniques dans un réseau du type précité, ce procédé évitant le mieux et le plus rapidement possible les conflits dûs à des demandes simultanées, tout en nécessitant le moins possible de voies de communication. La présente invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Le procédé conforme à-la présente convention consiste à faire émettre par la station centrale, au moins pendant les laps de temps pendant lesquels les stations périphériques sont susceptibles d'appeler la station centrale, sur une voie spécialisée unidirec- tionnelle commune à l'ensemble du réseau, dénommée par la suite "voie de synchronisation des événements de présentation" ou V.S.E.P., un signal de synchronisation, et à faire émettre par les stations périphériques chacune de leurs demandes d'établissement et/ou de rupture de communication, se présentant aléatoirement, en synchronisme avec un instant caractéristique déterminé de ce signal de synchronisation, cet instant caractéristique déterminé étant celui se présentant immédiatement après l'instant d'appari- tion de la demande correspondante, ou l'un des instants caracté- ristiques suivants lorsque plusieurs demandes se présentent entre deux instants caractéristiques consécutifs. Selon un aspect du procédé de la présente invention, la station centrale attribue aux demandes d'établissement de communications émanant des stations périphériques un groupe de voies unidirection- nelles spécialisées dénommées "voies d'évènements de présentation" ou V.E. P., la taille de ce groupe étant variable, au cours du temps, en fonction de la densité du trafic du réseau, et la station centrale attribue à ses ordres, émis vers les stations périphériques, un autre groupe de voies unidirectionnelles spécialisées, dénommées "voies des distribution d'ordres" ou V.D.0., la taille de cet autre groupe étant également variable, au cours du temps, en fonction de la densité du trafic du réseau. Selon un autre aspect du procédé de la présente invention l'enveloppe du signal de synchronisation est un signal rectangulaire dont la période est légèrement supérieure à la durée maximale des demandes émises par les stations périphériques sur leurs VEP, et les fronts, par exemple les fronts montants, de ce signal rectan- gulaire, sont les dits instants caractéristiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins une partie de ce signal de synchronisation renferme des messages à destination des stations périphériques. De façon avantageuse, les groupes de VEP et de VDO sont adja- cents à la VSEP, de part et d'autre de celle-ci. Selon un autre aspect du procédé de la présente invention, lors de lamise en route d'une station périphérique, cette station péri- phérique procède à un balayage des bandes de fréquences attribuées au réseau, localise la VSEP, et se cale sur sa fréquence pour déterminer ses propres VEP et VDO en fonction des indications fournies par la station centrale et en fonctiot. de son identité dans le réseau. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé de la présente in- vention comporte, dans la station centrale de type connu en soi, un moyen de production de signal de synchronisation et un moyen d'insertion de messages dans le signal de synchronisation, et ce dispositif comporte, dans chaque station périphérique, entre les équipements de voies SCPC formant les éléments terminaux des équi- pements radio et le joncteur téléphonique et le signaleur de leur autocommutateur, un circuit DAMA de commande et d'interfaçage de la voie SCPC correspondante. Selon une caractéristique du dispositif de l'invention, le circuit DAMA de commande et d'interfaçage comporte des moyens d'isolement DAMA/téléphonie, un circuit de signalisation DAMA, un circuit de commande automatique de gain en téléphonie, des moyens de pilotage de la voie SCPC correspondante,et, le cas échéant un dispositif de passage 2 fils/4fils c8té téléphonique. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé dont la figure unique est un bloc diagramme d'un réseau radiotéléphonique par satellite conforme à la présente invention. Le réseau radiotéléphonique de communications par satellite représenté schématiquement sur la figue unique du dessin, du type DAMA, comporte essentiellement une station centrale 1, n stations périphériques 21 à 2 n et un satellite de télécommunications 3, du type géostationnaire. La station centrale I comporte essentiellement, de façon clas- sique, une antenne 4, un circuit émetteur-récepteur haute fréquence , un circuit 6 distributeur de fréquences intermédiaires, un ensemble 7 de modulateurs/démodulateurs de fréquences intermé- diaires du type SCPC (Single Channel per Carrier, c'est-à-dire du type à un seul canal par fréquence porteuse), un ensemble 8 d'équi- pements de voie, un calculateur (ou ensemble de calculateurs dupli- qués) 9, et des organes périphériques 10 associés au calculateur 9, par exemple des claviers d'introduction de données commandés par l'opérateur de la station centrale, des consoles de visualisation, des mémoires de masse, etc.... Selon la présente invention on relie, dans la station centrale, à l'ensemble 7 et à l'ensemble 8 un dispositif Il de production de signaux de synchronisation et d'insertion de messages dans ces signaux de synchronisation, égaiement commandé par le calculateur 9. Il est bien entendu que pour des raisons de facilité de réalisation, le dispositif 11 peut être intégré à l'ensemble 8. Le satellite 3 de télécommunications est un satellite classique à transpondeurs et ne sera donc pas décrit en détail. Les n stations périphériques 21 à 2 n du réseau sont de cons- truction similaire, seul le nombre de leurs abonnés, donc la capa- cité de leur autocommutateur, pouvant varier, on ne décrira donc en détail qu'une seule de ces stations centrales, par exemple la station 21. Toutefois, au cas o une station périphérique est proche physi- quement de la station centrale, l'ensemble d'émission/réception et l'antenne peuvent leur être communs. La station périphérique 21 comprend: une antenne 12 suivie d'un circuit émetteur-récepteur haute fréquence 13, et d'un dis- tributeur de fréquences intermédiaires 14 qui est relié à plusieurs, par exemple trois, modulateurs/démodulateurs de fréquences inter- médiaires du type SCPC référencés 151, 152 et 153. Chacun des modulateurs/démodulateurs 151 à 153 comporte, en sortie, une interface, respectivement référencée 161 à 163, réali- sant l'interfaçage avec les circuits DAMA (Demand Assignment Multiple Access) reliés en aval. Pour la clarté du dessin, on n'a représenté qu'un seul des circuits reliés en aval des modulateurs/démodulateurs, à savoir le circuit faisant suite au modulateur/démodulateur 151, tous ces circuits étant identiques. L'interface 161 est reliée par deux liaisons basse fréquence bifilaires unidirectionnelles17 et 18 et par une liaison de com- mande unidirectionnelle symbolisée par une flèche double 19 à un circuit 20 de commande et d'interface de la voie SCPC correspondante (151 dans le cas présent). La liaison de réception 17 relie la sortie basse fréquence de l'interface 16, à l'entrée d'un amplificateur 21 à sortie asymétri- que. La sortie de l'amplificateur 21 est reliée d'une part à l'entrée de réception d'un signaleur 22 approprié pour le système DAMA, et d'autre part à l'entrée d'un autre amplificateur 23 à sorties symétriques, de préférence à gain réglable. Le signaleur 22 est relié à un circuit 22a de traitement des signaux de synchronisation et des messages émis par la station centrale. Pour la simplification de la réalisation, le circuit 22a peut être intégré au signaleur 22. Les sorties de l'amplificateur 23 sont reliées à l'une des paires de contacts fixes d'un commutateur double 24 à trois positions. Pour simplifier le dessin, toutes les liaisons symétriques bifilaires ont été représentées par un seul trait et lecommutateur double 24 a été représenté comme un commutateur simple, et l'homme de l'art pourra facilement compléter le dessin. Une seconde paire de contacts fixes du commutateur 24 est reliée à la masse à chaque fois par une impédance 25 dont la valeur est égale à celle des lignes de transmission basse fréquence utilisées. Dans un exemple de réalisation, cette impédance est une résistance pure de 600 ohms. La troisième paire de contacts fixes du commuta- teur 24 est reliée à la sortie d'un signaleur téléphonique 26. La paire de contacts mobiles du commutateur 24 est reliée à la paire de contacts mobiles d'un autre commutateur double 27 à deux positions qui a également été représenté sous forme d'un commuta- teur simple et dont une première paire de contacts fixes est reliée à l'entrée, côté 4 fils, d'un circuit équilibreur 2 fils / 4 fils 28. La sortie, c8té 4 fils du circuit équilibreur 28 est reliée à une première paire de contacts fixes d'un commutateur double 29 égale- ment représenté sous forme d'un commutateur simple. Le côté 2 fils de l'équilibreur 28 est relié à un joncteur de ligne téléphonique 30. Les deuxièmes paires de contacts fixes des commutateurs 27 et 29 sont respectivement reliées à une entrée et à une sortie du joncteur 30. Toutefois, si l'on veut simplifier le joncteur de ligne, il est possible de ne prévoir qu'un seul type de raccorde- ment, soit en quatre fils, soit en deux fils, ce qui permet de supprimer les commutateurs 27 et 29, et de supprimer le circuit équilibreur 28 dans le cas du raccordement à quatre fils. Le contact mobile du commutateur 29 est relié à l'entrée d'un amplificateur 31 dont la sortie asymétrique est reliée d'une part à l'entrée d'un amplificateur 32 à sorties symétriques et d'autre part à l'entrée d'un amplificateur 33 à sortie asymétrique et ayant une commande automatique de gain. Les sorties de l'amplifica- teur 32 sont reliées, par une liaison symétrique à 2 fils au signaleur téléphonique 26. La sortie de l'amplificateur 33 est reliée à l'un des contacts fixes d'un commutateur 34 à trois posi- tions. Un second contact fixe du commutateur 34 est relié à la sortie du signaleur 22, et le troisième contact fixe du commutateur 34 est relié à la masse. Le contact mobile du commutateur 34 est relié à l'entrée d'un amplificateur 35 à sorties symétriques. Les sorties symétriques de l'amplificateur 35 sont reliées, par la liaison bifiliaire 18 à l'interface 16. Le joncteur de ligne 30 et le signaleur 26 sont reliés à un auto- commutateur 36. La station 21 comporte également une intelligence décentralisée 37, formée d'un ou de plusieurs microprocesseurs. L'intelligence 37 est reliée par des liaisons de gestion informatique, symboliséespar une flèche large 38, aux circuits 20, 26 et 30. On va maintenant expliquer le fonctionnement du réseau décrit ci-dessus. A chaque changement notable du-trafic du réseau, aussi bien lors d'une grande augmentation ou diminution du nombre d'appels que lors de la mise en route du réseau téléphonique, ou lors de sa reconfiguration (par suite de l'ajonction de nouvelles stations périphériques ou d'une nouvelle attribution de fréquences dans la bande de fréquence du satellite), on fait émettre par la station centrale 1 un message de configuration des voies de signalisation sur une voie appelée "voie de synchronisation d'évènements de pré- sentation" ou V.S.E.P. Cette V.S.E.P. est prise de préférence approximativement au milieu de l'une (ou de la) des bandes de fréquences attribuées au réseau en question, ce de façon à pouvoir lui accoler d'un c6té et de l'autre les voies de signalisation V.E.P. et V.D.O. décrites ci-dessous. La station centrale émet en permanence (ou au moins pendant les laps de temps pendant lesquels sont suceptiblesde se produire des appels téléphoniques des stations périphériques) un signal de synchronisation se présentant sous forme d'un signal rectangu- laire dont les fronts actifs sont par exemple les fronts montants. La période de ce signal peut par exemple être de 250 ms environ. A l'intérieur de l'une ou de plusieurs impulsions de ce signal rectangulaire, on insère différents messages se présentant sous forme de signaux codés dont la fréquence est bien entendu supérieure à celle dudit signal rectangulaire. Ces signaux peuvent par exemple être des monofréquences acoustiques choisies parmi un ensemble de quinze fréquences comprises dans la bande300-3300 Hz, chaque fréquence étant émise pendant quelques dizaines de milli-secondes. Ce codage assure la meilleure immunité au bruit en transmission radio à taux de modulation constant. Le signal rectangulaire et les messages sont produits, de façon connue en soi, par le circuit 11, sous le contrôle du calculateur 9. Le message de configuration des voies de signalisation informe les stations périphériques sur le nombre instantané de V.E.P. et de V.D.0. attribuées, par la station centrale aux stations péri- phériques, en fonction de la densité du trafic du réseau. Lors de la mise en route d'une station périphérique, cette station explore la bande de fréquence du transpondeur correspondant du satellite à la recherche de la V.S.E.P., ce qui se fait relative- ment rapidement (en général quelques minutes). Dès que cette station périphérique a localisé la V.S.E.P., elle se cale sur sa fréquence pour déterminer les VDO et les VEP de ses équipements de la façon décrite ci-dessous. A chaque voie S.C.P.C. d'une station périphérique est associée une identité ou numéro de cette voie. Cette identité, câblée dans le circuit SCPC correspondant (151 à 153 sur l'exemple du dessin), est connue de l'intelligence décentralisée (37) de la station péri- phérique. L'intelligence décentralisée, après réception (par le signaleur 22) et décodage (par le circuit 22a) du message de configuration de voies de signalisation, détermine, par une transformation simple, le numéro d'identité de la V.E.P. et de la V.D.O. associées à chaque voie S.C.P.C. Si par exemple la station centrale attribue n voies V.E.P. et m voies V.D.O. au réseau, le numéro de V.E.P. et de V.D.O. associé à une voie S.C.P.C. peut être la "checksum" de l'identité modulo n et modulo m respectivement. Ainsi, chaque station périphérique connait le numéro de la V.E.P. et de la V.D.O. associées à chacune de ses voies S.C.P.C. Les V.E.P. (voies d'évè- nements de présentation) sont des voies de signalisation destinées uniquement à transmettre les demandes d'établissement de communica- tions et de ruptures de communications des stations périphériques, et les V.D.0. (voies de distribution d'ordres) sont des voies de signalisation destinées uniquement à transmettre les appels et les ordres de choix de voies de trafic émis par la station centrale. Les V.E.P. et les V.D.O. sont situées de part et d'autre de la V.S.E.P. Au repos, c'est-à-dire en l'absence d'appels de ses abonnés, une station reste en écoute sur sa VD.O. Lorsque l'un des abonnés reliés à l'autocommutateur d'une station périphérique forme sur son poste téléphonique le numéro d'appel d'un abonné relié à l'autocommutateur d'une autre station périphérique, cet appel n'est émis par sa station périphérique que lorsque se présente le prochain front actif du signal de synchroni- sation reçu par cette station. Etant donné que les signaux émis par les différentes stations périphériques mettent pratiquement le même temps pour parvenir au satellite, les appels d'abonnés reliés à des stations périphériques différentes, et survenant entre deux fronts actifs consécutifs du signal de synchronisation, par- viennent obligatoirement simultanément à la station centrale qui peut facilement détecter cette simultanéité et les refuser sans risque de double prise en trafic (passage simultané de deux voies S.C.P.C. sur le même canal de trafic). Les stations périphériques recommencent alors leurs appels suivant la procédure D.A.M.A connue jusqu'à ce que les différents appels se présentent en des instants séparés par au moins un front actif du signal de synchronisation, et soient donc émis par les stations périphériques respectives en concordance avecdes fronts actifs différents. Du fait que la période du signal de synchronisation est supérieure à la durée d'un appel, la station centrale peut alors facilement prendre en compte ces appels et-leur donner suite. Ainsi, il n'y a aucun risque de chevauchement partiel des appels provenant de stations périphéri- ques différentes,chevauchement partiel qui risquerait d'être mal interprété par la station centrale et-de donner lieu à des mises en communications erronées. Par contre, des cas d'appels se chevau- chant entièrement sont correctement interprétés par la station centrale qui les refuse purement et simplement. Des qu'un appel est pris en compte par-la station centrale, celle-ci en informe la station périphérique du demandeur sur la V.D.O. associée à la voie S.C.P.C. de réception utilisée, pour la faire patienter, et lui indique le numéro de la voie de trafic, à savoir la voie VT sur laquelle ces deux stations vont basculer aussitôt pour la poursuite delaamise en communication. Ensuite, la station centrale envoie un appel sur la V.D.O. associée à la voie S.C.P.C. de réception correspondant à l'abonné demandé de la station périphérique destinatrice, et en même temps la station centrale indique à cette station périphérique destina- trice le numéro de la voie de trafic, à savoir la voie VT2, diffé- rente de VT1, sur laquelle ces deux stations vont basculer aussitôt. On notera que les voies VT et VT2 comprennent chacune deux chemins de transmission différents, de et vers la station centrale, occupant chacun une fréquence de la bande de fréquences allouées du trans- pondeur du satellite. Ainsi, la station centrale dialogue individuel- lement avec les deux stations périphériques en question, sur deux voies bidirectionnellements différentes. La liaison entre la station centrale etla station périphérique destinatrice se poursuit sur VT2 jusqu'au décrochage de l'abonné demandé. Dès que se produit ce décrochage, la station centrale donne l'ordre à la station périphé- rique destinatrice, sur la même V.D.O. qu'auparavant, de basculer sur VT. Aussitôt après ce basculement, les deux stations périphé- riques sont en communication sur VTP, sans passer par la station centrale (liaison simple bond), et l'abonné demandeur peut conver- ser avec l'abonné demandé. Dès que l'un des deux abonnés raccorche, sa station détecte cet évènement et émet un signal correspondant de fin de communication en coiïicidence avec un flanc actif du signal de synchronisation, sur la V;E.P. associée à la voie S.C.P.C. utilisée. En outre, ladite station ayant détecté le raccrochement émet sur VTW un message de libération de cette voie de trafic vers l'autre station, et ces deux stations relâchent, chacune de son côté, la voie VTWr Bien entendu, la station centrale peut, à tout moment, envoyer sur VTW des messages de libération autoritaire si cette voie est réputée bloquée. En outre, la station centrale peut émettre sur VTW des messages de changement de voie de trafic pendant la phase de conversation des stations périphériques. Ainsi, il est possible de regrouper les voies de conversation utilisées à l'une des extrémités de la bande de fréquences du transpondeur (en heures creuses par exemple) sur l'ordre de l'opérateur de la station centrale pour permettre la transmission de signaux à large bande, par exemple de signaux vidéo, sur les autres voies de cette bande de fréquences. Dans la station centrale, les différents équipement de voie de l'ensemble 8 d'équipements de voie sont banalisés, c'est-à-dire n'ont pas de fonction spécifique, et sontdébanalisés au fur et à mesure des besoins sous la commande du calculateur 9. Ainsi, les équipements de voie peuvent être affectés soit aux VDO, soit aux VEP, soit aux voies de trafic. Il faut remarquer que le nombre d'équipements de voie associés aux voies de trafic n'est pas égal au nombre total des voies de trafic du réseau, mais au nombre de communications en cours d'établissement, ajouté au nombre de voies en télésurveillance, ce dernier nombre pouvant être nul si la télésurveillance ne s'exerce qu'en heures creuses. Il REVENDICATIONS 1. Procédé d'établissement de conversations radio-téléphoniques DAMA simple bond par l'intermédiaire d'un satellite entre abonnés de stations périphériques faisant partie d'un réseau comportant, au sol, une station centrale et plusieurs stations périphériques, caractérisé par le fait que l'on fait émettre par la station centrale, au moins pendant les laps de temps pendant lesquels les stations périphériques sont susceptibles d'appeler la station centrale, sur une voie spécialisée unidirectionnelle commune à l'ensemble du réseau dénommée "voie de synchronisation d'évènements de présenta- tion ou V.S.E.P., un signal de synchronisation, et que l'on fait émettre par les stations périphériques chacune de leurs demandes d'établissement et/ou de rupture de communication, se présentant aléatoirement, en synchronisme avec un instant caractéristique déterminé de cesignal de synchronisation, cet instant caractéristi- que déterminé étant celui se présentant immédiatement après l'ins- tant d'apparition de la demande correspondante, ou l'un des instants caractéristiques suivants lorsque plusieurs demandes se présentent entre deux instants caractéristiques consécutifs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe du signal de synchronisation est un signal rectari- gulaire dont la période est légèrement supérieure à la durée maxi- male des demandes émises par les stations périphériques, et que l'instant caractéristique est un front de ce signal rectangulaire. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'au moins une partie du signal de synchronisation renferme des messages à destination des stations périphériques. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé par le fait que la station centrale attribue aux demandes d'établissement de communications émanant des stations périphériques un groupe de voies unidirectionnelles spécialisées, dénommées "voies d'événements de présentation" ou V.E.P., la taille de ce groupe étant variable, au cours du temps, en fonction de la densité du trafic du réseau, et par le fait que la station centrale attribue à ses ordres, émis vers les stations périphériques, un autre groupe de voies unidirectionnelles spécialisées, dénommées "voies de distribution d'ordres" ou V.D.O., la taille de cet autre groupe étant également variable, au cours du temps, en fonction de la densité du trafic du réseau. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les groupes de VEP et VDO sont adjacents à la VSEP, de part et d'autre de celle-ci. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait que lors de la mise en route d'une station périphérique, cette station procède à un balayage des bandes de fréquences attribuées au réseau, localise la V.S.E.P., et se cale sur sa fréquence pour déterminer les VDO et les VEP de ses équipe- ments en fonction des indications fournies par la station centrale et en fonction de son identité dans le réseau. 7. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte, dans la station centrale (1) de type connu en soi, un moyen de production de signal de synchronisation (11) et un moyen (8) d'insertion de messages dans le signal de synchronisation, et qu'il comporte, dans chaque station périphérique entre les équipe- ments de voies SCPC formant les éléments terminaux des équipements radio (151 à 153) et le joncteur téléphonique (30) et le signaleur (26) de leur autocommutateur (36), un circuit DAMA (20) de commande et d'interfaçage de la voie SCPC correspondante. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le circuit DAMA de commande et d'interfaçage comporte des moyens d'isolement DMA/téléphonie (20), un circuit de signalisation DAMA (28), un circuit de commande automatique de gain en téléphonie (33), des moyens (28) de pilotage de la voie SCPC correspondante, et, le cas échéant, un dispositif de passage 2 fils/4 fils c8té téléphonique (30).