Brevet FR2527872A1 — publié le 19831202

STATION FIXE D'UN SYSTEME DE RADIOCOMMUNICATIONS A SAUTS DE FREQUENCE, A EMETTEURS BANALISES L'invention se rapporte aux systèmes de radiocommunications assurant la liaison entre des mobiles et une ou plusieurs stations fixes sur des "canaux" à sauts de fréquence et plus particulièrement aux stations fixes d'un tel système. Dans les systèmes classiques de radiocommunications, chaque station fixe comporte un ensemble de N couples émetteur-récepteur. Chacun de ces couples est affecté à une communication pendant toute la durée de celle-ci Le nombre N de couples émetteur-récepteur dans une station fixe est déterminé en fonction de l'intensité du trafic et du taux de perte maximum admissible Ainsi, pour un trafic de 10 erlangs à l'heure chargée, il faut classiquement prévoir 15 émetteurs-récepteurs pour avoir un taux de perte de 5 %. Dans un système o les liaisons sont des liaisons à sauts de fréquence, une loi de saut de fréquence peut être affectée à chaque mobile Les lois des différents mobiles d'un continuum espace-temps- fréqueoce sont indépendantes mais changent de valeurs simultanément et les valeurs de fréquences sont choisies dans un même ensemble de fréquences prédéterminées L'émission se fait sur des paliers de fréquen- ces séparés les uns des autres par des temps morts qui facilitent les changements de fréquences Pour la réception les stations fixes doivent être à l'écoute de toutes les communications susceptibles d'être émises, et par conséquent tous les sous-ensembles de réception sont indispensables, soit 15 organes récepteurs dans l'exemple ci-dessus pour écouler le trafic de 10 erlangs avec un taux de perte de 5 %. Par contre, pour l'émission la station fixe gère l'ensemble des communications avec les stations mobiles de la cellule Or les organes émetteurs sont parmi les éléments les plus coûteux de l'infrastructure nécessaire à la station fixe. L'invention a pour objet une station fixe d'un système de radio- communication à sauts de fréquence dans laquelle le nombre d'émetteurs est inférieur au nombre de récepteurs, les émetteurs étant banalisés et aflectés uniquemient dux portions de communications pendant lesquelles il est nécessairt d'émettre. Suivant l'invention, une station fixe d'un système de radiocommu- n Icdtions a sauts de fréquence, dans laquelle l'émission est faite sur des palit-rs tdt Irvquol- teurb, est cdracterisee en ce que qu'elle comrporte, pour un raccordement a N liaisons télé-phoniques d'émission-réception, N récepteurs affectés aux n liaisons de réception et p émetteurs banalisés par rapport aux N liaisons 1 î d'émission, p étant inférieur à N, la station comportant en outre un circuit de commande général recevant N signaux, caractéristiques des états d'activité ou de non activité des liaisons d'émission, générés par n circuits de gestion associés aux N liaisons d'émission et fournissant d'une part des signaux d'autorisation d'émission aux p émetteurs, d'autre part des signaux de commande de connexion, la station comportant également deux matrices de connexion à N entrées de signal, p sorties de signal, et des entrées de commande recevant les signaux de commande de conne- xion, la première pour relier au maximum p parmi les N liaisons d'émission aux entrées de signal des p émetteurs, la seconde établissant les mêmes connexions pour relier au maximum p parmi N générateurs de loi temps/ fréquence associés aux N liaisons d'émission aux entrées de commande de fréquence des p émetteurs. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appa- raîtront à l'aide de la description qui suit en référence aux figures annexées. La figure I représente un mode de réalisation d'une station fixe comportant autant d'émetteurs que de récepteurs. -La figure 2 est un diagramme de signaux explicatifs. La figure 3 représente un mode de réalisation d'une station fixe suivant l'invention. La figure 4 est un second diagramme de signaux explicatifs. Tous les émetteurs et récepteurs du réseau et en particulier tous ceux de la station fixe fonctionnent sur des paliers en synchronisme séparés par des temps morts, les fréquences de ces paliers étant détermi- nés par l'heure et le numéro d'identification de l'abonné destinataire. Par ailleurs, une caractéristique des liaisons téléphoniques est que la moyenne des temps effectifs de transmission est de l'ordre du quart de la durée totale de la communication, un facteur 2 étant lié au fait que la transmission est bilatérale (seul l'un des deux abonnés parle à la fois), l'autre facteur 2 étant lié aux temps morts et aux silences inter-mots et inter-syllabes d'une conversation courante En conséquence, dans la sta- tion fixe suivant l'invention, les émetteurs ne sont utilisés que pendant le temps strictement nécessaire à l'émission du signal téléphonique ou des signaux de procédure, c'est-à-dire qu'un circuit d'émission n'est plus réservé pour une communication entière mais seulement pour des portions de communication En dehors de ces périodes d'émission, aucun signal n'est transmis, pas même une porteuse non modulée Ainsi le temps d'occupation à l'émission pour une communication est notablement infé- rieur à la durée de la communication et un émetteur peut être libéré entre deux périodes d'émission d'une même communication Etant donné par ailleurs que chaque émetteur doit changer de fréquence à chaque palier d'émission, il n'est pas gênant d'appliquer cette commande de changement de fréquence, liée au numéro d'identification de l'abonné destinataire, à un émetteur ou à un autre indifféremment au moyen d'une gestion commune de l'ensemble des périodes d'activité des communica- tions en cours; ceci permet d'affecter des portions des communications à des émetteurs banalisés et de réduire le nombre des émetteurs nécessaires à une station fixe pour l'écoulement d'un trafic donné par rapport à un système comportant des émetteurs couplés à des récepteurs et affectés à des communications entières. Un tel système introduit aux heures les plus chargées, des coupures supplémentaires dans les communications, mais leur effet est négligeable par rapport à la réduction de matériel correspondante et ne gêne pas l'audition Ainsi, pour une station fixe à 15 organes récepteurs, si le nombre des émetteurs est réduit à 10, les coupures introduites lors de la durée de simultanéité de 15 communications sont équivalentes à un taux de 0,36 % de brouillage intrinsèque supplémentaire, le brouillage intrinsèque étant le brouillage dû au fait que les fréquences de deux paliers de lois de fréquences différentes,mais dont les fréquences sont choisies dans un même ensemble,peuvent coincider De plus, comme le brouillage intrinsèque, du fait que les coupures se font par paliers entiers, leur effet est moins gênant que des erreurs réparties, même à un taux inférieur. La figure 1 représente une station fixe conforme à l'art connu en ce qu'elle comporte autant d'émetteurs que de récepteurs, dans un système à sauts de fréquence. Cette station fixe comporte N émetteurs E 1 En et N récepteurs, R 1 R seuls 'les premiers et les niemes ayant été représentés Les émetteurs E (i = 1 à n) ont leurs sorties reliées aux entrées d'un circuit de couplage d'émission 100 dont la sortie 101 est reliée à l'antenne d'émis- sion De manière analogue dans la partie réception de la station, l'antenne de réception est reliée aux entrées des différents récepteurs par l'inter- médiaire d'un circuit de couplage réception 200 Les émetteurs et récepteurs sont associés par couples tels que Ei RI Ei Ri En Rn, de façon fixe par une ligne téléphonique " 4 fils" composée d'une paire "transmission" TRON et d'une paire "réception", RO Ni, en provenance d'un canal téléphonique de rattachement radio. D'autres circuits nécessaires au bon fonctionnement du système sont associés à chaque couple émetteur-récepteur Seuls ceux correspon- dant à E 1 R ont été représentés sur la figure 1. Lorsqu'une communication est en cours sur la ligne 1 avec un mobile, le signal téléphonique, parole, tonalité,, arrive sur' la ligne TRON 1 sous forme analogique, MIC, ou autre, et est appliqué à l'entrée d'un circuit de traitement 102 Ce circuit de traitement transforme ce signal en un signal de forme convenable pour la transmission radio Ce circuit de traitement 102 peut être par exemple un convertisseur MIC- DELTA, ou un convertisseur analogique-DELTA Pour un système o l'émission radio se fait suivant une loi de sauts de fréquence, avec un temps mort entre les paliers de fréquence, le circuit de traitement 102 comporte également des moyens de découpage et de compression tempo- relle du train binaire résultant de la conversion, afin de l'adapter à la transmission par paliers Le signal comprimé est transmis à la sortie du circuit de traitement 102, reliée à l'entrée d'un circuit à retard 103 La sortie de ce circuit à retard est reliée à la première entrée d'un multiplexeur 104 dont la sortie est reliée à l'entrée de l'émetteur correspondant soit El 1 La ligne de transmission TRON 1 est également reliée à l'entrée d'un circuit détecteur d'activité 1 Q 5 qui effectue la discrimination silence/activité vocale ou silence/signaux de service La sortie du détec- teur d'activité 105 délivre donc une information d'activité ou de non activité sous forme d'un signal à deux états appliqué à l'une des entrées d'un circuit de gestion 106 de la communication Ce circuit de gestion 106 est également relié au central téléphonique de rattachement par l'inter- médiaire d'une liaison bilatérale 107 qui permet les échanges d'informa- tions nécessaires à l'établissement puis au déroulement et à la fin de la communication entre ce central de rattachement et le circuit de gestion de la communication Ce circuit de gestion comporte par ailleurs une entrée de signal de rythme RE dont la récurrence est celle des paliers d'émission, ce signal binaire de rythme émission étant fourni par une base de temps générale non représentée sur la figure Ce circuit de gestion 106, par exemple à microprocesseur, crée les signaux de procédure usuels nécessaires au bon déroulement de la communication, par exemple la télécommande de la puissance du mobile Ces signaux de procédure sont transmis à l'émetteur par l'intermédiaire de la deuxième entrée du multiplexeur 104 Le circuit de gestion 106 fournit également le signal de commande à l'entrée de commande C du multiplexeur 104. Pour une transmission suivant une loi à sauts de fréquence, un générateur 107 de lois de sauts de fréquence en fonction du temps, loi T/F, est également associé au couple émetteur-récepteur Pour la génération de cette loi de sauts de fréquence, le générateur comporte une entrée de signal d'identification reliée à une sortie correspondante du circuit de gestion, donnant l'information d'identification du canal corres- pondant au début de l'établissement de la liaison Ce générateur de loi temps-fréquence reçoit également le signal binaire de rythme émission RE A chaque début d'impulsion de rythme RE le générateur de loi T/F détermine un nouveau palier de fréquence et transmet la valeur de fréquence correspondante vers l'émetteur via un registre tampon 108. Le même signal de rythme émission RE est également relié à la première entrée d'une porte ET logique 109 dont la seconde entrée reçoit un signal du circuit de gestion au niveau zéro lorsqu'aucune activité n'a été détectée par le détecteur d'activié 105 La sortie de la porte ET logique i 09 est reliée à une entrée de commande de l'émetteur, de façon à couper l'émission de cet émnetteur pendant les commutations entre paliers d'une part et lorsqu'il n'y a ni activité téléphonique ni procédure à transmettre d'autre part. Dans la partie réception, les éléments correspondant à ceux de la partie émission ont été désignés par les mêmes références augmentés de Ainsi, chaque récepteur R reçoit la valeur de la fréquence calculée au début d'un palier du générateur de lois temps-fréquence 107 par l'intermédiaire d'un registre tampon 208 Le signal démodulé reçu fourni par le récepteur R es L appliqué à l'entrée d'un démultiplexeur 204 qui fournit sur ses deux sorties d'une part le signal d'information appliqué à l'entrée d'un circuit de traitement 202, et d'autre part les signaux de procédure appliqués à une entrée supplémentaire du circuit de gestion de la communication 106 Le circuit de traitement 202 joue le rôle inverse du circuit de traitement 102 et remet je signal téléphonique sous une forme utilisable par la paire réception RON 1 La figure 2 représente le diagramme de signaux associés au fonctionnement du circuit décrit en référence à la figure 1, pour l'émission Les premiers signaux représentés sont le signal de rythme émission RE, le signal analogique TRON 1, le signal de sortie du multiplexeur 104, 5104 qui comporte à titre d'exemple un premier palier d'émission sur lequel est transmis un signal de procédure puis des paliers d'émission sur lesquels sont transmis le signal analogique comprimé dans une forme adaptée à son émission Le signal de sortie du détecteur d'activité 5105 est décalé par rapport au signal téléphonique TRON 1 de la durée t nécessaire à la détection Le signal 5109 est le signal d'autorisa- tion d'émission transmis par la porte logique 109 à l'émetteur corres- pondant. La figure 3 représente un mode de réalisation d'une station fixe suivant l'invention Sur cette figure les mêmes éléments que sur la figure 1 ont été désignés par les mêmes références Dans ce système, il y a autant de lignes téléphoniques " 4 fils" que dans le système précédent Soit N paires "transmission" TRON 1 TRO Nn et N paires "réception" RON 1 Rn De même, il y a autant de récepteurs et de circuits associés que de lignes téléphoniques, la partie réception de ce système étant exactement semblable à la partie réception du système décrit en référence à la figure 1. Par contre, dans la partie émission, la partie génération des signaux à transmettre associés à chaque ligne téléphonique est semblable à celle du système décrit en référence à la figure 1, mais le nombre d'émetteurs est inférieur au nombre de récepteurs De plus, le système comporte des matrices de connexion destinées à relier les sorties des circuits de génération de signaux téléphoniques aux émetteurs, et les circuits de commande associés à ces matrices de connexion. D'une manière plus détaillée, la partie émission comporte p émetteurs, E 1 E Ep, dont les sorties sont reliées aux entrées du circuit de couplage d'émission 100, la sortie 101 de ce circuit étant reliée à l'antenne d'émission La ligne téléphonique par exemple celle d'indice 1 TRON 1 est reliée au circuit de traitement 102 et au détecteur d'activité La sortie du circuit de traitement 102 est reliée à la sortie du multiplexeur 104 via un circuit à retard 103 et la première entrée de ce mutiplexeur 104 Le détecteur d'activité 105 a sa sortie reliée à une entrée du circuit de gestion 106, ce circuit étant relié au central de rattachement par une liaison bilatérale Ce circuit de gestion génère comme dans le cas précédent les signaux de procédure appliqués à la seconde entrée du multiplexeur 104, le signal de commande appliqué à l'entrée C du multiplexeur, l'information d'identification du canal émetteur appliquée au générateur de lois de sauts de fréquence 107, et le signal de commande caractéristique des instants o il y a soit activité téléphonique soit procédure à transmettre pour le canal correspondant Ce dernier signal n'est plus appliqué comme précédemment directement à une porte logique destinée à la commande d'un émetteur mais est appliqué à l'entrée d'un multiplexeur qui regroupé l'ensemble des N liaisons portant les informations d'activité téléphonique La sortie de ce multiplexeur est reliée à une entrée d'un circuit de commande général des émetteurs, 1 1, avantageusement à microprocesseur, commun à l'ensemble de la station. Le regroupement des liaisons portant les informations d'activité sur le multiplexeur 110 à destination du circuit de commande 111 est destiné à avertir ce circuit de commande lorsqu'il y a un changement dans la configuration des liaisons d'indice 1 à N en activité Dans un autre mode de réalisation du système, ces liaisons peuvent être regroupées sur un système d'interruption du microprocesseur. Les sorties des N multiplexeurs tels que 104, sont reliées aux n entrées d'une matrice de connexion 112 à p sorties, P étant inférieur à n. De même, les sorties des N générateurs de lois temps-fréquence 107 sont reliées aux N entrées d'une matrice de connexion 113 à p sorties Les p sorties de cette matrice 113 sont reliées aux entrées de p registres tampon 108 dont les sorties sont reliées aux entrées de commande de fréquence des p émetteurs E 1 à Ep Sur le schéma de la figure 3, il a été supposé que le signal à transmettre appliqué à la ligne TRON 1 était émis par l'émetteur d'indice i, Ei Les matrices 112 et 113 peuvent être de technologie quelconque, mais elles doivent être suffisamment rapides La commande d'émission de l'émetteur, soit Ei, est un signal issu du circuit de commande 111 via un registre tampon 114 et une porte ET logique 109, la seconde entrée de la porte 109 recevant comme précédemment le signal de rythme émission RE Le circuit de commande 111 fournit également un signal de commande aux matrices 112 et 113, les connexions établies par ces deux matrices étant semblables à un instant donné. Le circuit de commande 111, microprocesseur par exemple comme indiqué cidessus, possède en mémoire la liste L des émetteurs en cours d'émission, et la liste L' des émetteurs au repos Pour chaque émetteur en émission, le numéro de la ligne TRON correspondante est également mis en mémoire La mise à jour de ces mémoires est réalisée via le multiplexeur 110 Lorsque le signal d'état associé à la ligne d'émission TRO Ni passe de l'état 1 à l'état 0 c'est-à-dire que la ligne correspondante cesse son activité soit sur un silence soit sur une fin de procédure, le circuit de commande 111 modifie les données en mémoire et fait passer l'émetteur i, qui transmettait la communication, au repos, la commande correspondante étant transmise par l'intermédiaire du registre tampon 114 et de la porte logique 109. De la même manière, lorsque le signal d'état caractéristique de la liaison d'indice j passe de l'état O à l'état 1 et caractérise le début d'activité de la liaison d'indice j, le circuit de commande 111 lui affecte pour l'émission un émetteur d'indice i de la liste des émetteurs libres L' et le fait passer dans la liste L en envoyant simultanément les ordres nécessaires aux matrices de connexion 112 et 113 et aux registres tampon 114. Ainsi les émetteurs sont banalisés et affectés à chacune des liaisons nécessitant une émission au fur et à mesure des besoins et en fonction des périodes d'activité de ces différentes liaisons. Le calcul de la fréquence du palier d'émission suivant pour une liaison en cours est réalisé pendant l'émission ou du palier en cours et le synthétiseur de fréquence de l'émetteur affecté à la communication est réalisé pendant le temps mort entre deux paliers successifs. Un perfectionnement de la station fixe suivant l'invention consiste à associer à chacun des N générateurs de lois T/F tels que 107 un registre tampon 115 dans lequel est transféré le numéro du palier de fréquence calculé à partir de la référence horaire et du numéro d'identification de l'abonné destinataire Ce transfert est réalisé dès que le calcul est réalisé. Ces N registres tampons tels que 115 sont reliés au circuit de commande général 111 Ce circuit de commande explore systématiquement à la fin d'un palier d'émission tous les registres 115 et tient à jour une liste L" des numéros des fréquences à émettre au palier suivant par les émetteurs actifs (au maximum p). Un test est réalisé dans le circuit de commande 111 pour vérifier que, au niveau de la station fixe deux ou plusieurs émissions à une même fréquence ne sont pas demandées sur le palier suivant Si c'est le cas, une seule des émissions demandées est conservée par le circuit de commande et sur le palier suivant, seule cette émission est réalisée. Ce perfectionnement permet de réduire le brouillage intrinsèque en remplaçant pour l'une des communications l'émission par un silence, ce qui permet d'émettre ce palier dans de bonnes conditions au moins pour une communication. La figure 4 est un diagramme de signaux explicatifs montrant les différentes étapes du fonctionnement du circuit de gestion pour ce perfectionnement. Les signaux représentés sont le signal de rythme RE Y un signal caractéristique des périodes de calcul du numéro du palier suivant "caicul" Le transfert dans les registres tampons 115 s'effectue sur la suite du palier et la décision est prise sur la fin de ce palier de façon que les synthétiseurs des érme teurs puissent être positionnés pendant le temps mort entre paliers Aminsi pour un émetteur, un palier (le palier n 3 sur la figure) peut être interdit ce qui se traduit par la suppression du palier correspondant dtiîS le smgnal d'autorisation d'émission issu du circuit de cornmmdnde et trdinsféré a l'émetteur correspondant via le registre tampon 114 et la porte logique 109 Le dernier signal représente l'émission par l'émetteur correspondarit. REVENDICATIONS 1 Station fixe d'un système de radiocommunications à sauts de fréquence, dans laquelle l'émission est faite sur des paliers de fréquences variant par sauts, synchrones pour tous les émetteurs, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour un raccordement à N liaisons téléphoniques d'émissionréception, N récepteurs (R 1 Rn) affectés aux N liaisons de réception et p émetteurs (E 1 Ep) banalisés par rapport aux N liaisons d'émission, p étant inférieur à n, la station comportant en outre un circuit de commande général ( 111) recevant N signaux, caractéristiques des états d'activité ou de non activité des liaisons d'émission, générés par N circuits de gestion ( 106) associés aux N liaisons d'émission et fournissant d'une part des signaux d'autorisation d'émission aux p émetteurs, d'autre part des signaux de commande de connexion, la station comportant également deux matrices de connexion ( 112, 113) à N entrées de signal, p sorties de signal, et des entrées de commande recevant les signaux de commande de connexion, la première ( 112) pour relier au maximum p parmi les N liaisons d'émission aux entrées de signal des p émetteurs, la seconde ( 113) établissant les mêmes connexions pour relier au maximum p parmi n générateurs ( 107) de loi temps/fréquence associés aux N liaisons d'émission aux entrées de commande de fréquence des p émetteurs. 2 Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de commande général ( 111) ne commande des modifications de connexion qu'au début et à la fin des périodes d'émission. 3 Station selon l'une des revendications I et 2, caractérisée en ce que le circuit de commande général comporte des moyens de comparaison. des valeurs fournies par les générateurs de loi temps/fréquence associés aux N liaisons d'émission, pour interdire l'émission simultanée de deux émetteurs sur la même fréquence de palier.