Brevet FR2594276A1 — publié le 19870814

-J- SYSTEME DE RADIO LE NIE A CNGEMENT DE RELAIS EN CXOURS DE CORMNICATION La présente invention concerne un système de radiotéléphonie de type cellulaire et décentralisé comportant plusieurs relais fixes faisant chacun fonction d'émetteur-récepteur radio accordés sur une première fréquence dite voie balise et sur une pluralité de fréquences dites voies de trafic, et d'unité d'exploitation directement raccordée au réseau téléphonique public commuté, et une pluralité de postes mobiles tels que les radio-téléphones de véhicules. On connait un tel système qui est mis en oeuvre en France sous le ncm "RADIOOfM 2000", et qui est décrit dans un article de la revue "Commuta- tion & Transmission" No 2-1985 sous le titre "Radiocan 2000, Réseau Multiservices de Radiotéléphonie", signé J. CUEflIET et P. DUPLESSIS. De façon générale, ce système fonctionne dans la bande UHF/VHF, chaque relais couvrant une zone typiquement en forme de cercle de 15 à 30 km de rayon environ en fonction de l'envirornejmnt. Chaque poste téléphonique mobile comprend une logique de commande, une interface avec l'usager et un émetteur-récepteur radio piloté par un synthétiseur de fréquences. Lorsqu'un poste mobile n'est pas en communication, il reste en écoute sur la voie balise du relais de la zone ou il se trouve, et dès lors qu'il est appelé ou qu'il appelle, il passe sur une voie de trafic (dite VT par la suite) qui lui est affectée o, après qu'il ait donné notamment son identité sous forme numérique, la communication s'installe en phonie. Dès lors, le poste mobile ne reçoit plus la voie balise (dite VB par la suite) jusqu'à ce que la communication en phonie soit finie. Un tel système présente un grave inconvénient lorsque le mobile sort de la zone de couverture du relais car la communication en phonie se dégrade substantiellement jusqu'à être totalement interrompue. A ce moment-là, le poste mobile se reconnecte sur la voie balise d'un nouveau relais et l'usager doit renouveler son appel s'il désire finir sa conversation. La présente invention a pour but un système de radiotéléphonie de même type mais dans lequel le poste mobile peut changer de relais en cours de ccmmunication, étant entendu que les autres procédures restent identiques à ce qu'elles étaient dans le système précédent de manière à être totale- ment compatibles. L'invention se rapporte donc à un système de radiotéléphonie comportant plusieurs relais fixes faisant chacun fonction d'émetteur-récepteur radio accordés sur une première fréquence dite voie balise et sur une pluralité de fréquences dites voies de trafic, et d'unité d'exploitation directe- ment raccordée au réseau téléphonique public commuté, et une pluralité de postes mobiles incluant chacun une logique de commande, une interface avec l'usager, un émetteur radio et un premier récepteur radio pilotés par un synthétiseur de fréquences, ce premier récepteur étant prévu pour recevoir aussi bien des signaux de données que des signaux phoniques, et A n premier mesureur du champ électromagnétique. Selon l'invention, chaque poste mobile comprend en outre un second mesu- reur du champ électromagnétique reçu et un second récepteur-radio spécia- lisé pour la réception des signaux de données émis sur les voies balises par les relais, tandis que le premier récepteur-radio est accordé sur une voie de trafic lors des communications téléphoniques, et la logique de commande est prévue pour que, lorsque le poste mobile est en communica- 3 2594276 tion téléphonique, le second récepteur balaye les voies balises de tous les relais pour déterminer un nouveau relais présentant la plus grande amplitude du champ magnétique et des voies de trafic disponibles, dès lors que l'amplitude du champ magnétique reçu par le premier récepteur est inférieure à un seuil déterminé, ce qui provoque la procédure d'identification du poste mobile, son inscription sur le nouveau relais et, l'accord du premier récepteur et de l'émetteur sur une voie de trafic dudit nouveau relais. Typiquement, la procédure d'identification est effectuée par la voie de trafic utilisée en émission vers le relais. De préférence, les premier et second récepteurs-radio du poste mobile ont une partie commune en amont de l'étage de fréquence intermédiaire et comprenant celle-ci. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caracté- ristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre non limitatif, et à laquelle une plan che de dessin est annexée sur laquelle la Figure unique représente la partie réception d'un poste mobile conforme à la présente invention. Le système est donc composé de relais fixes et de postes mobiles. De façon générale, chaque poste mobile est rattaché dans l'un des relais appelé relais nominal, qui est, par exemple, le relais dans la zone de couverture duquel la probabilité de trouver le poste mobile est maximale. Ce rattachement à un relais est important pour favoriser l'exploitation du système, notamment en ce qui concerne la taxation du service à l'usa- ger et sa localisation rapide. Les autres relais, par rapport au poste mobile concerné, sont appelés des relais de passage. Lorsque le poste mobile n'est pas en communication, le premier récepteur passe en écoute sur la VB. Lorsque le poste mobile sort de la zone de couverture du relais, le champ électromagnétique diminue et, au dessous d'un seuil déterminé, la logique de commande ordonne le changement de relais. Le second récepteur cherchant en permanence la voie balise d'un relais présentant un champ magnétique maximal et des voies de trafic dis- ponibles, il détermine le nouveau relais de passage. Par les signaux reçus sur la VB, la logique de comande du poste mobile est informée des VT libres et, sur l'une de celles-ci, l'émetteur décline son identité au nouveau relais. Celui-ci, par liaison spécialisée ou par le réseau téléphonique public, demande les informations administratives relatives au poste mobile, au relais nominal, et l'informe de la nouvelle localisation du poste mobile. Le relais nominal prévient alors le précé- dent relais qu'il peut effacer le poste mDbile de ses tables. De ce fait, toute conversation téléphonique transitera automatiquement par le nouveau relais de passage et, dans certains cas (communications entrantes) par le relais ncminal. Si une communication téléphonique est en cours lorsque l'amplitude du champ électromagnétique atteint le seuil minimal acceptable, la communi- cation n'est pas interrompue. Le second récepteur, cnomme précédemment, recherche un nouveau relais qu'il détermine. L'émetteur adresse sur la VT un message au relais avec lequel la communication est en cours demandant une nouvelle VT sur le nouveau relais. Dès que celle-ci est accordée par le nouveau relais, celui-ci en informe le poste mobile par la VB. A ce moment-là, d'une part la communication téléphonique est basculée du pré- cédent relais au nouveau, à partir du relais qui a initialisé la communi- cation et, d'autre part, la logique de commande du poste mobile accorde le premier récepteur et l'émetteur sur la nouvelle VT. Après bien évi- demment transmission de l'identité, la communication en phonie se pour- suit. Il est évident que les signaux de données émis sur la VT ne gênent pas l'usager du fait de leur très courte durée,l'usager ne les entendant pra- tiquement pas. Après le basculement, le précédent relais efface normalement le poste mobile de ses tables si ce relais n'est pas le relais nominal du poste mobile. s On se référera maintenant à la Figure unique sur laquelle est représentée un mode préféré de réalisation de la partie réception d'un poste mobile conformément à l'invention. La mise en parallèle de plusieurs récepteurs radio est très défavorable parce que les signaux reçus par chacun d'eux sont atténués par le partage et que le prix de l'ensemble augmente. Aussi, il est préférable de mettre en conmmun toute une partie amont des récepteurs et d'effectuer le partage des signaux au niveau de l'étage de fréquence intermédiaire. En effet, pour les fréquences utilisées (UHF/VHF), l'amplificateur d'entrée 4 présente une largeur de bande suf- fisante pour amplifier les signaux reçus sur tous les canaux simultané- ment. Tous ces canaux se retrouvent donc transposés en fréquence intermé- diaire à la sortie de l'étage correspondant 5 après passage par le mélan- geur 6 piloté par un synthétiseur de fréquences 7. La partie 2 va constituer la deuxième partie de ce que l'on a appelé le premier récepteur, et délivrer à sa sortie 8 un signal basse fréquence qui sera appliqué à l'interface avec l'usager, généralement constituée par un haut-parleur, et à la logique de commande 17. Cette partie 2 comprend normalement un étage d'extraction 9 du canal principal en fréquence intermédiaire, comportant un filtre à quartz, et un étage de démodulation 10, et un mesureur de champ 19. A l'autre sortie de l'étage de fréquence intermédiaire est connectée la partie 3 qui va constituer la deuxième partie de ce que l'on a appelé le second récepteur qui va délivrer sur sa sortie 11 le signal basse fré- quence reçu sur les VB. Ce second récepteur devant être capable de balayer toute la bande occupée transposée en fréquence intermédiaire, il doit comporter en entrée un filtre passe-bande 12, par exemple du type LC, un nouveau mélangeur 13, piloté par un synthétiseur de fréquences 14, à la sortie duquel on trouve un filtre à quartz 15 pour l'extraction de la fréquence utile, puis un démodulateur 16. La partie 3 comporte également un mesureur de champ 18. De toute évidence, pour permettre les changements de fréuence, les syn- thétiseurs de fréquences 7 et 14 sont comnandés par la logique de com- mande 17 qui reçoit, d'une part, des informations sur la mesure des champs électromagnétiques par l'intermédiaire des mesureurs de champs 18 et 19, d'autre part, les informations tranaises par les relais sur les voies balises, et enfin celles éventuellement transmises sur la VT utili- sée. L'Haomme de l'Art ccmprendra aisément les avantages présentés par cette mise en commun de la partie amont des deux récepteurs. En effet, un récepteur en fréquence intermédiaire est beaucoup plus simple à réaliser qu'un récepteur en UHF ou VF, surtout en ce qui concerne la tête haute fréquence et le synthétiseur. Le coût également en est nettement infé- rieur. En outre, le facteur de bruit reste optimal et identique pour tous les canaux. Un exemple de poste mobile a été réalisé pour un relais émettant 256 canaux séparés de 12,5kHz autour d' une fréquence de 426MHz environ. Le synthétiseur de fréquences 7 avait une gamme ccarprise entre 445,8 et 449 MHz. Le filtre 9 extrayait le signal de fréquence intermédiaire à 21,4 Mz, tandis que le filtre 12 passait les fréquences ccaprises entre 18,2 et 24,6 MHz. Avec un synthétiseur 14 couvrant une gamnoe comprise entre 35,1 et 41,5 MHz, on pouvait extraire la voie balise avec un filtre 15 accordé sur 16,9 MHz. Bien évidemment, toute modification apportée par l'Homme de l'Art ne sortirait pas du cadre de la présente invention telle que définie par les revendications ci-après. Notamment, lorsque le nombre des fréquences utilisées sur un trajet déterminé est limité, ce qui se passe par exemple pour les liaisons télé- phoniques avec un poste mobile disposé dans un train effectuant un par- cours déterminé, il est possible, dans la partie 3 du deu xième récepteur, d'éliminer les éléments 12,13 et 14 pour simplifier le circuit et d'accorder le filtre 15 sur la fréquence utile. Dans ce cas, il peut également être souhaitable d'ajouter une deuxième partie 3, en parallèle et également simplifiée, accordée sur une troisième fréquence. Un système comportant trois récepteurs avec une unique partie amont est typique pour les applications ferroviaires type sol-train utilisées, notamment en Europe. Enfin, la fonction de mesure de champ peut être assurée directement par chacun des récepteurs. REVEDICATIONS 1 - Système de radiotéléphonie comportant plusieurs relais fixes faisant chacun fonction d'émetteur-récepteur radio accordés sur une première fréquence dite voie balise et sur une pluralité de fréquences dites voies de trafic, et d'unité d'exploitation directement raccordée au réseau téléphonique public commuté, et une pluralité de postes mobiles incluant chacun une logique de commande, une interface avec l'usager, un émetteur radio et un premier récepteur radio pilotés par un synthétiseur de fré- quence, ledit premier récepteur étant prévu pour recevoir aussi bien des signaux de données que des signaux phoniques, et un premier mesureur du champ magnétique, caractérisé en ce que chaque poste mobile comprend, en outre, un second mesureur (18) du champ électromagnétique reçu et un second récepteur-radio (1,3) spécialisé pour la réception des signaux de données émis sur les voies balises par lesdits relais, tandis que ledit premier récepteur-radio (1,2) est accordé sur une voie de trafic lors des communications téléphoniques, et que ladite logique de commande (17) est prévue pour que, lorsque ledit poste mobile est en communication télé- phonique, ledit second récepteur (1,3) balaye les voies balises de tous les relais pour déterminer un nouveau relais présentant la plus grande amplitude du champ magnétique et des voies de trafic disponibles, dès lors que l'amplitude du champ magnétique reçu par ledit premier récepteur (1,2) est inférieure à un seuil déterminé, ce qui provoque la procédure d'identification dudit poste mobile, son inscription sur le nouveau relais et, l'accord dudit premier récepteur et dudit émetteur sur une voie de trafic dudit nouveau relais. 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite procédure d'identification est effectuée par la voie de trafic utilisée en émission vers le relais. 3 - Poste mobile pour système de radiotéléphonie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits premier et second récepteurs-radio ont une partie comune (1) en amont de l'étage de fréquence intermédiaire (5) et comprenant celle-ci. 4 - Poste mobile selon la revendication 3, caaractérisé en ce que la partie non comune dudit second récepteur cctmprend un mélangeur (13) commandé par un synthétiseur de fréquences (14).