Brevet FR2655220A1 — publié le 19910531

La présente invention concerne un système de communication de zone et, en particulier bien que de façon non exclusive, un tel système utilisable pour permettre les communications sur le champ de bataille entre des stations radio installées sur des véhicules. Les systèmes connus de communication sur le champ de bataille proposent une transmission continue multicanal point-à-point de la parole, transmission qui est codée au moyen de techniques numériques à grande vitesse permettant d'obtenir la sécurité voulue Un système typique de cette catégorie est décrit dans la International Defence Review, Volume 15, no 9 de 1982, aux pages 1216 à 1218 Les largeurs de bande très étendues nécessaires à la sécurité de la parole nécessitent l'utilisation de fréquences dans la bande des ondes décimétriques (UHF) ou dans la bande des ondes centimétriques (SHF) basse, dont la portée est limitée à des transmissions en vision directe De la sorte, on a besoin de stations relais intermédiaires constituant un système "maillé" pour procurer une couverture de zone suffisante. Les systèmes connus présentent plusieurs inconvénients En particulier, il faut beaucoup d'hommes et d'équipements pour installer et faire fonctionner les stations intermédiaires, ce qui rend les systèmes relativement coûteux Ceux-ci sont également vulnérables aux interceptions, aux brouillages et aux attaques physiques, et utilisent un nombre de fréquences de transmission plus élevé et des largeurs de bande plus étendues que ce qui est nécessaire en transmission de données pour les capteurs des systèmes d'armes, pour les systèmes de renseignements et pour les systèmes de calcul logistique. On peut utiliser des systèmes de données à bande étroite, qui n'utilisent pas la transmission de la parole, pour les transmissions sur des distances plus élevées que dans le cas des systèmes connus pour champ de bataille Cependant, les systèmes de données à bande étroite connus sont généralement des systèmes "réseau simplex" point-à-multipoint, dans lesquels les communications peuvent être relativement lentes avec des réponses retardées, et des messages manquants de clarté peuvent être provoqués par des collisions de messages sur la même fréquence. L'un des buts de la présente invention est donc de proposer un système de communication de zone qui remédie notablement aux difficultés liées aux systèmes connus, en particulier pour des utilisations militaires. Selon l'un des aspects de la présente invention, on propose un système de communication de zone comprenant une pluralité de stations radio comportant chacune des moyens pour émettre, sur une fréquence respective prédéterminée associée à la station, des signaux en direction d'une ou plusieurs des autres stations, et des moyens pour recevoir, sur des fréquences différentes, des signaux en provenance d'une ou plusieurs des autres stations, ces stations étant configurées de manière à simultanément émettre, sur leurs fréquences associées, des signaux pendant une période de temps prédéterminée et simultanément recevoir, sur lesdites fréquences différentes, des signaux en provenance des autres stations, chacun de ces signaux comprenant un ou plusieurs paquets de données adressé chacun à une ou plusieurs des stations devant recevoir le signal. De préférence, le système comprend également des moyens pour modifier les fréquences d'émission respectives associées aux stations et modifier de façon correspondante les fréquences pouvant être reçues par les stations. Selon un second aspect de la présente invention, il est proposé une station radio utilisable dans un système de communication de zone, cette station comprenant des moyens pour émettre des signaux sur une fréquence prédéterminée associée à la station, et des moyens pour recevoir des signaux sur des fréquences différentes en provenance d'une ou plusieurs autres stations du système, chacun des signaux émis comprenant un ou plusieurs paquets de données adressé chacun à une ou plusieurs des autres stations du système. Dans l'un des modes de réalisation, on utilise pour l'émission et la réception des antennes à grand gain ayant une réponse omnidirectionnelle en azimut mais seulement un angle de réponse étroit en site. Dans un autre mode de réalisation, on peut utiliser deux émetteurs mobiles, distants de la station, pour une transmission alternée Lorsque l'un est en train d'émettre, l'autre peut être déplacé, de sorte que chaque émission provient d'une nouvelle position. Les données sont également, de préférence, codées avant l'émission et décodées aux stations réceptrices. La présente invention peut ainsi procurer les avantages suivants par rapport aux systèmes classiques: on a une utilisation plus efficace du spectre, et donc une plus grande capacité de trafic et/ou des temps de transmission réduits, en raison de la transmission de paquets de données adressés à la place de la parole. la portée d'émission peut être augmentée jusqu'à 80 à km sur un terrain conventionnel, évitant ainsi le recours à des stations relais intermédiaires comme dans les communications habituelles sur le champ de bataille (couvrant typiquement une zone de 60 x 80 km) et en utilisant, par exemple, des antennes à grand gain et des transmissions sur une largeur de bande de radiofréquences étroite. on fait une économie considérable d'hommes et de matériel, en évitant d'avoir recours à des stations relais, les centraux de commutation à ces stations étant remplacés par un adressage approprié de chaque paquet de données. on réduit de façon considérable le nombre de fréquences nécessaires par rapport à un système maillé Par exemple, pour 20 stations on a besoin de vingt fréquences avec la présente invention, au lieu d'un minimum de cent vingt six fréquences lorsque l'on utilise trente stations intermédiaires dans un système maillé. la résistance à l'interception, au brouillage et à l'attaque physique est augmentée, du fait que l'on émet des salves de données à des fréquences non prévisibles depuis des positions non prévisibles, et du fait que l'on élimine les stations relais, qui sont vulnérables. On va maintenant décrire plus en détail la présente invention, à titre d'exemple seulement, en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 montre une station radio utilisable avec un système selon un mode de réalisation de la présente invention, et la figure 2 montre un système de commande de réception et de traitement de données pour le mode de réalisation illustré à la figure 1. Sur la figure 1, la station radio 1 est l'une de plusieurs stations radio identiques d'un système de communication de zone La station radio 1 comporte un système d'antennes de réception 2 fonctionnant en réponse à des émissions directes provenant de chacune des autres stations radio du système, dont l'une est illustrée en 3, avec deux émetteurs distants 4 et 5 fonctionnant de façon alternée, c'est-à-dire que l'on peut déplacer l'un pendant que l'autre est en train d'émettre Le système d'antennes 2 délivre des signaux d'entrée à une batterie de récepteurs 6, chaque récepteur répondant à la fréquence d'émission courante de l'une des autres stations radio du système Les signaux reçus, qui comprennent des paquets de données adressés à une station particulière, sont traités dans le bloc de décodage 7 et le bloc de commutation 8, qui seront décrits plus en détail ci-dessous en référence à la figure 2 Après traitement, les paquets de données sont transmis à une base de données 9 ou à l'une des stations utilisatrices 10 ou bien rejetés, en fonction du destinataire de chaque paquet Les données de la base de données 9 ou de l'une quelconque des stations utilisatrices 10 devant être transmises à des adresses déterminées sont traitées et mémorisées dans le bloc de commutation 8 pour être prêtes à être transmises à partir de l'un des deux émetteurs distants 11 ou 12 pendant une ou plusieurs des périodes d'émission qui suivront Habituellement, on peut avoir vingt stations radio pour le système, réparties sur une zone de 60 x 80 km. Dans le système illustré figure 2, le système d'antennes réceptrices 2 comporte trois éléments à large bande à grand gain 21, 22 et 23 éloignés d'environ dix longueurs d'onde l'un de l'autre pour former un triangle Cette configuration permet d'être sûr de ne pas avoir, simultanément pour tous les éléments d'antennes, d'évanouissement dans les signaux reçus. Chaque élément d'antenne présente une réponse omnidirectionnelle en azimut, avec seulement un angle de réponse minimal en direction verticale, ce qui procure le gain élevé Comme les récepteurs sont passifs, il n'est pas nécessaire que le système d'antennes du récepteur soit éloigné de la station. La station de réception 24 comporte trois multicoupleurs radiofréquences 25 A, 25 B et 25 C pour coupler les éléments d'antenne respectifs 21, 22 et 23 à trois batteries identiques de récepteurs 6 A, 6 B et 6 C Les signaux radiofréquences de chaque récepteur sont démodulés au moyen d'un synthétiseur de fréquences programmable 26 qui joue le rôle d'oscillateur local Les trois sorties démodulées de chaque canal de réception (un par élément d'antenne) sont combinés dans un circuit de combinaison en diversité 27, et les signaux de sortie combinés de chaque voie sont décryptés en 7 après que l'on ait exécuté par anticipation toute correction d'erreur nécessaire. De façon typique, on pourrait avoir dixneuf voies utilisatrices et une voie de surveillance pour l'émetteur local, mais on n'en a représenté que sept sur la figure 2 Un contrôle de qualité de données peut être exécuté pour chaque voie par un unité d'affichage et de visualisation à mémoire 28. Les signaux des voies, démodulés, corrigés de leurs erreurs et décryptés, sont transférés au commutateur 8 o les données sont triées et, si l'adressage est correct, sont envoyées à l'une des stations utilisatrices 10 ou à la base de données 9. Les données qui ne sont pas correctement adressées sont rejetées Chaque station utilisatrice et la base de donnée possèdent un assembleurdésassembleur 29, qui assemble ou désassemble les paquets et qui peut accuser réception d'un message assemblé ou demander une réémission. Les messages de données provenant des stations utilisatrices 10 ou de la base de données 9 sont assemblés dans l'assembleur-désassembleur 29 pour former des paquets, et transférés au commutateur 8 o ils sont, dans le cas d'un adressage local, envoyés à la base de données 9 ou à une autre station utilisatrice 10, ou bien sont préparés pour l'émission suivante Lors de la période d'émission suivante, les données mémorisées sont transférées à l'un des deux émetteurs distants 11 ou 12 par l'intermédiaire d'un appareil de codage en ligne 30. Un contrôleur de transmission et une horloge de système 31 synchrone avec des horloges semblables situées à chacune des autres stations, contrôlent, via un synthétiseur de fréquence d'émission programmables 32, les instants et les fréquences auxquels on effectue les transmissions, ainsi que les réglages des voies du synthétiseur de fréquence de réception programmable 26 de telle sorte que chaque batterie de récepteurs 6 soit accordée de manière à démoduler les signaux radiofréquences émis depuis les autres stations radio sur les fréquences respectives allouées à ce moment. De cette manière, les fréquences d'émission et de réception associées à chaque station du système peuvent être modifiées simultanément à intervalles réguliers pour éviter l'interception, le brouillage et l'attaque physique. On peut, de façon commode, disposer la station radio principale sur quatre véhicules situés dans la zone du champ de bataille, l'un des véhicules emportant la station réceptrice 24, le synthétiseur de fréquences de réception 26 et le décodeur 7, un autre véhicule emportant le système commutateur 8, le codeur 30, l'horloge et le contrôleur d'émission 31, et les deux autres véhicules emportant chacun l'un des émetteurs 11 et 12 avec leur synthétiseur de fréquence respectif 32 et 33 On aura également d'autres véhicules qui emporteront chacun une ou plusieurs des stations utilisatrices 10 et la base de données 9 Les véhicules emportant la station réceptrice et le commutateur peuvent être reliés par un câble à paires multiples véhiculant les données reçues sur les diverses voies du récepteur Les stations utilisatrices peuvent également être reliées au véhicule emportant le commutateur par des câbles véhiculant les données Le véhicule emportant le commutateur peut être relié aux véhicules emportant les émetteurs par un câble véhiculant les données en même temps qu'un signal de commande du synthétiseur de fréquence d'émission Le véhicule emportant le commutateur peut également être relié au véhicule portant la station réceptrice par un câble véhiculant un signal de commande du synthétiseur de fréquence de réception. REVENDICATIONS 1 Un système de communication de zone, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de stations radio ( 1,3) comportant chacune ( 1) des moyens ( 11,12) pour émettre, sur une fréquence respective prédéterminée associée à la station, des signaux en direction d'une ou plusieurs des autres stations ( 3), et des moyens ( 6) pour recevoir, sur des fréquences différentes, des signaux en provenance d'une ou plusieurs des autres stations ( 3), ces stations étant configurées de manière à simultanément émettre, sur leurs fréquences associées, des signaux pendant une période de temps prédéterminée et simultanément recevoir, sur lesdites fréquences différentes, des signaux en provenance des autres stations, chacun de ces signaux comprenant un ou plusieurs paquets de données adressé chacun à une ou plusieurs des stations devant recevoir le signal. 2 Le système de la revendication 1, comprenant également des moyens ( 26, 31,32,33) pour modifier les fréquences d'émission respectives associées aux stations et modifier de façon correspondante les fréquences pouvant être reçues par les stations. 3 Le système de l'une des revendications 1 et 2, comportant, pour l'émission et la réception, des antennes ( 21,22,23) à grand gain ayant une réponse omnidirectionnelle en azimut mais seulement un angle de réponse étroit en site. 4 Le système de l'une des revendications 1 à 3, comprenant deux émetteurs ( 11,12) mobiles distants de la station, permettant une émission alternée. Le système de l'une des revendications 1 à 4, comprenant des moyens ( 30) pour réaliser le codage des données avant émission, et des moyens ( 7) pour réaliser le décodage aux stations réceptrices. 6 Une station radio ( 1) utilisable dans un système de communication de zone, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens ( 11,12) pour émettre des signaux sur une fréquence prédéterminée associée à la station, et des moyens ( 6) pour recevoir des signaux sur des fréquences différentes en provenance d'une ou plusieurs autres stations ( 3) du système, chacun des signaux émis comprenant un ou plusieurs paquets de données adressé chacun à une ou plusieurs des autres stations du système. 7 Un procédé de communication de zone entre une pluralité de stations radio, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: émission, sur une fréquence prédéterminée respective associée à la station, de signaux en direction d'une ou plusieurs des autres stations et réception, sur des fréquences différentes, de signaux en provenance d'une ou plusieurs des autres stations, ces stations émettant simultanément des signaux sur leurs fréquences respectives associées pendant une période de temps prédéterminée, et recevant simultanément des signaux sur lesdites fréquences différentes en provenance des autres stations, chacun de ces signaux comprenant un ou plusieurs paquets de données adressé chacun à une ou plusieurs des stations devant recevoir le signal. 8 Le procédé de la revendication 7, dans lequel on change les fréquences de transmission respectives associées aux stations et on change de façon correspondante les fréquences pouvant être reçues par les stations.