Brevet FR2684508A1 — publié le 19930604

La présente invention concerne les systèmes de télécommunications par artères téléphoniques, qui communiquent sur une voie d'accès multiple par répartition dans le temps, ainsi qu'un procédé d'accès dans un tel système et une unité éloignée pouvant communiquer sur un tel système. Un protocole typique d'établissement de communications, ou appels, dans un système à accès multiple par répartition dans le temps, ou accès multiple temporel, (TDMA) est illustré sur les figures 1 et 2. Sur la figure 1, les transmisions d'arrivée (entrantes) d'une unité éloi- gnée demandeuse (mobile ou portative) à une unité centrale apparaissent du côté gauche, les transmissions vers l'extérieur (sortantes) à destination de l'unité demandeuse et d'une unité demandée apparaissent au centre, et les transmissions d'arrivée venant de l'unité demandée apparaissent du côté droit L'utilisateur de l'unité demandeuse appuie sur le bouton de "conversation", ou bouton d'altemat, (P Mf) ou effectue quelque autre action afin de faire commencer l'émission L'unité éloignée demandeuse émet une instruction d'accès "ALOHA" sur un intervalle de temps, ou tranche, de signalisation L'unité centrale reçoit cette instruction, en accuse réception et émet une instruction "AHOY" à destination de l'unité deman- dée La fonction de l'instruction AHOY est de vérifier que l'unité demandée est libre avant de tenter d'établir la communication Cette opération n'est pas essentielle et, par conséquent, est indiquée par une ligne en trait interrompu. L'unité demandée accuse réception de cette instruction lors de la tranche suivante de signalisation L'unité centrale reçoit l'accusé de réception et, lors de la tranche de signalisation suivante, émet à destination de l'unité demandeuse, sur la voie sortante, une instruction "TRANSMET Ti E SUR VOIE" ainsi que l'indication de la voie de trafic (conversation) à utiliser Après cela, l'unité demandeuse émet sur cette voie de trafic. Les lettres placées du côté droit de la figure 1 se rapportent à des événements présentés sur la figure 2. Sur la figure 2, la séquence événements est illustrée en outre en termes de liaisons sortantes (vers l'extérieur) et entrantes (d'arrivée) arrangées sur des fréquences différences et divisées en tranches A titre d'illustration, il y a cinq tranches de trafic ou de conversation, ("voies") pour chaque tranche de signa- lisation ("voie") Les voies sont numérotées de 1 à 6 La voie 1 est la voie de signalisation Chaque tranche a une durée de 15 ms Une "trame" comprend 6 tranches et a une durée de 90 ms Il y a un petit décalage apparaissant entre la trame entrante et la trame sortante, comme cela est typique dans le fonctionne- ment. L'utilisateur enfonce son bouton PIT à l'instant A La tranche de signalisation entrante suivante est à l'instant B Dans cette tranche de temps, l'unité demandeuse émet sa demande d'accès ALOHA L'unité centrale accuse réception à l'instant C, l'unité demandée accuse réception à l'instant D, et l'unité centrale émet l'instruction TRANSMETIRE SUR VOIE à l'instant E Dans le cas o la voie est la voie 2, l'unité demandeuse émet le signal de trafic à l'instant F Il y a un retard total de 240 ms entre l'enfoncement du bouton PIT et le commencement de l'émission. Ce retard d'accès n'est pas souhaitable et est particulièrement gênant lorsque le trafic est réduit Dans des conditions de trafic réduit, un utilisateur a beaucoup de chance d'obtenir un accès immédiat à la voie Il est susceptible d'être moins patient que lorsqu'il sait ou soupçonne que le trafic est chargé. Selon l'invention, il est proposé un procédé d'accès à un système de télécommunications par artères téléphoniques comprenant une station centrale et une unité éloignée ayant des moyens pour communiquer via une voie TDMA, le procédé comprenant les opérations suivantes: prévoir des tranches de signalisation prédéterminées et des tranches de trafic prédéterminées en vue de l'émission respective d'informations de signalisation et d'informations de trafic de la station centrale à l'unité éloignée, et prévoir des tranches de signalisation prédéterminées et des tranches de trafic prédéterminées en vue de la communication respective d'informations de signalisation et d'informations de trafic de l'unité éloignée à la station centrale pendant un trafic relativement chargé. L'invention vise à permettre à l'unité éloignée d'émettre des informa- tions de signalisation sur une tranche de trafic pendant un trafique relativement réduit et offre un moyen contenu dans la station centrale pour recevoir les infor- mations de signalisation pendant la tranche de trafic et pour traiter les informa- tions comme informations de signalisation. L'invention propose également un système de télécommunications par artères téléphoniques, comprenant une station centrale et au moins une unité éloi- gnée conçue pour communiquer via une voie TDMA L'unité éloignée est destinée à émettre des informations de signalisation, par exemple une demande d'accès à une voie, sur une tranche de trafic pendant un trafic relativement réduit, et la sta- tion centrale est destinée à recevoir ces informations pendant la tranche de trafic et à traiter les informations comme des informations de signalisation, par exemple en émettant un accusé de réception et en lançant une acceptation de demande d'accès à une voie. La station centrale peut lancer une acceptation de demande d'accès à une voie à l'aide de signaux de signalisation empruntant des tranches de signalisa- tion L'avantage de l'invention est que, dans des conditions de trafic réduit, l'unité éloignée n'a pas à attendre la prochaine tranche de signalisation avant d'émettre sa demande d'accès à une voie. L'unité éloignée possède de préférence un moyen permettant de sur- veiller les instructions dacceptation de demande d'accès à une voie destinées à d'autres unités éloignées et de conserver un enregistrement des identifications des voies acceptées De cette manière, l'unité éloignée peut émettre des informations de signalisation sur une voie de trafic non attribuée. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elles s'appuie sur les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 montre un échange d'instructions entre une unité éloignée et une unité centrale pendant la procédure d'accès à une voie, selon la technique antérieure; la figure 2 montre la division typique des voies d'arrivée (entrantes) et de sortie vers l'extérieur (sortantes) dans un système de télécommunications par artères TDMA, selon la technique antérieure; la figure 3 montre les liaisons entrantes et sortantes d'un système de télécommunications TDMA selon le mode de réalisation préféré de l'invention; et la figure 4 représente une unité éloignée selon le mode de réalisation préféré de l'invention. On a déjà décrit les figures 1 et 2 en relation avec la technique anté- rieure On va maintenant décrire, à titre d'exemple, un mode de réalisation préféré de l'invention, en relation avec les figures 3 et 4. Sur la figure 3, est représenté un protocole d'établissement de commu- nications TDMA qui comprend deux liaisons de télécommunications travaillant sur des fréquences différentes, qui sont séparées par exemple de 25 k Hz La liaison sortante, allant d'une unité centrale à des unité éloignées, est illustrée par la séquence de tranches de temps 30 L'autre liaison est représentée par la séquence de tranches de temps 31 Dans chaque liaison, le temps est divisé en trames com- prenant 6 tranches de temps, o la première tranche est une tranche de signalisa- tion ("voie") et les tranches 2 à 6 sont des tranches de trafic ("voies") Chaque tranche a une durée de 15 ms Une trame de 6 tranches possède une durée de ms. Selon le mode de réalisation préféré de Pinvention, une communica- tion est établie de la manière suivante L'utilisateur d'une unité éloignée enfonce son bouton FIT (ou fait une action équivalent demandant l'émission) et l'unité éloignée émet immédiatement une instruction d'accès ALOHA sur la première voie disponible (de signalisation ou de trafic) La manière par laquelle l'unité éloi- gnée s'assure que des voies sont libres est décrite ci-après Cette émission d'une instruction d'accès ALOHA est représentée par la voie de trafic 5 "ombrée" faisant immédiatement suite à l'actionnement du bouton PIT L'unité centrale reçoit cette instruction d'accès ALOHA et, dans la première tranche disponible (de trafic ou de signalisation), l'unité centrale émet une instruction d'accusé de réception et une instruction AHOY (C) Dans l'exemple de la figure 3, celles-ci sont émises sur la voie de signalisation (voie 1 sortante). L'unité demandée émet son accusé de réception dans la première tranche de temps disponible (de trafic ou de signalisation), qui, dans l'exemple indiqué, se trouve sur la tranche de signalisation (voie 1 entrante) Les raisons pour lesquelles l'unité demandée "sait" que la tranche est disponible sont les mêmes que pour l'unité demandeuse et sont décrites ci-après. L'unité centrale émet l'instruction "TRANSMETTRE SUR VOIE" dans la première tranche disponible, qui, dans le cas représenté, est la voie 3 sortante. L'unité centrale donne instruction à l'unité demandée de commuter sur une voie sélectionnée qui, si toutes les voies sont libres et ne sont soumises à aucune autre condition, peut être la voie correspondant à la tranche de temps immédiatement suivante, la voie 3 entrante. Le temps total compris entre l'enfoncement du bouton PIT et l'accès à la voie de trafic est, dans l'exemple représenté, de 75 ms Bien que ceci soit un scénario correspondant au "meilleur cas possible", il y a ici une réduction notable, par rapport aux 240 ms correspondant au pire cas du système type de la technique antérieure. Chaque unité éloignée surveille la liaison sortante et reçoit et décode les instruction adressées aux autres unités éloignées Lorsque l'unité transmet une instruction TRANSMETTRE SUR VOIE, une unité éloignée reconnaît cette instruction et prend note de la voie qui a été acceptée (même si l'instruction n'est pas destinée à l'unité éloignée considérée) De cette manière, l'unité éloignée peut bâtir un enregistrement des voies dont l'affectation a été acceptée et des voies qui restent libres On dit qu'une voie devient libre soit à la réception d'une instruction "libérer la voie", soit, dans un système o il n'existe aucune semblable instruction, la reconnaissance d'une caractéristique d'absence de trafic sur cette tranche de temps La caractéristique d'absence de trafic est une porteuse non modulée, un signal "libre", ou une absence totale de porteuse (en fonction de la conception de l'émetteur), mais ce peut être n'importe quelle caractéristique d'absence de trafic connue dans la technique antérieure. Lorsque le trafic général sur une voie augmente, l'avantage résultant de l'invention diminue Ainsi, lorsque quatre sur cinq des voies de trafic sont occu- pées, l'amélioration apportée par l'invention est nettement diminuée. On se reporte à la figure 4, qui montre de façon détaillée une unité éloignée 10 L'unité éloignée comprend une antenne 40 connectée à un duplexeur 41, lui-même connecté à un circuit de réception haute fréquence (RF) 42 et à un circuit d'émission RF 43 Le circuit de réception 42 est connecté à un convertis- seur analogique-numérique (A/D) 44 et le circuit d'émission 43 est connecté à un convertisseur numérique-analogique D/A 45 Les convertisseurs 44 et 45 cons- tituent respectivement l'entrée et la sortie d'un dispositif de traitement de signaux numériques qui effectue certaines fonctions, comme illustré sur la figure Ainsi, il est prévu un démodulateur 46, un modulateur 47, un dispositif 48 de mise au format des voies, d'une table de recherche 49, un codeur d'erreur 50 des voies, et un codeur de parole 51 Le codeur de parole 51 est connecté à un convertisseur A/D 52 pour permettre la connexion bidirectionnelle à un combiné Le codeur de parole 51 et le convertisseur 52 peuvent naturellement être remplacés dans un système de télécommunications s'appliquant à des données. L'unité éloignée communique avec une unité centrale 11. Lorsque l'unité éloignée (un émetteur-récepteur mobile ou portatif a été mis sous tension, il commence de recevoir des émissions de la part de la sta- tion centrale et il se synchronise sur les salves reçues de la part de la station cen- trale Ceci s'effectue au moyen d'un mot de synchronisation reçu de la part de la station centrale au début de chaque trame ou chaque tranche de temps Ces signaux sont reçus par l'intermédiaire du circuit 42 de réception RF, sont démodulés dans le démodulateur 46 et sont identifiés dans le dispositif 48 de mise au format des voies à l'aide d'un algorithme de synchronisation, comme cela est bien connu dans la technique L'unité reste dans un mode "libre" o le circuit de réception 42 est actif. L'unité reçoit, démodule et décode l'information de signalisation reçue de la part de l'unité centrale dans les tranches de temps de signalisation Dans ces informations, se trouvent des instructions d'acceptation de demande d'accès à une voie qui sont destinées à d'autres utilisateurs de la zone géographique Ainsi, par exemple, l'unité n 20 peut recevoir une instruction "TRANSMETTE SUR VOIE 2 " Cette ins- truction est identifiée et, dans la table de recherche 49, un drapeau est positionné pour indiquer que la voie 2 a été attribuée et est occupée La table de recherche 49 possède un élément drapeau pour chacune des cinq voies de trafic Lorsque le trafic se charge et qu'un plus grand nombre de voies sont attribuées, ces instructions d'affectation de voie sont enregistrées dans la table 49 Lorsque le système fait usage d'instructions "libérer la voie", la réception d'une instruction "libérer la voie" provoque l'effacement, dans la table 49, du drapeau relatif à cette voie Lorsqu'on ne fait pas usage d'instructions "libérer la voie", c'est-à-dire lorsqu'une voie se libère par simple cessation de l'émission, le bit de drapeau contenu dans la table 49 est effacé lorsque l'unité ne détecte plus de trafic sur cette tranche de temps. En un bref intervalle de temps après la mise sous tension, l'unité aura acquis une connaissance du trafic ayant lieu sur les voies, et celle-ci sera emma- gasinée dans la table 49. Au titre d'une autre possibilité de surveillance des instructions "TRANSMETIRE SUR VOIE", l'unité peut simplement détecter si un trafic existe ou non sur les voies respectives Ceci permet de construire plus rapidement les informations sur l'existence du trafic. Pour construire la table 49, il est possible d'utiliser diverses combinai- sons d'instructions d'affectation de voie et de libération de voie et de mesures du trafic. Lorsque l'utilisateur enfonce le bouton PIT (non représenté), le dis- positif 48 de mise au format des voies recherche dans la table 49 afin de trouver une voie libre Le dispositif de mise au format 48 compose un télégramme à trans- mettre à la station centrale, qui commence par un mot de synchronisation et com- porte une instruction de demande d'accès ALOHA Le dispositif de mise au format 48 délivre ce télégramme au modulateur 47 au début de la première tranche for- mant une voie de trafic non utilisée, en fonction des indications fournies par la table 49 Le télégramme est envoyé au circuit émetteur 43, lequel est mis sous ten- sion au moment approprié, et le télégramme est envoyé par l'intermédiaire de l'antenne 40. La station centrale, qui est la station fournissant des acceptations de demande de voie et qui reçoit les instructions de libération de voie, est informée du moment o il n'y a pas de trafic sur une tranche de temps donnée La station cen- traie maintient une table de recherche analogue pour les voies et leurs affecta- tions. Le fonctionnement de la station centrale est le suivant La station cen- trale est prête à recevoir une demande d'accès ALOHA de la part de n'importe laquelle des unités se trouvant dans la zone géographique Par conséquent, lorsqu'il reçoit la demande d'accès ALOHA (et si l'on suppose qu'il n'y a pas eu de colli- sions, c'est-à-dire qu'aucune autre unité n'émet en même temps, par la même tranche de temps, une demande d'accès ALOHA), il reçoit le télégramme, décode à partir de celui-ci l'identité de l'unité demandant l'accès et, lors de la tranche de temps de signalisation immédiatement suivante (tranche 1 sur la figure 3), émet un accusé de réception et un message AHOY identifiant l'unité demandée. L'unité mobile ou portative reçoit l'accusé de réception et le message AHOY et émet son propre accusé de réception dans la tranche de temps dispo- nible suivante (de trafic ou de signalisation) La procédure se poursuit comme décrit ci-dessus. Lorsque le trafic augmente, les unités s'appuient de plus en plus sur la voie de signalisation prédéfinie pour envoyer des signaux de signalisation jusqu'à ce que les voies soient saturées, et alors, il n'existe plus d'autres voies de trafic disponibles à attribuer et toutes les autres informations de signalisation sont émises sur la voie de signalisation entrante ou sortante respective. Lorsque deux unités éloignées émettent simultanément et de manière à interférer entre elles des demandes d'accès ALOHA en même temps dans la même tranche de temps et avec une intensité de signal telle qu'il n'est pas possible de reconstituer au moins l'un des deux signaux, il y a collision et au moins l'une des deux unités doit faire un nouvel essai Le système du mode de réalisation préféré de l'invention réduit la probabilité des collisions, puisque l'émission de signaux de signalisation n'est pas obligée de s'en tenir à la même voie de signalisation. On comprendra qu'une unité éloignée selon le mode de réalisation pré- féré de l'invention peut communiquer avec une autre unité éloignée qui effectue tout son travail de signalisation sur la voie de signalisation (selon le système typique de la technique antérieure) La réduction du temps d'accès n'est pas si importante, mais il y a encore une réduction sensible de celui-ci. On comprendra également qu'il n'est pas essentiel que l'unité centrale soit conçue pour émettre des signaux de signalisation sur les voies de signalisation et les voies de trafic Dans un système o l'unité centrale n'émet les messages de signalisation que sur la voie de signalisation, il y aura néanmoins une réduction sensible du temps d'accès du fait que l'unité demandeuse n'aura pas à attendre la tranche de temps de signalisation entrante suivante pour émettre son instruction d'accès ALOHA Dans une certaine proportion des eas, en utilisant une voie de trafique libre, elle émettra sa demande d'accès ALOHA à temps pour que l'unité centrale reçoive la demande et transmette son accusé de réception et son message AHOY dans la tranche de temps de signalisation sortante qui suit immédiatement. Ceci seul peut déjà amener un temps d'accès réduit à une valeur de l'ordre de ms dans l'exemple décrit, même si les opérations de signalisation suivantes doivent être effectuées sur la voie de signalisation. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et du système dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé d'accès dans un système de télécommunications par artères téléphoniques comprenant une station centrale ( 11) et une unité éloignée ( 10) qui possèdent des moyens pour communiquer sur une liaison TDMA, comprenant les opérations suivantes: prévoir des tranches de signalisation prédéterminées et des tranches de trafic prédéterminées en vue de la transmission respective d'informations de signa- lisation et d'informations de trafic de la station centrale à l'unité éloignée pendant un trafic relativement chargé; prévoir des tranches de signalisation prédéterminées et des tranches de trafic prédéterminées en vue de la communication respective d'informations de signalisation et d'informations de trafic de l'unité éloignée à la station centrale pendant un trafic relativement chargé; caractérisé par les opérations suivantes: permettre à l'unité éloignée d'émettre des informations de signalisation sur une tranche de trafic pendant un trafic relativement réduit; recevoir les informations de signalisation dans la station centrale pen- dant la tranche de trafic et traiter les informations comme des informations de signalisation. 2 Système de télécommunications par artères téléphoniques compre- nant une station centrale ( 11) et au moins une unité éloignée ( 10) conçues pour communiquer sur une voie TDMA, caractérisé en ce que: l'unité éloignée possède des moyens permettant d'émettre des infor- mations de signalisation sur une tranche de signalisation pendant un trafic rela- tivement chargé et d&émettre des informations de signalisation sélectivement sur une tranche de signalisation ou bien une tranche de trafic pendant un trafic rela- tivement réduit, et la station centrale possède des moyens permettant de recevoir ces informations pendant la tranche de trafic et de traiter ces informations comme des informations de signalisation. 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la station centrale comprend des moyens permettant d'émettre un accusé de réception et de lancer une acceptation de demande d'accès à une voie en réponse à la réception des informations de signalisation sur la tranche de trafic. 4 Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens contenus dans l'unité éloignée et servant à émettre des informations de signalisation comprennent des moyens servant à émettre une demande d'accès à une voie. 5 Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caracté- risé en ce que la station centrale comprend des moyens servant à émettre une instruction d'acceptation de demande d'accès à une voie sur une tranche de trafic pendant un trafic relativement réduit. 6 Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caracté- risé en ce que l'unité éloignée possède des moyens ( 49) servant à surveiller les instructions d'acceptation de demande d'accès à une voie qui sont adressées à d'autres unités éloignées, à conserver un enregistrement des identifications des voies ainsi affectées et, par conséquent à identifier des tranches de temps qui ne sont pas attribuées au trafic. 7 Unité éloignée ( 10) servant à la communication sur un système de télécommunications radio par artères téléphoniques, comprenant une station cen- trale ( 11) et au moins une unité éloignée conçues pour communiquer sur une plu- ralité de voies comprenant une pluralité de voies de trafic et au moins une voie de signalisation prédéterminée, o chaque voie comprend une séquence de tranches de temps entrelacées avec des tranches de temps d'autres voies, ladite unité éloi- gnée étant caractérisée par: des moyens ( 49) permettant de surveiller l'utilisation des voies par d'autres unités éloignées; des moyens servant à émettre des informations de signalisation sur une voie de trafic dont il a été déterminé qu'elle n'était pas utilisée; des moyens servant à émettre des informations de signalisation sur la voie de trafic ainsi déterminée lorsqu'il n'y a pas de voie de trafic non utilisée dont la tranche de temps apparaît avant la tranche de temps de la voie de trafic pré- déterminée. 8 Unité éloignée selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens servant à surveiller l'utilisation des voies comprennent des moyens per- mettant d'identifier des instructions d'acceptation de demande d'accès à une voie qui sont adressées à d'autres unités éloignées. 9 Unité éloignée selon la revendication 7 ou 8, o les moyens servant à surveiller l'utilisation des voies comprennent des moyens permettant d'identifier les instructions de libération de voie qui sont adressées à d'autres unités éloignées. il Unité éloignée selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisée en ce que les moyens servant à surveiller l'utilisation des voies comprennent des moyens permettant d'identifier l'activité radio sur la voie.