Brevet FR2690025A1 — publié le 19931015

La présente invention concerne de façon générale les émetteursrécepteurs et, plus particulièrement, un procédé et un appareil de décalage des fréquences produites dans le récepteur et l'émetteur, grâce auxquels on élimine l'auto-blocage à l'intérieur de l'émetteur-récepteur. Dans le domaine des télécommunications aux fréquences radio (RF), est apparu récemment un accroissement des demandes pour la transmission de données à grande vitesse et de signaux vocaux numériquement chiffrés. Puisque, par nature, le spectre RF est limité, il a fallu imaginer un nouveau système d'organisation pour tenter de satisfaire l'accroissement des demandes. Le système à accès multiple par répartition dans le temps (TDMA) constitue un semblable système et offre une utilisation plus efficace du spectre et une capacité accrue. Sous sa forme la plus simple, un système TDMA comprend une station de base émettrice, qui est en mesure de multiplexer dans le temps les messages venant d'au moins deux utilisateurs sur un seul canal RF, et un ou plusieurs postes émetteurs éloignés pouvant recevoir au moins l'un des messages multiplexés dans le temps. Typiquement, le poste récepteur éloigné est un radiotéléphone mobile ou portatif pouvant émettre des messages TDMA à destination de la station de base et en recevoir de celle-ci. Une mise en oeuvre particulière du système TDMA fait appel à une structure à tranches en duplex par répartition dans le temps (TDD). Le système TDD utilise un unique canal RF pour l'émission et la réception d'informations de commande et de communication entre le poste récepteur éloigné et la station de base. Dans un système TDD, il se pose un problème, qui est que la fréquence de décalage de l'émetteur est égale à la fréquence intermédiaire (IF) du récepteur. Si les générateurs de fréquence restent tous deux en service pendant l'émission et la réception, ils interféreront entre eux, ce qui provoquera un auto-blocage automatique des données émises et reçues. Ce problème peut survenir aussi bien dans le poste récepteur éloigné que dans la station de base. Une solution qui a été mise au point pour traiter ce problème est l'utilisation de synthétiseurs de fréquence à verrouillage rapide comme générateurs de fréquence dans l'émetteur et le récepteur placés dans la station de base ou bien dans le poste récepteur éloigné. Les synthétiseurs à verrouillage rapide peuvent être commutés en service et hors service entre les tranches de temps démission et de réception, puis être remis en service et se verrouiller rapidement sur leur fréquence voulue dans le cadre des caractéristiques du système TDD. Le système à synthétiseurs de fréquence à verrouillage rapide est très coûteux, consomme beaucoup de courant électrique, et est d'une mise en oeuvre complexe. On souhaite donc pouvoir disposer d'un émetteur-récepteur TDD peu coûteux et efficace du point de vue de la consommation électrique, qui ne soit pas difficile à mettre en oeuvre et qui évite l'auto-blocage automatique des données émises ou reçues. L'invention propose un procédé de fonctionnement pour émetteur récepteur radio. L'émetteur-récepteur comporte un oscillateur local qui produit deux signaux d'oscillateur local à des moments différents. Chaque signal d'oscillateur local possède une fréquence propre. Pendant une première durée, I'émetteurrécepteur radio reçoit un signal de fréquence radio. Le premier signal de fréquence radio est combiné à l'un des signaux d'oscillateur local, pour former un signal de fréquence intermédiaire. Pendant une deuxième durée, l'émetteur-récepteur produit un signal de décalage de fréquence. Le signal de décalage de fréquence est combiné avec le deuxième signal d'oscillateur local, afin de former un deuxième signal de fréquence radio. Les premier et deuxième signaux de fréquence radio ont la même fréquence. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système de télécommunications radiotéléphoniques qui peut employer l'invention; - la figure 2 est une illustration d'une trame temporelle TDMASDD selon l'invention ;et - la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un émetteur-récepteur selon l'invention. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, il est proposé un émetteur-récepteur TDD numérique pour radiotéléphone. L'émetteur-récepteur numérique comporte un oscillateur local (lu), un synthétiseur de fréquence intermédiaire (IF) et un synthétiseur de fréquence de décalage. L'oscillateur local est un synthétiseur de fréquence à verrouillage rapide qui peut effectuer un changement de fréquence allant jusqu'à 12 MEk en un temps compris dans les limites de 1,4 ms, comme cela est nécessaire pour changer les canaux à l'intérieur du système TDD. Les synthétiseurs de fréquence de l'émetteur et du récepteur sont décalés l'un de l'autre de 2 MHi, ce qui permet une isolation de 60 dB entre eux et évite donc le problème de l'auto-blocage automatique.L'oscillateur local fait alterner les fréquences produites entre les tranches de temps d'émission et de réception. Ces fréquences alternantes sont mélangées avec la fréquence intermédiaire et la fréquence de décalage de l'émetteur et du récepteur. Pendant une tranche de temps de réception, la fréquence radio reçue est abaissée, à l'aide de l'oscillateur local, jusqu'à la fréquence intermédiaire appropriée. Pendant une tranche de temps d'émission, la fréquence de décalage est élevée, à l'aide de l'oscillateur local, jusqu'à cette même fréquence radio. La figure 1 est un schéma fonctionnel d'un système radiotéléphonique qui peut employer l'invention. Dans ce système radiotéléphonique, un émetteurrécepteur 103 disposé en un site fixe envoie des signaux de fréquence radio (RF) à des radiotéléphones mobiles et portatifs contenus à l'intérieur d'une aire géographique donnée et reçoit des signaux de fréquence radio de la part de ceux-ci. Le radiotéléphone 101 est un semblable radiotéléphone desservi par l'émetteurrécepteur 103 du site fixe. Lorsqu'il reçoit des signaux de la part de ces émetteurs-récepteurs 103 de site fixe, le radiotéléphone 101 utilise l'antenne 105 pour capter le signal RF et le convertir en un signal électrique de fréquence radio 107. Le signal électrique RF est reçu par un récepteur radio 109 destiné à être utilisé dans le radiotéléphone 101. Le récepteur 109 produit un signal de fréquence intermédiaire destiné à être utilisé pour la démodulation du signal électrique RF 107 et la reconstitution des données contenues dans le signal électrique RF 107. Le signal de données 121 résultant est délivré par le récepteur à un système de traitement 117. Le système de traitement 117 met le signal de données 121 sous forme de signaux vocaux et, ou bien, de données à destination d'une interface d'utilisateur 123. L'interface d'utilisateur 123 contient un microphone, un haut-parleur et un clavier. Lors de l'émission de signaux RF par le radiotéléphone portatif 101 à destination de l'émetteur-récepteur 103 du site fixe, les signaux vocaux et, ou bien, les signaux de données venant de l'interface d'utilisateur 123 sont traités par le système de traitement 117. Les signaux traités sont appliqués à l'entrée d'un émetteur 111. L'émetteur 111 produit un signal de fréquence de décalage qui est utilisé pour moduler le signal traité 119 afin de former des signaux électriques RF qui seront ensuite appliqués à l'antenne 105. Les signaux électriques RF 107 sont convertis en signaux RF et délivrés par l'antenne 105. Les signaux RF sont reçus par ltémetteur-récepteur 103 du site fixe, qui fait fonction d'interface pour les signaux téléphoniques de lignes terrestres. La figure 2 est un schéma simplifié illustrant le système TDMN en duplex par répartition dans le temps selon le mode de réalisation préféré. La trame TDD 200 a une durée de 5 ms sur un canal de fréquence radio. Des trames TDD identiques se répètent toutes les 5 ms. Dans le radiotéléphone portatif 101 de la figure 1, le radiotéléphone émettra des informations à destination de l'émetteurrécepteur 103 du site fixe pendant une tranche de temps 205. Le radiotéléphone portatif 101 recevra des signaux de fréquence radio de la part de ltémetteur- récepteur 103 du site fixe pendant une tranche de temps de réception 207. Une fois que la tranche de temps d'émission 205 est achevée, le radiotéléphone portatif 101 dispose de 1,875 ms pour régler ltémetteur-récepteur afin qu'il recoive des données via l'antenne 105.La mise en oeuvre particulière du mode de réalisation préféré est illustrée dans le schéma fonctionnel détaillé de la figure 3. La figure 3 est une illustration de l'émetteur-récepteur de fréquences radio selon l'invention. Dans le mode de réalisation préféré, l'antenne 105 reçoit un signal de fréquence radio entre 1 895 et 1 907 MEk. A titre d'illustration, on fera référence au signal 107 comme à un signal électrique de fréquence radio 1900 MHz. De la même façon, l'antenne 105 émet un signal électrique 107 de fréquence radio 1900 M qui contient des informations provenant du signal de données traité 119.L'oscillateur local 303 est réglé sur une fréquence comprise entre 1 762 et 1 775 Mh. Cet oscillateur local est un synthétiseur de fréquence à acquisition rapide qui permet à l'oscillateur de fonctionner à l'intérieur d'une gamme de 12MHz en un temps au plus égal à 1,5 mus. Ce synthétiseur de fréquence à acquisition rapide est nécessaire dans tout radiotéléphone pour changer les canaux à l'intérieur du système radiotéléphonique. Lors de l'émission d'informations pendant la tranche de temps d'émission 205, l'émetteur 111 reçoit le signal de données traité 119 de la part du système de traitement 117. Ce signal de données traité 119 est modulé et mis sous une forme appropriée dans un bloc fonctionnel 307. Le signal de sortie du bloc fonctionnel 307 est un signal de fréquence de décalage 313 qui possède une fréquence de 131 Mh. Le signal de fréquence de décalage 313 est mélangé avec la fréquence 113 d'oscillateur local dans un mélangeur 305 de manière que soit produit un signal électrique de fréquence radio 1900 MD, lequel est délivré à l'antenne 105.Pendant la tranche de temps d'émission 205, la fréquence de l'oscillateur local 303 est fixée à 1769 ME. Après que les données contenues dans le signal de données traité 119 ont été émises, l'émetteur-récepteur 300 possède 1,875 ms, comme indiqué par la durée 203 sur la figure 2, pour changer les fréquences en vue de la réception pendant la tranche de temps de réception 207. Pendant la tranche de temps de réception 207, le récepteur 109 reçoit un signal électrique de fréquence radio 107 de la part de ltémetteur-récepteur 103 du site fixe de la figure 1, lequel possède une fréquence de 1 900 MB. Le signal électrique de fréquence radio 107 est ensuite mélangé avec le signal d'oscillateur local 113 dans le mélangeur 301 appartenant au récepteur 109.Le signal 311 résultant est un signal de fréquence intermédiaire qui possède une fréquence égale à 133 MHz. Pour produire cette fréquence intermédiaire, on fixe la fréquence de l'oscillateur local à 1 767 MB. Ainsi, pendant le temps de retard de 1,875 ms, le signal 113 d'oscillateur local doit changer et passer de 1769 MF à 1767 MEk. Ce signal de fréquence intermédiaire 311 est appliqué à l'entrée du bloc fonctionnel 309, qui produit le signal de données 121 résultant. En demandant le changement de fréquence de l'oscillateur local 303 pendant ce temps mort, le système évite le problème de l'auto-blocage automatique qui est dû au fait que le signal de fréquence de décalage 313 et le signal de fréquence intermédiaire 311 ont la même fréquence. S'ils ont la même fréquence, l'auto-blocage se produit, ce qui provoque des données déformées et des erreurs pendant les appels téléphoniques. Puisque le synthétiseur de fréquence à verrouillage rapide de l'oscillateur local 303 est déjà nécessaire dans le système radiotéléphonique, le système proposé est efficace du point de vue du coût, de la taille et de la consommation électrique. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et du dispositif dont la description vient d'être donnée simplement à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de mise en oeuvre d'un émetteur-récepteur de fréquences radio, caractérisé par les opérations suivantes: produire au moins un premier et un deuxième signal d'oscillateur local respectivement pendant une première et une deuxième durée, lesdits premier et deuxième signaux d'oscillateur local ayant des fréquences différentes; recevoir un premier signal de fréquence radio pendant ladite première durée; mélanger ledit premier signal de fréquence radio avec ledit premier signal d'oscillateur local, afin de former un premier signal de fréquence intermédiaire pendant ladite première durée; produire un premier signal de décalage de fréquence pendant ladite deuxième durée; et mélanger ledit premier signal de décalage de fréquence avec ledit deuxième signal d'oscillateur local, afin de former un deuxième signal de fréquence radio pendant ladite deuxième durée, de façon que lesdits premier et deuxième signaux de fréquence radio aient sensiblement la même fréquence. 2. Emetteur-récepteur de fréquences radio, caractérisé par: un premier moyen (303) servant à produire au moins un premier et un deuxième signal d'oscillateur local respectivement pendant une première et une deuxième durée, lesdits premier et deuxième signaux d'oscillateur local ayant des fréquences différentes; un moyen (309) servant à recevoir un premier signal de fréquence radio (311) pendant ladite première durée; un moyen (301) servant à combiner ledit premier signal de fréquence radio avec ledit premier signal d'oscillateur local, afin de former un premier signal de fréquence intermédiaire pendant ladite première durée; un deuxième moyen (307) servant à produire un premier signal de décalage de fréquence (313) pendant ladite deuxième durée ; et un deuxième moyen (305) servant à combiner ledit premier signal de décalage de fréquence avec ledit deuxième signal d'oscillateur local, afin de former un deuxième signal de fréquence radio pendant ladite deuxième durée, de façon que lesdits premier et deuxième signaux de fréquence radio aient sensiblement la même fréquence. 3. Emetteur-récepteur de fréquences radio selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier signal de fréquence intermédiaire et ledit premier signal de décalage de fréquence ont des fréquences différentes, de sorte que l'auto-blocage automatique de ltémetteur-récepteur de fréquences radio est sensiblement diminué. 4. Emetteur-récepteur de fréquences radio selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième signaux de fréquence radio ont une fréquence comprise entre 1895 et 1907 MB. 5. Emetteur-récepteur de fréquences radio selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier signal de fréquence intermédiaire possède une fréquence sensiblement égale à 133 MEk. 6. Emetteur-récepteur de fréquences radio selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier signal de décalage de fréquence possède une fréquence sensiblement égale à 131 MB. 7. Radiotéléphone destiné à être utilisé dans un système radiotéléphonique comportant un émetteur-récepteur, le système radiotéléphonique ayant un certain écartement entre canaux de fréquences radio (RF), le radiotéléphone étant caractérisé par: un premier moyen (303) servant à produire au moins un premier et un deuxième signal d'oscillateur local respectivement pendant une première et une deuxième durée, lesdits premier et deuxième signaux d'oscillateur local ayant des fréquences différentes; un moyen (309) servant à recevoir un premier signal de fréquence radio pendant ladite première durée; un moyen (301) servant à combiner ledit premier signal de fréquence radio et ledit premier signal d'oscillateur local, afin de former un premier signal de fréquence intermédiaire pendant ladite première durée;; un deuxième moyen (307) servant à produire un premier signal de décalage de fréquence pendant ladite deuxième durée ; et un deuxième moyen (305) servant à combiner ledit premier signal de décalage de fréquence avec ledit deuxième signal d'oscillateur local, afin de former un deuxième signal de fréquence radio pendant ladite deuxième durée, de façon que lesdits premier et deuxième signaux de fréquence radio aient sensiblement la même fréquence. 8. Radiotéléphone selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit premier signal de fréquence intermédiaire et ledit premier signal de décalage de fréquence ont une différence de fréquence qui est sensiblement égale à quatre écartements entre canaux RF, de sorte que l'auto-blocage automatique de ltémetteur-récepteur est sensiblement diminué. 9. Radiotéléphone selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit premier signal de fréquence intermédiaire et ledit premier signal de décalage de fréquence ont une différence de fréquence sensiblement égale à 60 dB d'isolation, de sorte que l'auto-blocage automatique de ltémetteur-récepteur est sensiblement diminué. 10. Radiotéléphone selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit premier signal de fréquence intermédiaire possède une fréquence sensiblement égaIe à 133 MEk. 11. Radiotéléphone selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit premier signal de décalage de fréquence possède une fréquence sensiblement égale à131.