Brevet FR2688108A1 — publié le 19930903

i PROCEDE DE DURCISSEMENT DE TRANSMISSIONS, EN PARTICULIER ENTRE UNE STATION DE COMMANDE ET UN TRANSPONDEUR, ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE La présente invention se rapporte à un procédé de durcissement de transmissions dans les deux sens, en particulier entre une station de commande et un transpondeur, ainsi qu'à un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Les télécommunications, en particulier celles entre une station de commande et un transpondeur, comme par exemple entre une station de télécommande et un missile, peuvent être sujettes à des brouillages intentionnels ou non Les premiers sont surtout générés par des stations de brouillage prévues à cet effet Les brouillages non intentionnels peuvent être dus soit à d'autres télécommunications, surtout lorsqu'elles se font sur des fréquences voisines de celles utilisées pour les télécommunications en question (par exemple entre d'autres stations de télécommande proches et leurs propres missiles), soit à des anomalies diverses: pannes de matériel, phénomènes atmosphériques perturbateurs, etc En particulier dans le cas des télécommunications de missiles, dont les temps de vol sont relativement courts, et qui doivent absolument échanger des informations sans erreurs, il est essentiel d'éliminer toutes les conséquences des brouillages. On connaît d'après le brevet français 2 639 102 un dispositif de guidage de missiles dans lequel on charge dans le transpondeur d'un missile une table de fréquences qui est lue en synchronisme avec une table identique de la station de guidage. Etant donné que le séquencement des différentes fréquences de ces tables est aléatoire, et étant donné le faible temps de vol des missiles, il est pratiquement impossible pour une station d'écoute et de brouillage de déterminer la valeur de la fréquence suivante à partir de l'écoute des précédentes, et donc de la brouiller, et/ou d'injecter de fausses informations Cependant, il est possible de brouiller quelques bandes de fréquences dans lesquelles certaines des fréquences desdites tables ont de grandes probabilités de se trouver En outre, les échanges d'informations entre la station au sol et le transpondeur du missile ne sont pas à l'abri des brouillages non intentionnels précités, et le procédé connu ne permet pas de modifier en vol la table de fréquences, ce qui fait que dans le cas le plus défavorable, en particulier dans le cas de missiles à courte portée, la plupart des informations échangées peuvent être brouillées. La présente invention a pour objet un procédé permettant de modifier à tout moment les paramètres de transmission (fréquence, et dans le cas de transmission de signaux impuisionnels, nombre ou nature des impulsions, position des impulsions dans le temps etc) en particulier à la suite de la détection et de l'analyse par la station de télécommande et/ou par le transpondeur de brouillages intentionnels ou non sur une fréquence ou une bande fréquences, ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, dispositif qui soit simple à implanter dans des systèmes existants. Le procédé conforme à l'invention, pour le durcissement des télécommunications dans les deux sens entre une station "maître" et au moins une station "esclave" ou transpondeur, consiste après avoir mémorisé dans chaque station au moins une table de paramètres de liaison, à modifier par échange d'informations entre les stations maître et esclave les paramètres de cette liaison L'initiative de la modification peut émaner de la station maître ou de la station esclave En cas de brouillage persistant, et/ou d'intrusion, sur certaines fréquences, ces valeurs de fréquences peuvent ainsi être exclues. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de deux modes de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est un bloc-diagramme simplifié d'une station maître et d'une station esclave, conformes à l'invention; la figure 1 est un blocdiagramme simplifié d'une station maître et d'une station esclave, conformes à l'invention; les figures 2 et 3 sont des diagrammes de deux modes de réalisation d'une table de valeurs pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention; et la figure 4 est un chronogramme simplifié d'un exemple de message pouvant être envoyé par la station maître. L'invention est décrite ci-dessous en référence à une station de tir de missiles, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas lo limitée à une telle application, et peut être mise en oeuvre dans une grande variété de systèmes de télécommunications, tels que des systèmes de télécommunications par satellite, des systèmes de commande de sondes spatiales, liaisons entre véhicules, etc pour lesquels se posent ou peuvent se poser des problèmes de brouillage, intentionnel ou non, des communications et/ou d'intrusion. On a représenté en figure 1 une station "maître" 1 et une station "esclave" 2 La station 1 est par exemple une station de commande au sol, et la station 2 est par exemple un missile guidé par la station 1 Il est bien entendu que dans d'autres applications les rôles de station maître et station(s) esclave(s) peuvent être permutés au cours d'une session de liaison ou après un certain nombre de liaisons. La station 1 comporte essentiellement un dispositif émetteur-récepteur 3 avec son antenne d'émission-réception 4. Toutefois, il est bien entendu que l'émetteur, le récepteur, l'antenne d'émission et l'antenne de réception peuvent être des éléments distincts L'émetteur-récepteur 3 est relié à un circuit 5 synthétiseur de fréquences, à un calculateur 6, ce dernier étant relié au circuit 5 et à une table de fréquences 7 Les éléments 6 et 7 sont représentés distincts, mais il est bien entendu que la table 7 peut être intégrée au calculateur 6. La station "esclave" 2 comporte une antenne 8 d'émission-réception reliée à un dispositif d'aiguillage 9 qui est, dans le cas présent (fonctionnement en hyperfréquences) un circulateur La voie de réception issue du dispositif 9 passe par un mélangeur 10 et comporte un récepteur 11 de télécommande et un récepteur 12 de localisation La sortie du récepteur 11 est reliée à un processeur de traitement de messages 13 qui est lui-même relié à une table de fréquences 14 et au calculateur central 15 de la station 2 Le récepteur 12 est relié à la table 14 et à l'entrée d'un mélangeur 16 L'autre entrée du mélangeur 16 est reliée à un oscillateur de décalage 17, et sa sortie est reliée via une ligne à retard 18 à un amplificateur d'émission 19 La sortie de l'amplificateur 19 est reliée via un mélangeur 20 et le circulateur 9 à l'antenne 8 Le processeur 13 commande, par une ligne 21, le gain de l'amplificateur 19 Le processeur 13 est également relié à un synthétiseur de fréquences 22, ce dernier étant couplé, grâce à un coupleur 23, aux mélangeurs 10 et 20. Les tables de fréquences 7 et 14 comportent chacune un grand nombre, par exemple plusieurs centaines, de valeurs de fréquences de préférence codées, comprises dans la bande de fréquences de télécommunication entre les stations 1 et 2 Ces valeurs de fréquences peuvent être avantageusement groupées en blocs de valeurs de fréquences de même ordre de grandeur, par exemple valeurs basses, moyennes et hautes Ainsi, par exemple dans le cas d'un brouillage systématique des fréquences appartenant au bloc de valeurs élevées, le choix de fréquences de ce bloc peut être exclu par la station 1 Les tables 14 sont par exemple mémorisées peu avant le lancement des missiles. Cependant, il est bien entendu que ces tables peuvent être téléchargées en vol La table 7 peut soit être une table figée, soit une table constituée d'une suite de valeurs choisies par programme au gré de l'opérateur de la station 1 La table 7 contient au moins les mêmes informations que la table 14. Selon un mode de réalisation de l'invention, la station 1 émet les valeurs de fréquences ou de variations de fréquence de façon explicite, et dans ce cas, lesdites tables contiennent chacune ces valeurs Comme illustré en figure 2, les tables 7 et 14 contiennent dans le même ordre, et aux mêmes adresses les fréquences Fl à Fn A chaque adresse, on mémorise une valeur de fréquence et un mot de synchronisation ou de corrélation approprié M 51 à M Sn On mémorise à une adresse déterminée de chaque table une information Cînit de conditions initiales comportant en particulier des informations sur le mode de transmission, diverses temporisations, et des informations de service. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, schématiquement illustré en figure 3, la station 1 émet les valeurs de fréquences ou de variations de fréquence de façon codée, par exemple avec un code comprimé Dans ce cas, la table 7 de la station 1 contient ces codes Cl à Cn, alors que la table 14 contient d'une part, dans une section Si, les mêmes codes, et, d'autre part, dans une section 52, les valeurs décodées correspondantes des fréquences Fl à Fi (le nombre de fréquences n'est pas nécessairement égal au nombre de codes) Les tables 7 et 14 comportent également, à chaque adresse, en plus des codes et des valeurs de fréquences, des mots de synchronisation correspondants M 51 à M Sn et M 51 à M Si respectivement Dans la station 1, le calculateur 6 détermine, soit en fonction de son programme, soit sur intervention de l'opérateur de la station, la fréquence de communication Fc à utiliser à un instant ultérieur donné, et transmet sa valeur codée Ci, déterminée grâce à la table 7, à la station 2. Dans la station 2, le processeur 13 commande dans la table 14 la lecture de cette valeur codée Ci dans Si, qui renvoie à l'adresse correspondante dans 52, adresse à laquelle est mémorisée la valeur de la fréquence Fc désirée. Si les tables de valeurs sont lues dans l'ordre, la station 1 fixe, à l'initialisation du système, juste avant le lancement du missile, ou au moment de son lancement, un point de départ arbitraire, qui est aussitôt communiqué à la station 2, et la lecture des tables 7 et 14 est effectuée en synchronisme. Dans le cas contraire, la station 1 fixe à l'initialisation une fréquence initiale d'échange d'informations, puis aussitôt indique à la station 2 la valeur, codée par exemple en code compressé, ou non codée, de la prochaine fréquence ou de la prochaine variation de fréquence, et ainsi de suite Le changement de fréquence de transmission peut se faire très rapidement, en particulier en cas de brouillage intentionnel et/ou de risque d'intrusion, en fonction de la rapidité des synthétiseurs de fréquence utilisés Les tables 7 et 14 peuvent contenir un grand nombre de valeurs de fréquences différentes, par exemple quelques dizaines à quelques centaines de valeurs différentes, espacées chacune (lorsqu'elles sont considérées dans l'ordre) de plusieurs dizaines de M Hz pour un fonctionnement dans l'une des bandes dont les fréquences sont comprises par exemple entre 1 et 40 G Hz environ La plage de fréquences ainsi couverte (de l'ordre de 1 G Hz ou plus) permet généralement de trouver, même dans un environnement fortement brouillé, quelques fréquences non ou peu brouillées, pouvant être utilisées pour les transmissions entre les stations 1 et 2. On va maintenant décrire, en référence à la figure 4, un exemple de messages envoyés par la station 1 à la station 2 pour l'application à un guidage de missile Ces messages modulent une porteuse, par exemple en modulation FSK Ces messages sont envoyés par la station 1 à intervalles, réguliers ou non, compris par exemple entre 20 et 50 ms dans le cas o la station 2 fait partie d'un missile Ainsi, même dans le cas d'un missile très rapide (volant par exemple à Mach 3), celui-ci ne parcourt qu'une faible distance (de l'ordre de quelques dizaines de mètres) entre deux messages consécutifs Bien entendu, en cas de nécessité, on peut diminuer l'intervalle entre messages consécutifs. Un message, tel que représenté en figure 4, comporte, à chaque récurrence TR, au début de cette récurrence, un paquet TC de mots, par exemple cinq, référencés Ml à M 5 sur la figure 4. Dans un exemple de réalisation, le mot Ml est un mot de synchronisation, le mot M 2 contient l'adresse du missile (une station telle que la station 1 peut diriger simultanément plusieurs missiles) et un code de type d'ordre, et les mots M 3 à M 5 comportent chacun les valeurs de l'ordre ou des ordres donné(s). Dès que le récepteur 11 de la station 2 reçoit le mot Ml, qui sert de code de reconnaissance, il en informe le processeur 13 qui place des "fenêtres" temporelles aux instants auxquels doivent arriver les mots M 2 à M 5, et ne prend en compte les informations reçues que si celles-ci s'insèrent dans lesdites fenêtres temporelles. Pendant la période de récurrence TR considérée, au bout d'un temps tl (par exemple d'environ 10 ms) après l'émission de M 5, nécessaire à la station 2 pour traiter les ordres reçus, la station 1 émet à la même fréquence que celle utilisée pour transmettre le paquet de mots TC un mot (ou plusieurs, si nécessaire) de télécommande MTL indiquant qu'elle va procéder à un processus de localisation du missile à une fréquence Fj Au bout d'un temps t 2 (par exemple d'environ 0,5 à 1 ms) après l'émission de MTL, la station 1 émet à la fréquence Fi un paquet, comportant par exemple cinq mots ML 1 à ML 5 Chacun des mots ML 1 à ML 5 est traité par le récepteur 12 de localisation qui y inclut, de façon connue en soi, ses informations, et les renvoie au mélangeur 16 En sortie du mélangeur 16, la fréquence porteuse de ces mots est décalée de la valeur fournie par l'oscillateur 17 (par exemple quelques dizaines de M Hz), retardée par la ligne à retard 18 et réémise par l'antenne 8 après amplification en 19 et mélange en 20. Si la transmission des mots ML 1 à ML 5 est très brouillée, la station 1 émet, toujours pendant la période TR considérée, au bout d'un temps t 3 (de préférence égal à t 2), un autre paquet de cinq mots ML 6 à ML 10 similaires à ML 1-ML 5, sur une fréquence Fk différente de Fj 1 La station 1 peut même émettre d'autres paquets de cinq mots pendant la période TR en cas de brouillage extrême. Selon une caractéristique de l'invention, pour augmenter la résistance au brouillage et/ou diminuer les risques d'intrusion, la fréquence porteuse des mots peut être modifiée par la station 1 à chaque mot, et même à chaque impulsion, et non pas à chaque paquet de mots. Selon une autre caractéristique de l'invention, si la station 2 ne reçoit pas, on ne reçoit seulement qu'une ou deux de ces informations ML 1 à ML 10 par suite de très mauvaises conditions de réception, elle se place sur une fréquence de repli au bout d'un laps de temps prédéterminé et/ou modifie d'autres paramètres de liaison (caractéristiques des impulsions) La station 1, ne recevant aucune réponse à ses signaux de localisation, se place également sur cette fréquence de repli au bout du même laps de temps prédéterminé et/ou modifie de la même façon des paramètres de liaison. Au cas o la station 2 reçoit tous les mots ML 1 à ML 5 et ML 6 à ML 10, sauf un, elle bascule quand même au bout d'un laps de temps normal vers la fréquence de réception suivante déterminée par la station 1, et que la station 2 peut déduire des informations reçues, ces informations étant surabondantes pour éviter tout retard de réaction par suite de la perte d'un nombre relativement faible d'informations. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à la télécommande d'un missile, mais il est bien entendu que lorsqu'elle est mise en oeuvre dans d'autres systèmes de télécommunications, la nature des signaux échangés peut être différente (par exemple pas de télécommande mais seulement interrogation/réponse), leur composition peut être différente (nombre de mots et/ou de paquets), et leurs caractéristiques temporelles peuvent être différentes (période de récurrence, durée des mots, intervalles entre mots et paquets) La caractéristique commune principale des systèmes conformes à l'invention est de pouvoir changer de paramètre de transmission (fréquence ou caractéristiques des impulsions> sur ordre de l'une des stations du système (cette station n'étant pas nécessairement la même au cours d'une même session de transmission>, toutes les stations du système ayant la possibilité de mémoriser des tables de valeurs (explicites ou codées> permettant de déterminer les différentes fréquences et/ou caractéristiques d'impulsions à utiliser, afin d'éviter des brouillages et/ou des intrusions. REVENDICATIONS 1 Procédé de durcissement de transmissions dans les deux sens entre une station "maître" de commande et au moins une station "esclave" ou transpondeur, caractérisé par le fait qu'il consiste, après avoir mémorisé dans chaque station ( 1, 2) au moins une table de paramètres de liaison ( 7, 14), à modifier par échange d'informations entre les stations maître et esclave les paramètres de cette liaison. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les paramètres de liaison sont modifiés à l'initiative de la station maître. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les paramètres de liaison sont modifiés à l'initiative de la station esclave. 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'un au moins des paramètres de liaison suivants est modifié: fréquence, nombre des impulsions, nature des impulsions, position dans le temps des impulsions. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on exclut en cas de brouillage persistant et/ou d'intrusion sur certaines fréquences durant les échanges entre les stations maître et esclave les valeurs de fréquences ainsi affectées. 6 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les valeurs de fréquences ou de variations de fréquence sont émises par la station maître de façon codée. il 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le code utilisé est un code compressé. 8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que le code utilisé comporte des informations de corrélation. 9 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'en cas de très mauvaises conditions de réception, les stations maître et esclave(s) passent, au bout d'un temps prédéterminé, sur des valeurs de repli pour les paramètres de transmission. Dispositif pour le durcissement de transmissions entre une station "maître" ( 1) et au moins une station "esclave" ou transpondeur, comportant chacune un dispositif d'émission et de réception ( 3, 4, 11, 12, 19, 8), un dispositif à paramètre variable ( 5, 22) pour faire varier le paramètre de transmission, et un calculateur de commande ( 6, 13) du processus de transmission, caractérisé par le fait que chacun des calculateurs de commande est relié à un dispositif ( 7, 14) dans lequel sont mémorisées des valeurs correspondant à des paramètres de transmission, ces valeurs étant lues en correspondance dans la station maître et la(les) station(s) esclave(s). 11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le dispositif à paramètre variable est un synthétiseur de fréquence. 12 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le dispositif à paramètre variable est un dispositif d'élaboration d'impulsions.