Brevet FR2700088A1 — publié le 19940701

PROCEDE DE SYNCHRONISATION TEMPORELLE D'UN TRANSCODEUR DE PAROLE ET STATION D'EMISSION/ RECEPTION DE BASE METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de synchronisation temporelle d'un transcodeur de parole. Elle vise également une station d'émission/ réception de base mettant en oeuvre ce procédé. Dans les systèmes de radiotéléphonie numérique, l'infrastructure de communication est généralement constituée de sous-systèmes de station de base BSS comprenant chacun, en référence à la figure 1, un contrôleur de station de base BSC, plusieurs stations d'émission/réception de base BTS (dont une seule est ici représentée) et un transcodeur de parole et adaptateur de débit TRAU, qui sera désigné dans la suite sous le terme de transcodeur TRAU. Ce transcodeur est relié via une ligne de communication à haut débit (par exemple, 64 Kbits/seconde) à un centre de commutation mobile MSC. Chaque station de base BTS est reliée au contrôleur de station de base BSC via une ligne de communication 3, par exemple de type ABIS à un débit de 16 Kbits/seconde, et gère au sein d'une cellule les communications radio avec des mobiles MS.La parole est échangée par voie hertzienne 2 entre les stations de base BTS et les mobiles MS sous la forme de trames de parole de configuration prédéterminée, conformes par exemple à la recommandation GSM. Le transcodeur doit nécessairement être synchronisé par rapport à la station d'émission/réception de base concernée par la communication, afin de minimiser le temps de transfert de la parole de l'abonné fixe vers l'abonné mobile. Dans les systèmes actuels, la station d'émission/réception de base calcule au sein d'une unité de codage/décodage de canal CCU le temps de retard entre l'instant de réception des trames reçues du transcodeur TRAU et un instant de réception idéal. Ce temps de retard, calculé sur chaque trame de parole, est transmis au transcodeur TRAU qui ajuste en conséquence les instants d'émission des trames en provenance du transcodeur, par rapport à à une séquence périodique d'émission de période prédéterminée, par exemple 20 ms. Cette solution présente cependant l'inconvénient de nécessiter à chaque nouvel appel ou changement de transcodeur un cycle de tarage qui augmente la durée pendant laquelle la parole est quasi inintelligible. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de synchronisation temporelle d'un transcodeur de parole dans un système de radiocommunication, notamment un système de radiotéléphonie numérique, qui permette une accélération de la synchronisation du transcodeur. Selon l'invention, le procédé de synchronisation temporelle d'un transcodeur de parole par rapport à une station d'émission/réception de base traitant la parole sous la forme de trames de parole, comprenant une phase d'alignement initial comportant plusieurs étapes de calcul de temps de retard à appliquer par le transcodeur et une phase d'alignement statique, est caractérisé en ce que, lorsqu'un canal de communication associé à ladite station d'émission/réception de base est activé, cette dernière envoie au transcodeur une demande d'alignement initial comprenant une information indicative d'un temps de retard initial à appliquer par le transcodeur, et en ce qu'on mémorise une information calculée à partir des temps de retard demandés par ladite station d'émission/réception de base pendant ladite phase d'alignement initial, cette valeur mémorisée étant utilisée lors de l'appel suivant pour générer l'information indicative du temps de retard initial demandé. Ainsi, avec le procédé selon l'invention, on fait l'économie d'une séquence systématique de tarage du temps de retard au début de chaque communication et on minimise ainsi le temps nécessaire à l'alignement temporel du transcodeur TRAU. En effet, en mémorisant une valeur représentative des temps de retard appliqués au cours de l'appel précédent, on dispose d'une bonne base de départ pour l'alignement initial des trames émises vers la station d'émission/réception de base qui va donc fournir cette valeur mémorisée au transcodeur au début de chaque appel. Selon une version préférée du procédé selon l'invention, l'information de référence mémorisée est la somme, modulo ladite période prédéterminée, des temps de retard demandés par ladite station d'émission/réception de base pendant la phase initiale. L'information mémorisée est alors une image du temps de retard cumulé demandé au transcodeur au cours d'un appel. Dans un mode préféré de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la demande d'alignement initial émise par la station d'émission/réception de base comprend en outre une information d'option d'alignement pour indiquer au transcodeur si l'alignement demandé est absolu, à savoir par rapport à la trame émise par ladite station d'émission/réception de base ou relatif, à savoir par rapport à la trame émise par ledit transcodeur. Ce mode permet de prendre en compte la situation dite de "handover" dans laquelle le transcodeur est déjà activé lorsqu'un appel est initié et donc un canal activé. I1 est donc nécessaire d'indiquer au transcodeur si la demande d'alignement initial doit s'appliquer par rapport à la trame émise par la station d'émission/réception de base (alignement absolu) ou si elle doit s'appliquer par rapport à la trame émise par l'unité d'adaptation de débit de transcodeur (alignement relatif). L'option d'alignement relatif correspond au cas des procédés de synchronisation antérieurs et permet ainsi une compatibilité ascendante. On applique également cette option d'alignement relatif dans les phases d'alignement statique. Selon un autre aspect de l'invention, la station d'émission/réception de base comprenant des moyens pour commander a distance des moyens transcodeurs reliés à ladite station d'émission/réception de base par des moyens d'interface, et des moyens de codage/décodage de canal, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, est caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour calculer et pour mémoriser à l'issue d'un appel une information de référence calculée à partir de temps de retard demandés par ladite station d'émission/réception de base pendant une phase d'alignement initial, lesdits moyens de codage/décodage de canal étant agencés pour fournir, à chaque nouvelle activation de canal, auxdits moyens transcodeurs une information représentative d'un temps de retard initial demandé qui est générée à partir de ladite information de référence mémorisée lors de l'appel précédent. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est un schéma synoptique d'un sous-système de base d'un système de communication mobile, dans lequel le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre ; - la figure 2 représente l'organisation des échanges de trames entre un transcodeur et une unité de codage/décodage de canal pendant une communication ; - la figure 3 illustre un premier mode de synchronisation dit absolu mis en oeuvre avec le procédé selon l'invention ; et - la figure 4 illustre un second mode de synchronisation dit relatif mis en oeuvre avec le procédé selon l'invention. On va maintenant décrire un exemple particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en référence aux figures 2 à 4. On suppose que le transcodeur TRAU, placé à distance des stations d'émission/réception de base BTS, est commandé par l'unité de codage/décodage de canal CCU implantée physiquement au sein de la station d'émission/réception de base BTS. Lorsque le contrôleur BSC reçoit en provenance du centre de commutation mobile MSC une demande d'appel émanant par exemple d'un abonné fixe, celui-ci envoie un message d'activation de canal à la station de base BTS concernée par l'appel. A la réception, la station de base BTS alloue des ressources radio appropriées et une unité de codage/décodage de canal CCU. Cette unité de codage/décodage CCU commence alors à émettre des trames contenant notamment des informations sur le type de trame et le type de canal. A la réception de la première trame, le transcodeur TRAU positionne son mode de fonctionnement en conséquence et commence à émettre des trames correspondant aux informations reçues. L'alignement temporel des trames émises à destination de la station d'émission/réception de base BTS varie en pratique d'un appel à l'autre parce que le transcodeur TRAU ne possède aucune information sur les instants de transmission radio de la station de base BTS et commence à émettre des trames à un instant arbitraire, et en outre parce que les chemins physiques empruntés au sein du réseau de communication et de l'infrastructure peuvent être différents. Au début d'une communication, le transcodeur TRAU entre normalement dans une première séquence d'initialisation et de tarage I, en référence a la figure 2, au cours de laquelle la station de base BTS va calculer le temps de retard approprié que le transcodeur devra respecter pour obtenir un alignement temporel optimal et une synchronisation du transcodeur par rapport à la station de base BTS. Par "temps de retard" dans le procédé selon l'invention, on entend le retard entre l'instant de réception par le transcodeur TRAU d'une trame émise par la station BTS et l'instant d'émission d'une trame par le transcodeur TRAU, sachant que les instants d'émission de .trames par la station de base BTS sont périodiques, de période égale par exemple à 20 ms.A l'issue de cette première séquence d'alignement initial I, qui peut durer plusieurs périodes élémentaires d'émission/réception de trames et se termine lorsque le résultat de deux calculs successifs ne varie plus significativement, on entre dans une seconde séquence dite statique S au cours de laquelle 1' unité ne modifie le temps de retard appliqué que sur ordre de la station BTS, notamment en cas d'observation d'un décalage significatif prédéterminé. Le chronogramme de la figure 2 illustre les premiers cycles de transmission de trames entre le transcodeur TRAU et l'unité de codage/décodage de canal CCU de la station de base BTS. Le contrôleur BSC émet tout d'abord une message pour indiquer à la station de base BTS une demande d'activation de canal CA. Le transcodeur TRAU exécute alors une procédure 6 d'allocation de canal et de connexion. A la réception de cette demande d'activation CA, la station de base BTS exécute une procédure 5 d'allocation de canal radio et d'une unité de codage/décodage de canal CCU. La station de base émet ensuite dans une première trame une demande d'alignement initial contenant une information Xi représentative d'un temps de retard initial Ti à appliquer par l'unité TRAU. En réponse à la réception de la première trame émise par la station d'émission/réception de base BTS et contenant l'information Xi représentative du temps de retard initial demandé, le transcodeur TRAU émet une trame retardée d'un durée égale à Ta+Ti, Ta représentant un temps de traitement (non représenté) interne au transcodeur TRAU. I1 faut noter qu'avec le procédé selon l'invention, le temps de retard initial demandé est directement appliqué par le transcodeur. La trame émise par le transcodeur TRAU est traitée (séquence de calcul Al) dans la station BTS pour générer le futur temps de retard (X1, T1) à transmettre au transcodeur TRAU. Dans l'exemple décrit, l'information calculée X1 n'est transmisa que dans la trame suivante et le transcodeur TRAU n'applique le temps de retard corrigé qu'après l'avoir indiqué à la station d'émission/réception de base BTS par l'envoi d'une information d'acquittement ou de reconnaissance R1. Le processus de correction qui vient d'être décrit est répété dans la phase d'alignement initial (séquences de calcul: Al, A2, An; informations transmises: X1, X2, Xn; temps de retard appliques: T1, Tn) jusqu'à ce qu'une convergence soit obtenue. L'information représentative Xi est générée à partir d'une information de référence M mémorisée à l'issue de l'appel précédent et qui a été calculée à partir des informations Xi, X1, X2, Xn représentatives des temps de retard déterminés au cours de séquences de calculs (Al, A2, An) et demandés au cours de la phase d'alignement initial I de l'appel précédent. Ainsi, dans un mode effectif de réalisation, les informations transmises X1, X2, Xn peuvent représenter un nombre entier à multiplier par un délai prédéterminé AT, par exemple 250 As pour fournir les temps de retard Ti, T1, Tn à appliquer par le transcodeur TRAU par rapport aux instants de réception des trames émises par la station de base BTS.A la mise en route de la station de base BTS, l'information initiale Xi est positionnée à une valeur arbitraire, par exemple zéro et une phase d'alignement initial I est entreprise. A titre d'exemple pratique, l'information de référence mémorisée M peut être la somme des temps de retard demandés, modulo la période prédéterminée T d'émission des trames par la station de base BTS. Elle représente alors une image de la valeur cumulée des temps de retard demandés au cours de la phase d'alignement initial de l'appel précédent et peut en pratique être calculée à partir des informations représentatives X1, X2, Xn transmises au cours de la phase d'alignement initial. L'unité CCU de la station de base BTS effectue un premier calcul Al du temps d'alignement ou de retard à appliquer au transcodeur sous la forme d'une quantité X1 qui représente par exemple le multiple à appliquer à la durée élémentaire de 250 gs pour obtenir le temps d'alignement ou de retard.Une succession de calculs Al, A2, An de temps de retard est alors entreprise jusqu'à ce que deux réglages successifs deviennent inférieurs à 500 gs (convergence). On entre alors dans la phase d'alignement statique S. I1 est à noter que dès qu'un désalignement significatif est détecté par la station d'émission/réception de base BTS, on entre à nouveau dans une phase d'alignement initial I. Par ailleurs, au cours de cette phase d'alignement initial, le transcodeur TRAU commence par indiquer à la station d'émission/réception de base BTS le temps de retard qui va être appliqué avant de l'appliquer effectivement.De plus, afin de minimiser les risques d'oscillation, le transcodeur TRAU attend, après avoir appliqué un retard, au moins trois trames avant d'appliquer une nouvelle correction à la suite d'une demande émanant de la station d'émission/réception de base. Plus généralement, une temporisation d'un nombre prédéterminé de trames est appliquée avant toute nouvelle correction du temps de retard appliqué par le transcodeur TRAU. I1 est à noter que les délais corrigés pendant la phase d'alignement statique ne doivent pas être pris en compte dans la calcul de l'information de référence mémorisée car ils correspondent à des glissements d'horloge qui ne doivent pas être compensés. A titre d'exemple pratique, ces délais peuvent prendre une valeur égale à plus ou moins 250 gs. Dans la phase d'alignement initial I, il est possible que le transcodeur TRAU applique un délai en mode d'alignement relatif, par exemple de 250 gs. Ce délai ne peut pas être pris en compte par la station d'émission/réception de base BTS pour le calcul de l'information de référence pour la communication suivante. Lorsqu'un canal dépendant de la station d'émission/réception de base BTS est activé, il est possible que le transcodeur TRAU soit déjà activé, comme c'est le cas dans la situation dite de "handover" rencontrée lors du passage d'un mobile d'une cellule a une autre à l'intérieur d'un même sous-système de base BSS. Dans ce cas, il est nécessaire d'indiquer au transcodeur TRAU que le temps de retard demandé est absolu, à savoir qu'il doit être appliqué par rapport à l'instant de réception de la trame envoyée par la station d'émission/réception de base BTS, en référence à la figure 3. Un autre mode est prévu dans lequel le temps de retard demandé est relatif, à savoir qu'il doit être appliqué par rapport au dernier instant d'émission d'une trame par le transcodeur TRAU, en référence à la figure 4. Ce second mode correspond d'ailleurs à la situation rencontrée dans les procédés de synchronisation de l'art antérieur. I1 est alors avantageux de prévoir dans le procédé selon l'invention la possibilité d'indiquer au transcodeur TRAU quel type de temps de retard doit être appliqué. Un mode pratique de mise en oeuvre consiste à affecter un bit libre d'une trame émise par la station d'émission/réception de base BTS à cette fonction d'option d'alignement. Par exemple, si des informations de contrôle sont transmises dans 21 bits C1-C21 au sein d'une trame TR, on peut de façon arbitraire affecter le bit C3 à cette fonction et convenir par exemple qu'une valeur logique 1 de ce bit correspond à un retard absolu tandis qu'une valeur logique 0 correspond à un retard relatif.Le choix d'un bit de poids faible est justifié par le souci de minimiser le délai de décision sur le type d'alignement. Ainsi, si on étudie, en référence à la figure 3, le cas de la transmission au sein d'une trame d'une première demande d'alignement initial contenant l'information Xi calculée à partir de l'information mémorisée M et une information d'option d'alignement indiquant une demande d'alignement absolu, cette transmission va se traduire par l'application d'un temps de retard Ti= Xi.AT applique à l'envoi d'une trame vers la station d'émission/réception de base BTS. Dans le cas d'une demande d'alignement relatif, en référence à la figure 4, le bit C3 prend la valeur logique 0 et la station d'émission/réception de base BTS émet une demande d'alignement contenant le bit C3 au niveau logique 0 (alignement relatif) et une information Xi représentative d'un temps de retard à appliquer et calculée au cours d'une séquence de calcul A; en retour, l'unité TRAU émet une trame contenant une information Ri de reconnaissance de réception d'une demande de retard, puis émet, après réception d'une nouvelle trame issue de la station d'émission/réception de base BTS et contenant une demande d'alignement Xi, une seconde trame en appliquant un retard égal à la somme de la période prédéterminée T et d'un délai égal à Xi.AT. I1 est à noter que lors du passage d'une demande d'alignement absolu à une demande d'alignement relatif, aucune temporisation n'est effectuée avant l'application d'une correction de temps de retard. Avec les deux options précitées, le procédé selon l'invention offre donc une compatibilité ascendante avec les systèmes actuels de synchronisation temporelle. Bien sûr, la présente invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les incréments de temps de retard peuvent être modifiés en fonction de la structure des stations d'émission/réception de base mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Par ailleurs, on peut envisager d'autre modes de calcul d'une information de référence à mémoriser pour prendre en compte par exemple des situations particulières de communication. REVENDICATIONS 1. Procédé de synchronisation temporelle d'un transcodeur de parole (TRAU) par rapport à une station d'émission/réception de base (BTS) traitant la parole sous la forme de trames de parole, comprenant une phase d'alignement initial (I) comportant plusieurs étapes (A1, A2, An) de calcul de temps de retard (T1, T2, Tn) à appliquer par ledit transcodeur (TRAU) et une phase d'alignement statique (S), caractérisé en ce que, lorsqu'un canal de communication associé à ladite station d'émission/réception de base (BTS) est activé, cette dernière envoie au transcodeur (TRAU) une demande d'alignement initial comprenant une information (Xi) indicative d'un temps de retard initial (Ti) à appliquer par ledit transcodeur (TRAU), et en ce qu'on mémorise une information de référence (M) calculée à partir des temps de retard demandés par ladite station d'émission/réception de base (BTS) pendant la phase d'alignement initial (I), ladite information de référence mémorisée (M) étant utilisée lors de l'appel suivant pour générer ladite information (Xi) indicative du temps de retard initial demandé (Ti). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'information de référence mémorisée (M) est la somme modulo ladite période prédéterminée (T), des temps de retard demandés par ladite station d'émission/réception de base (BTS) pendant la phase d'alignement initial (I). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la demande d'alignement initial émise par la station d'émission/réception de base (BTS) comprend en outre une information d'option d'alignement pour indiquer si l'alignement demandé est absolu, à savoir par rapport à la trame émise par ladite station d'émission/réception de base (BTS) ou relatif, à savoir par rapport à la trame émise par ledit transcodeur (TRAU). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'information caractéristique est transmise au transcodeur (TRAU) sous la forme d'un bit libre (C3) au sein d'une trame émise par la station d'émission/réception de base (BTS), à chaque valeur logique (0, 1) dudit bit (C3) correspondant un type d'alignement demandé possible, absolu ou relatif. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'en réponse à la réception d'une information d'alignement, le transcodeur (TRAU) envoie à la station d'émission/réception de base (BTS) une information d'acquittement dans le cas d'une demande d'alignement absolu. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le transcodeur (TRAU) retarde sa première émission de trame d'un temps égal à la somme du temps de retard initial demandé par la station d'émission/réception de base (BTS) et d'un délai interne prédéterminé. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le transcodeur (TRAU) indique, avant chaque application effective d'un temps de retard (tri, T2, Tn), à la station d'émission/réception de base (BTS) une information de reconnaissance ( R1) dudit temps de retard, à l'exception du temps de retard initial (Ti). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une temporisation d'un nombre prédéterminé de trames est appliquée avant toute nouvelle correction du temps de retard appliqué par le transcodeur (TRAU), sauf lors du passage d'une demande d'alignement absolu à une demande d'alignement relatif. 9. Station d'émission/réception de base (BTS) comprenant des moyens pour commander à distance des moyens transcodeurs (TRAU) reliés à ladite station d'émission/réception de base (BTS) par des moyens d'interface, et des moyens de codage/décodage de canal (CCU), mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour calculer et pour mémoriser à l'issue d'un appel une information de référence (M) calculée à partir des temps de retard demandés par ladite station d'émission/réception de base (BTS) pendant la phase d'alignement initial (I), lesdits moyens de codage/décodage de canal étant agencés pour fournir, à chaque nouvelle activation de canal, audit transcodeur (TRAU) une information représentative d'un temps de retard initial demandé et générée à partir de ladite information de référence (M) mémorisée lors de l'appel précédent.