Brevet FR2714974A1 — publié le 19950713

La présente invention concerne un système de communication, notamment un système de communication bidirectionnel comportant des premiers moyens émetteursrécepteurs situés à une station au sol, et des seconds moyens émetteurs-récepteurs à bord d'un aéronef. Dans une application d'un tel système, l'aéronef peut également emporter des équipements de reconnaissance sous forme, par exemple, d'un radar à longue portée utilisé pour évaluer les positions relatives d'une cible et de l'aéronef. Si la distance entre l'aéronef et la station au sol peut être mesurée, alors les positions relatives de la cible et de la station au sol pourront être déterminées. A cet effet, une information de distance pourrait être émise sous forme de signaux de données par le système de communication cependant, cette facon de procéder mène à une réduction du débit auquel les autres données peuvent être émises. En variante, la largeur de bande du système de communication peut être accroepour permettre de loger l'information supplémentaire de distance ; cependant, ceci peut obliger à réduire la puissance disponible sur chaque canal de fréquence. L'un des buts de l'invention est de proposer un système de communication bidirectionnel pour, au moins, pallier ce problème. A cet effet, l'invention propose un système de communication bidirectionnel comprenant, à des emplacements respectifs, des premiers moyens émetteursrécepteurs et des seconds moyens émetteurs-récepteurs susceptibles de coopérer pour établir un lien de communication bidirectionnel, caractérisé en ce que les premiers moyens émetteurs-récepteurs fonctionnent en émettant une première séquence de signaux numé riques codés, transmettant des données et/ou des informations, ainsi que des premiers signaux de syn chronisation respectifs permettant de borner des groupes successifs de signaux de cette première sé quence, les seconds moyens émetteurs-récepteurs fonctionnent en émettant une seconde séquence de signaux numé riques codés, transmettant des données et/ou des informations, ainsi que des seconds signaux de syn chronisation respectifs permettant de borner des groupes successifs de signaux de cette seconde sé quence, chacun desdits seconds signaux de synchronisation ayant une relation temporelle connue par rapport au premier signal de synchronisation correspondant reçu par les seconds moyens émetteurs-récepteurs, et les premiers moyens émetteurs-récepteurs comportent des moyens d'évaluation pour comparer les instants auxquels les premiers et seconds signaux de synchronisation correspondants sont émis par les premiers moyens émetteurs-récepteurs, et reçus par ceuxci, respectivement, et pour produire à la suite de cette comparaison des données représentatives de la distance séparant lesdits emplacements respectifs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 illustre une application d'un système de communication bidirectionnel, la figure 2 montre la structure des signaux codés produits lors du fonctionnement du système de la figure 1, la figure 3 montre, sous forme d'un schema- bloc, un système de communication bidirectionnel selon la présente invention, et la figure 4 montre, sous forme d'un schémabloc, un circuit de détermination de distance utilisé dans le système de communication illustré figure 3. La figure 1 des dessins annexés illustre, sous forme schématique, une application d'un système de communication bidirectionnel. Le système comprend un premier ensemble dmetteur-récepteur radiofréquence situé à une station au sol (GS) et un second ensemble émetteur-récepteur radiofréquence installé à bord d'un aéronef (A), qui emporte aussi un radar à longue portée. En général des signaux de données seront émis depuis l'aéronef vers la station au sol, et des signaux d'ordres seront émis depuis la station au sol vers l'aéronef. Les signaux de données peuvent transmettre des informations de reconnaissance, en particulier des informations représentant les positions relatives de l'aéronef et d'une cible(T)détectée par le radar à longue portée. Si la distance entre l'aéronef et la station au sol peut être mesurée, alors les positions relatives de la cible et de la station au sol pourront être déterminées. Dans cet exemple, des signaux sont émis continûment par la station au sol et par l'aéronef, avec des fréquences porteuses différentes. Comme représenté figure 2, les signaux sont émis sous forme d'une succession de "trames mineures" contenant chacune 24 mots codés sous forme binaire, chaque mot ayant une longueur de 8 bits. 19 mots (appelés par la suite mots "données") de chaque trame sont alloués exclusivement à l'émission d'informations (c'est-à-dire de signaux d'ordres ou de signaux de données), et ces mots sont précédés dans la trame par 4 mots de synchronisation (appelées par la suite mots "synchro") et un mot d'identification de trame (appelé par la suite mot "ID"). Les mots "synchro" forment un arrangement specifique de 32 bits et peuvent être distingués, sans ambiguïté, des mots "données" qui les suivent. Ainsi, les mots "synchro" sont utilisés pour effectuer un marquage du début d'une nouvelle séquence de mots "données" et servent, en fait, à syhchroniser des impulsions d'horloge par référence auxquelles on pourra déterminer le séquencement relatif des signaux "données" dans la trame. Le mot "ID" est également utilisé à des fins de séquencement, et on lui affecte une valeur qui est incrémentée d'une trame à la suivante, de préférence selon un format cyclique de comptage. La valeur du mot "ID" identifie la trame associée et la rattache temporellement par rapport aux autres trames. Selon l'invention, il a été trouvé que les mots "synchro" et/ou "ID" associés avec une ou plusieurs trames "mineures" peuvent être utilisés pour déterminer la distance comprise entre l'aéronef et la station au sol. Cette façon de procéder s'est avérée avantageuse par le fait qu'il n'est pas nécessaire d'accroître la largeur de bande, et que chaque mot "données" peut être librement utilisé pour son objet initial, à savoir l'émission de signaux de données ou d'ordres. La figure 3 montre, sous forme de schéma-bloc, un exemple d'un système de communication bidirectionnel mettant en oeuvre cette façon de procéder. Le système comprend essentiellement deux parties, à savoir une partie basée au sol désignée de façon générale par 10, et une partie aéroportée désignée de façon générale par 20, installée à bord d'un adronef. Les deux parties disposent de canaux de réception et d'émission respectifs (RG,TG; RA,TA), couplés chacun à un système d'antenne respectif (XG,XA). Les données qui doivent être émises depuis l'avion sont d'abord appliqués à un circuit de codage 21 conçu pour produire une succession de trames "mineures" selon le format de codage décrit en référence à la figure 2, le débit des bits étant commandé dans cet exemple par un circuit d'horloge désigné par 22. Le circuit de codage produit aussi une impulsion P2 de "départ synchro" chaque fois que les 4 mots "synchro" qui débutent chaque nouvelle trame "mineure" sont produits. Comme on le décrira en détail par la suite, l'impulsion "départ synchro" est utilisée pour démarrer le comptage des impulsions de cadencement Pt produites par le circuit d'horloge 22. Les signaux codés produits en sortie du circuit 21 sont traités par un circuit de modulation 23 et émis, via le système d'antenne XA, sous forme de modulation d'une porteuse radiofréquence. Les signaux émis sont ensuite reçus par le système d'antenne au sol XG, démodulés par le circuit 11, et transmis à un circuit de décodage 12 conçu pour reconstituer les données originelles sous une forme propre à un traitement ou un affichage ultérieurs. Un circuit 13 de synchronisation de bits est prévu, pour produire des impulsions "internes" d'horloge à partir des signaux reçus. Des impulsions d'horloge peuvent être alors utilisées pour commander un circuit supplémentaire de codage 14 qui traite les signaux d'ordres qui lui sont appliqués. Le circuit de décodage 12 est prévu pour répondre aux mots "synchro" et "ID" formant la partie initiale de chaque trame "mineure", et fait en sorte que le circuit de codage associé 14 génère des mots "synchro" et "ID" identiques qui seront insérés entre les signaux d'ordres codés devant être émis vers l'aéronef. En fait, le circuit de codage 14 produit une séquence de trames "mineures" qui, mis à part le contenu des mots individuels "données" (ou d'ordres), est identique à la séquence produite par le circuit de codage 21, avec un retard par rapport à celle-ci dû au temps de propagation TAG aéronef-sol. En pratique, le circuit de décodage 12 présente un temps de réponse TD non nul, mais connu, de sorte que le retard apporté sera quelque peu supérieur à TAG Les signaux produits par le circuit de codage 14 sont appliqués à un second circuit de modulation 15 et émis sous forme d'une modulation d'une porteuse radiofréquence différente, via le système d'antenne au sol XG Les signaux émis sont alors reçus par le système d'antenne aéroporté XA, démodulés dans le circuit 24, et le signal de modulation résultant est transmis à un second circuit de décodage 25 conçu pour reconstituer les signaux d'ordres sous une forme compatible avec le système de commande de l'aéronef. En fonctionnement, le circuit de décodage identifie les mots "synchro" qui marquent le départ de chaque nouvelle trame et, de la sorte, produit une impulsion P2 de "fin de synchro" qui est utilisée pour arrêter le comptage démarré par l'impulsion P1 de "départ synchro". La distance de l'aéronef est déterminée par un circuit de détermination de distance 30, décrit plus en détail figure 4. Les impulsions de cadencement sont comptées dans le circuit 31, et la distance est déterminée par un circuit de traitement arithmétique 32. A condition que la pé riode de trame possède une dure suffisante, la distance sera directement proportionnelle à une valeur R ayant la valeur 1/2 (C - TD) C étant la valeur du compte présente dans le circuit 31, représentant donc le nombre de périodes de bit qui se sont écoulées pendant la propagation du mot "synchro" vers la station au sol et de celle-ci vers l'aéronef, et T D étant le temps de réponse du circuit de décodage 12, exprimé sous forme d'un nombre de périodes de bit. On notera que la durée de propagation peut dépasser la période de trame et, dans ces circonstances, une ambigulté dans la mesure de la distance pourrait survenir. Pour supprimer toute ambiguïté, l'information contenue dans le mot "ID" est également utilisée dans le circuit de détermination de distance 30. A cet effet, lorsqu'une impulsion P1 de "départ synchro" est produite, la valeur du mot "ID" courant est mémorisée dans une mémoire 33. Le mot "ID" est alors émis, en même temps que le reste de la trame, vers la station au sol, puis retransmis vers l'aéronef où il est détecté par le circuit de décodage 25. Lors de la détection, la valeur mémorisée est comparée avec la nouvelle valeur du mot ID" courant, la différence étant le nombre N de périodes de trame complètes qui se sont écoulées lors de la propagation d'un signal vers la station au sol et de celle-ci vers l'aéronef. La distance sera alors proportionnelle à une valeur R' donnée par 1/2 (Nb + C - TD) b étant le nombre de périodes de bit par trame. Une valeur absolue de la distance peut être déterminée soit dans le circuit de traitement 30 luimême, soit dans d'autres circuits (non représentés) de l'aéronef. On voit clairement que la détermination de distance peut etre faite de façon répétée, de façon b suivre de façon continue les positions relatives de l'aéronef et de la station au sol. Dans un cas particulier, la mesure de distance peut être combinée avec d'autres données, produites par exemple par le radar à longue portée embarqué, pour évaluer les positions relatives de la station au sol et d'une cible détectée par le radar. On notera que, bien que dans cet exemple la détermination de distance soit effectuée par des circuits embarqués de l'aéronef, cela n'est pas nécessaire ; en variante, la détermination de distance pourrait être effectuée dans des circuits équivalents de la station au sol. Dans l'exemple décrit, les flots de bits émis depuis la station au sol et depuis l'aéronef ont des structures identiques ; en variante, il serait possible d'employer des structures différentes en ce qui concerne le débit des bits, la longueur de trame,..., dès lors que les deux structures peuvent être mises en relation temporelle l'une par rapport à l'autre. Dans une autre application de l'invention, un système basé sur celui décrit en référence aux figures 3 et 4 pourrait être utilisé pour déterminer la position absolue d'un aéronef. Dans ce cas, un système aéroporté comparable à celui désigné généralement par 20 figure 3 pourrait être prévu pour communiquer, sur des fréquences différentes, avec une pluralité de stations au sol, chacune à un emplacement différent et possédant un circuit comparable à celui désigné généralement par 10 figure 3. REVENDICATIONS 1. Un système de communication bidirectionnel comprenant, à des emplacements respectifs, des premiers moyens émetteurs-récepteurs et des seconds moyens émetteurs-récepteurs susceptibles de coopérer pour établir un lien de communication bidirectionnel, caractérisé en ce que les premiers moyens émetteurs-récepteurs fonctionnent en émettant une première séquence de signaux numé riques codés, transmettant des données et/ou des informations, ainsi que des premiers signaux de synchronisation respectifs permettant de borner des groupes successifs de signaux de cette première sé quence, les seconds moyens émetteurs-récepteurs fonctionnent en émettant une seconde séquence de signaux numé riques codés, transmettant des données et/ou des informations, ainsi que des seconds signaux de syn chronisation respectifs permettant de borner des groupes successifs de signaux de cette seconde sé quence, chacun desdits seconds signaux de synchronisation ayant une relation temporelle connue par rapport au premier signal de synchronisation correspondant reçu par les seconds moyens metteurs-récepteurs, et les premiers moyens émetteurs-récepteurs comportent des moyens d'évaluation pour comparer les instant s auxquels les premiers et seconds signaux de synchronisation correspondants sont émis par les premiers moyens émetteurs-récepteurs, et reCus par ceuxci respectivement, et pour produire à la suite de cette comparaison des données représentatives de la distance séparant lesdits emplacements respectifs. 2. Un système de communication bidirectionnel selon la revendication 1, dans lequel les seconds moyens émetteurs-récepteurs comportent un circuit sensible & un premier signal de synchronisation reçu, de manière à générer un second signal de synchronisation correspondant, identique à ce premier signal de synchronisation reçu. 3. Un système de communication bidirectionnel selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacun des premier et second signaux de synchronisation comporte une composante permettant de distinguer un groupe respectif de signaux des autres groupes de la même séquence, et en ce que lesdits moyens d'évaluation permettent une comparaison supplémentaire de ces composantes respectives des premier et second signaux de synchronisation qui sont émis par les premiers moyens émetteurs-récepteurs, et reçus par ceux-ci respectivement, de façon sensiblement simultanée, lesdites données représentatives de la distance étant dépendantes de ladite comparaison supplémentaire. 4. Un système de reconnaissance, caractérisé en ce qu'il comporte un système de communication bidirectionnel selon l'une des revendications 1 à 3.