Brevet FR2720207A1 — publié le 19951124

DISPOSITIF DE REPARTITION OPTIMALE DES INFORMATIONS DANS LES BLOCS D' INFORMATIONS ECHANGES DANS UN SYSTEME DE RADIOCOMMUNICATION La présente invention concerne l'optimisation des taux d'erreur rencontrés dans les systèmes de radiocommunication, et en particulier un dispositif de répartition optimale des informations dans les blocs d'informations qui sont échangés dans un système de radiocommunication. Une caractéristique essentielle d'un réseau de radiocommunication de type à Accès Multiple à Répartition dans le Temps (AMRT) tel que le réseau GSM ou DCS est la mobilité des terminaux mis à la disposition des utilisateurs. Cette mobilité entraîne des variations rapides des paramètres du canal utilisé par la communication, dues aux conditions de propagation des signaux qui se modifient au fur et à mesure du déplacement de l'utilisateur. En outre, la séquence émise subit des altérations dans le canal de transmission, la principale de ces altérations étant l'interférence entre symboles qui est due au fait qu'un symbole émis peut emprunter plusieurs trajets dans le canal de transmission. En effet, si deux trajets au moins présentent un écart supérieur â la distance séparant deux symboles émis successivement, un symbole empruntant un de ces trajets va venir interférer avec un symbole suivant empruntant un autre trajet plus court. Pour tenir compte de ces variations rapides des paramètres et de l'interférence entre symboles, dans le récepteur, on utilise un égaliseur qui, pour fontionner correctement, doit connaître la réponse impulsionnelle du canal de transmission. A cette fin, on émet une séquence d'apprentissage constituée de symboles connus, par opposition aux symboles d'informations qui font l'objet de la transmission et qui, par hypothèse, ne sont pas connus du récepteur. I1 est ainsi courant de prévoir qu'un bloc de symboles destiné à un récepteur particulier comprenne successivement des symboles d'informations, une séquence d'apprentissage et de nouveau des symboles d'informations, la séquence d'apprentissage étant ainsi disposée au centre du bloc. Cependant, la probabilité d'erreur augmente en fonction de l'éloignement des symboles par rapport à la séquence d'apprentissage. Il faut donc éviter de construire des blocs d'informations trop grands, mais il faut également optimiser la répartition des informations à l'intérieur du bloc ou de la trame dans la mesure où certaines d'entre elles (par exemple les informations de signalisation) sont plus sensibles que d'autres aux risques d'erreur dûs aux conditions de propagation. C'est pourquoi le but de l'invention est de réaliser un dispositif permettant une répartition optimale de la charge utile d'un bloc d'informations échangé dans un système de radiocommunication en fonction de la sensibilité des différents types d'informations aux risques d'erreur. L'objet de l'invention est donc un dispositif de répartition optimale des différents types d'informations dans un bloc d'informations échangé dans un système de radiocommunication du type comportant a) un émetteur composé d'un codeur des informations numériques à transmettre, d'une unité de formatage et multiplexage et d'un modulateur, et b) un récepteur composé d'un démodulateur recevant les informations modulées transmises à partir du modulateur, une unité de déformatage et démultiplexage et un décodeur restituant les informations numériques. Le dispositif comprend une unité de dimensionnement et de répartition située dans l'émetteur pour dimensionner le bloc d'informations et répartir les informations dans les zones du bloc en fonction des types d'informations à transmettre et de la redondance de codage pour chacun des types, et une unité de mesures située dans le récepteur pour collecter les mesures relatives à la qualité du canal de transmission et les transmettre à l'unité de dimensionnement et de répartition située dans l'émetteur. Les buts, objets et autres caractéristiques sont expliqués en détail dans la description suivante en liaison avec les dessins dans lesquels la figure 1 représente le format général des blocs d'informations échangés dans un système de radiocommunication, la figure 2 est un diagramme représentant le taux d'erreurs en fonction de la position dans un bloc d'informations, la figure 3 représente un bloc d'informations dans lequel les différents types d'informations ont été répartis de façon optimale, et la figure 4 est une représentation schématique du mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention. Comme il a été mentionné ci-dessus, il est nécessaire d'effectuer une égalisation fréquente des informations reçues dans un réseau de radiocommunication de type GSM, ceci parce que les conditions de propagation changent rapidement à cause de la mobilité des terminaux. C'est pourquoi les blocs d'informations qui sont échangés dans le réseau ont le format illustré sur la figure 1. Ils comportent une séquence d'apprentissage SA et une charge utile placée de part et d'autre de la séquence d'apprentissage SA de façon à ne pas être trop éloignée de cette dernière, et enfin des symboles T de début et de fin de bloc. La séquence d'apprentissage SA peut comprendre 26 bits et chaque charge utile CU 57 bits. Cependant, un tel dimensionnement n'est pas figé et dépend principalement des contraintes physiques du canal de transmission. Généralement, on commence par trouver une bonne séquence d'apprentissage, puis on dimensionne la charge utile CU en fonction de la longueur de SA, du rapport signal/bruit et du module des symboles modulés. On obtient donc une longueur optimale de charge utile selon un critère donné. Un tel critère peut consister à ne pas dépasser un certain taux d'erreurs par symbole pour les symboles placés aux extrémités du bloc. En effet, le taux d'erreur par symbole ou par bit (après égalisation) est fonction de la position du symbole dans le bloc et a la forme générale illustrée sur la figure 2. Plus on s'éloigne du centre de la courbe, plus le taux d'erreurs est important. Par conséquent, la longueur optimale du bloc, fonction d'un taux d'erreurs à ne pas dépasser, peut être aisément déterminée en tenant compte du diagramme illustré sur la figure 1. Mais on peut aussi avoir à respecter des contraintes d'efficacité de service. I1 y a en effet un certain débit minimum à passer résultant en une certaine charge utile par bloc. Cette taille impose ou non de dépasser la longueur optimale trouvée auparavant. Cependant, dans tous les cas, on a intérêt à répartir la charge utile dans le bloc en fonction de la sensibilité des types d'informations aux erreurs de transmission. Les symboles ou les bits les moins sensibles sont placés aux extrémités alors que les plus sensibles sont rapprochés du centre. Les cas suivants sont une bonne illustration de ce qui vient d'etre dit. données protégées par un codage de contrôle des erreurs : mettre les bits d'informations au centre, les bits de redondance aux extrémités cordage asymétrique (codage de contrôle d'erreurs pour la parole dans GSM) : mettre les bits les plus importants au centre, les autres aux extrémités cordage de contrôle des erreurs dans un mécanisme avec répétition : mettre les bits d'informations au centre, les bits de redondance (pour la détection des erreurs) aux extrémités. Les bits d'informations seront moins entachés d'erreurs, et il y aura moins de répétition. La voie radio sera donc utilisée plus efficacement signalisation dans le bloc. Les bits de signalisation étant très sensibles aux erreurs, on les place le plus au centre possible, par exemple juste après la séquence d'apprentissage services mélangés : dans l'hypothèse où l'on aurait à mélanger deux services dans un même bloc (par exemple voix et données), on place les bits du service le moins sensible aux extrémités (par exemple la voix) et les bits les plus sensibles au centre (par exemple les données) ; une grande quantité d'informations protégées par un codage à répartir sur plusieurs blocs (cas du GSM) : les bits les plus sensibles sont placés au centre et les bits les moins sensibles aux extrémités. Ainsi, dans le bloc d'informations illustré sur la figure 3, la signalisation (1 et 1') est placée de part et d'autre de la séquence d'apprentissage SA, les symboles de données les plus sensibles (2 et 2') de part et d'autre de la signalisation, et enfin les symboles les moins sensibles (3 et 3') sont placés aux extrémités. La figure 4 représente schématiquement un dispositif de répartition optimale dans un bloc d'informations selon le mode de réalisation préféré de l'invention. Comme représenté sur la figure, les informations à transmettre dans le bloc sont de trois types : de la voix (V), des données (D) et de la signalisation (S). Les informations sont d'abord codées dans un codeur de canal 10 de façon a déterminer des bits de redondance pour chaque type d'information. Les bits peuvent être des simples bits de parité, ou des codes de détection et de correction d'erreurs. Une fois codées, les informations sont transférées à une unité de formatage et multiplexage 12 en charge de définir le format du bloc à transmettre et de multiplexer les canaux logiques. Une telle unité de formatage et multiplexage est classique et une description adéquate se trouve dans l'ouvrage "Téléinformatique Transport et traitement de l'information dans les réseaux" de C. Macchi, J.P. Guilbert, paru chez Dunod, 1987. Puis, le bloc d'informations est transmis à un modulateur 14 pour être modulé et enfin transmis par l'antenne d'émission 16. Dans l'émetteur tel qu'il vient d'être décrit, le dispositif selon l'invention comprend une unité de dimensionnement et de répartition chargée de dimensionner le bloc selon des critères de sensibilité comme on vient de le voir. L'unité 18 attache également des informations sur le nombre de zones du bloc et leur taille pour permettre un démultiplexage correct côté réception. L'unité de dimensionnement et répartition 18 est connectée aux entrées d'informations V, D et S de façon à en tirer des renseignements sur le nombre de types d'informations présents en entrée, une indication sur les priorités des services les uns par rapport aux autres, ces priorités pouvant être données par des conditions de trafic (par exemple favoriser la parole aux heures de pointe), des conditions de qualité en réception (la signalisation plus sensible que les données) et des conditions de retard de transmission. L'unité 18 est également connectée en entrée à la sortie du codeur 10 duquel elle reçoit des indications sur le schéma de codage adopté pour chaque service ou type d'informations, et sur la qualité désirée pour le message de données proprement dit et pour la redondance de codage. Enfin, l'unité 18 reçoit également le résultat de mesures effectuées dans le récepteur comme on va le voir. L'ensemble des indications reçues des différents modules de l'émetteur et les mesures effectuées dans le récepteur permettent à l'unité 18 de dimensionner le bloc d'informations et de répartir les informations dans les zones du bloc de façon optimale, comme il a été mentionné précédemment. Cette information est fournie par l'unité de dimensionnement et répartition directement à l'unité de formatage et multiplexage. Le récepteur reçoit les données modulées par une antenne 20 et procède à leur démodulation dans un démodulateur 22. Les données démodulées sont traitées par une unité de déformatage et démultiplexage 24 (une description d'une telle unité se trouve également dans l'ouvrage cité précédemment) qui sépare les canaux logiques et les fournit à un décodeur de canal 26. Ce dernier restitue les informations numériques correspondant à la voix (V), aux données (D) et à la signalisation (S). Une unité de mesures 28, partie intégrante du dispositif selon l'invention, est connectée à l'entrée et à la sortie du démodulateur pour en tirer des mesures de qualité du canal de transmission, et est connectée à la sortie du décodeur 26 pour en tirer des mesures de qualité de zones (correspondant aux différents types d'informations). L'unité de mesure 28, une fois qu'elle a recueilli les mesures requises, communique lesdites mesures à l'unité de dimensionnement et de répartition 18 au moyen d'un canal de retour 30. Ce canal peut être un canal directement lié à la bande utilisée pour transmettre des informations utiles du récepteur à l'émetteur, ou bien un canal en dehors de cette bande, par exemple un canal utilisé pour transmettre des informations de service. L'unité de dimensionnement et répartition peut être implémentée au moyen d'une table de vérité utilisant les connexions d'entrée comme autant d'entrées de table. Une telle table peut être pré-établie par simulations ou essais sur le terrain. Un logiciel est nécessaire pour mettre à jour les sorties et les paramètres d'entrée de la table en fonction des résultats des mesures fournis par l'unité de mesures du récepteur. L'ensemble peut être efficacement implémenté dans un dispositif de traitement de données tel qu'un micro-ordinateur. Toutefois, il est clair que l'homme du métier est à même de mettre en oeuvre les principes de l'invention tels qu'exposés ci-dessus de différentes manières sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de répartition optimale des informations d'un bloc d'informations transmis dans un système de radio communication du type comprenant a) un émetteur composé d'un codeur des informations numériques à transmettre (10), d'une unité de formatage et multiplexage (12) et d'un modulateur (14), et b) un récepteur composé d'un démodulateur (22) démodulant les données transmises à partir dudit modulateur, d'une unité de déformatage et démultiplexage (24) et d'un décodeur (26) restituant les informations numériques. Ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit émetteur comprend en outre une unité de dimensionnement et de répartition (18) connectée à l'entrée et à la sortie dudit codeur et adaptée pour dimensionner ledit bloc d'informations et répartir les informations dans les différentes zones dudit bloc en fonction des types d'informations reçus et de la redondance de codage pour chacun desdits types ; et ledit récepteur comprend en outre une unité de mesures (28) connectée à l'entrée et a la sortie dudit démodulateur et à la sortie dudit décodeur, pour collecter des mesures relatives à la qualité du canal de transmission, les informations à la sortie de ladite unité de mesures étant transmises à ladite unité de dimensionnement et de répartition dudit émetteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite unité de dimensionnement et répartition (18) est connectée à l'entrée dudit codeur (10) pour obtenir des indications sur le nombre de types d'informations à l'entrée dudit codeur, sur les priorités desdits types d'informations les uns par rapport aux autres, sur les conditions de qualité à obtenir en réception et sur les conditions de retard de transmission. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ladite unité de dimensionnement et répartition (18) est connectée à la sortie dudit codeur (10) pour recevoir des indications sur le schéma de codage adopté pour chaque type d'informations et sur la qualité désirée pour le message de données proprement dit et pour la redondance de codage. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel ladite unité de mesure (28) est connectée à la sortie dudit décodeur (26) pour en tirer des mesures de qualité de zones du bloc d'informations. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les mesures fournies à la sortie de ladite unité de mesures (28) sont transmises à ladite unité de dimensionnement et répartition (18). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite unité de dimensionnement et répartition (18) est une table de vérité à plusieurs entrées gérée par un dispositif de traitement des données comportant un logiciel de mise à jour de ladite table en fonction des résultats fournis par ladite unité de mesures (28).