Brevet FR2750559A1 — publié le 19980102

Terminal pour système radiotéléphonique et système et procédé utilisant ce terminal La présente invention concerne les communications téléphoniques et trouve plus particulièrement application dans les zones à habitat dispersé. Eile vise alors à ce que le coût du raccordement des habitants de ces zones à un réseau soit suffisamment bas pour ne pas influer de manière significative sur le coût des communications. Selon la présente invention il a été trouvé qu'un tel raccordement à faible coût pouvait être obtenu en utilisant certaines caractéristiques techniques de systèmes connus de coût beaucoup plus élevé tels que ceux qui sont conçus selon le standard de radiotélécommunication public dit GSM (Groupe Special Mobile). Un tel système connu peut présenter la forme d'un réseau en étoile organisé autour d'une station centrale (dite parfois "station de base" ou encore "hub" pour moyeu) qui communique avec chacun des terminaux par transmission de paquets. Cette transmission peut avantageusement être réalisée par l'intermédiaire d'un satellite géostationnaire. Une liaison montante, c'est à dire allant d'un terminal à la station de base, est réalisée par l'envoi d'un certain nombre de paquets contenant chacun une partie d'une information à transmettre. Le contenu d'un certain nombre de tels paquets permettra ultérieurement de reconstituer par exemple la voix d'un utilisateur émetteur. II fournit bien entendu aussi l'adresse d'un destinaire. Il en est de meme de la liaison descendante qui va de la station centrale au terminal. Un tel système peut réaliser un entrelacement émission-réception c'est à dire que les paquets d'une liaison montante sont entrelacés avec ceux d'une liaison descendante concernant toutes deux un même terminal. Un tel entrelacement permet par exemple de réaliser une conversation orale bidirectionnelle entre les utilisateurs de deux terminaux, sans que ces utilisateurs aient à effectuer des manoeuvres liées au fait que c'est l'un ou l'autre de ces utilisateurs qui parle, ou les deux ensemble, la liaison bidirectionnelle étant alors du type dit "full duplex". Compte tenu du fait que le nombre des terminaux est typiquement très grand, le système utilise très généralement un multiplexage temporel etlou en fréquence. Dans le cadre d'un multiplexage temporel les signaux reçus par chaque terminal doivent lui permettre de déterminer la position temporelle qui doit, au sein de ce terminal, être celle d'une trame de réception qui est commune à l'ensemble du système et au sein de laquelle une ou plusieurs voies prédéterminées sont typiquement assignées à la réception d'informations par ce terminal. Chacune de ces voies est constituée par un intervalle de temps se retrouvant dans une même position au cours de chacune des trames successives. Les signaux portant les informations à émettre par ce terminal sont émis dans une ou plusieurs voies assignées à ce terminal dans le cadre d'une trame d'émission qui comporte typiquement la même succession de voies que la trame de réception. Sauf cas exceptionnel des différences existent entre les longueurs des trajets qui relient chacun des terminaux à la station de base. Ces différences de longueurs entrainent des différences de temps de propagation et sont donc susceptibles, en l'absence de dispositions adéquates, de faire parfois interférer au niveau de la station de base deux paquets émis par deux terminaux sur une même fréquence porteuse. C'est pourquoi il est connu de programmer dans le système une procédure qui réalise automatiquement un décalage temporel convenable de la trame d'émission de chaque terminal par rapport à la position temporelle de la trame de réception définie par les signaux reçus par ce terminal. Cette procédure utilise par exemple, pour chaque terminal, I'intervalle qui apparait au niveau de la station centrale entre un message émis par cette station et la réception d'un message qui est émis en réponse par ce terminal. Un multiplexage qui serait réalisé seulement en fréquence ferait disparaitre la nécessité d'une telle procédure de décalage temporel. II serait cependant coûteux en ce qui conceme surtout la réalisation du terminal. Les systèmes connus du genre ci-dessus apparaissent trop coûteux pour pouvoir être prochainement mis en oeuvre dans les villages de certains pays en voie de développement. Pour permettre néanmoins à ces villages de bénéficier d'un système de communication moderne la présente invention a notamment pour objet un terminal pour système radiotéléphonique à multiplexage temporel. Comme connu en soi, ce terminal comporte: -des moyens de réception pour recevoir des signaux radio définissant pour ce terminal la position temporelle d'une trame de réception de structure temporelle prédéterminée, et - des moyens d'émission pour émettre des signaux radio dans une voie d'émission assignée à ce terminal dans le cadre d'une trame d'émission de structure temporelle prédéterminée accordée à ladite trame de réception, une position temporelle de celle trame d'émission dans ce terminal présentant un décalage de trame de ce terminal par rapport à ladite trame de réception. Ce terminal est caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens de fixation de décalage permettant de règler ledit décalage de trame à une valeur permanente, ce décalage étant insensible aux dits signaux radio reçus ultérieurement par ce terminal. De tels moyens de fixation de décalage présentent l'avantage de pouvoir être réalisés à très faible coût. Ils sont par exemple commandés manuellement. Pour chaque terminal ils sont mis en oeuvre lors de la fixation de ce terminal en un point pour règler ledit décalage de trame à une valeur définie par la position de ce point. Cette position peut être par exemple déterminée par le système connu dit GPS. En ce qui conceme le décalage de la trame d'émission par rapport à la trame de réception il doit être compris que cette dernière trame intervient seulement ici en tant que référence temporelle pour le calage de la trame d'émission et que la présence dans cette trame de diverses voies de réception assignées aux divers terminaux n'est donc nullement nécessaire pour constituer une telle référence. Cependant, de préférence, et conformément aux systèmes connus utilisant un multiplexage temporel, de telles voies sont présentes aussi bien dans la trame de réception que dans celle d'émission. Chaque terminal comporte alors: -une interface de réception apte à foumir à un utilisateur une information portée par ceux desdits signaux radio reçus par lesdits moyens de réception qui étaient compris dans une voie de réception assignée à ce terminal dans le cadre de ladite trame de réception, et -une interface d'émission apte à recevoir dudit utilisateur une information à transmettre incluant l'adresse d'un destinataire et à transférer cette information aux dits moyens d'émission de ce terminal pour la faire porter par les dits signaux radio émis par ces moyens d'émission. Les moyens de localisation connus, notamment le système GPS qui utilise des satellites, permettent de déterminer à faible coût la position d'un point d'installation d'un terminal avec une précision suffisante pour éviter toute interférence entre paquets lorsque le système selon l'invention utilise un entrelacement émission-réception. Un tel entrelacement est donc de préférence réalisé pour bénéficier de ses avantages connus précédemment décrits. Le système selon l'invention comporte: - une pluralité de terminaux du genre décrit ci-dessus, ces terminaux étant fixes, lesdites trames ayant les mêmes structures temporelles prédéterminées pour tous ces terminaux, certains au moins des dits destinataires d'information étant des terminaux destinataires appartenant à cette pluralité de terminaux, et -une station centrale communiquant en émission et en réception par les dits signaux radio avec chacun desdits terminaux dans le cadre desdites trames pour recevoir chaque dite information à transmettre incluant l'adresse d'un terminal destinataire et pour émettre en réponse des signaux radio portant cette information dans une dite voie assignée à ce terminal destinataire. De préférence, et comme connu en soi, la station centrale est une station terrestre fixe communiquant avec chacun des dits terminaux par l'intermédiaire d'un satellite géostationnaire propre à recevoir, amplifier et réémettre les dits signaux radio. L'utilisation d'un tel satellite permet en effet d'éviter l'installation coûteuse de liaisons radio de surface. Les figures schématiques ci-après illustrent une mise en oeuvre de la présente invention. La figure 1 représente un système selon cette l'invention. La figure 2 représente un terminal du système de la figure 1. La figure 3 représente les diagrammes temporels des émissions de signaux par le satellite et par deux terminaux du système de la figure 1. Conformément à la figure 1 trois terminaux A,B et C communiquent avec une même station centrale Q par l'intermédiaire d'un satellite S en orbite géostationnaire au dessus de la terre T. Les liaisons assurant cette communication sont des liaisons radio bidirectionnelles. Elles sont représentées par des traits tiretés tels que L. De préférence le satellite comporte des antennes directionnelles non représentées pour assurer ces liaisons. De préférence le mulltiplexage est réalisé non seulement en temps mais aussi en fréquence. Conformément à la figure 2 le terminal A comporte les éléments suivants: - Une antenne bidirectionnelle 2. -Des moyens de réception 4 alimentés par cette antenne. -Une interface de réception 6 munie de mémoire. -Des moyens d'émission 8 alimentant l'antenne 2. - Une interface d'émission 10 munie de mémoire. -Des moyens de pilotage 12 constituant notamment lesdits moyens d'entrelacement. Ces moyens de pilotage sont synchronisés par les signaux reçus par les moyens 4. Ils pilotent d'une part les moyens d'émission 8 pour l'émission de paquets porteurs d'information, d'autre part l'interface de réception 6 pour la sélection, par cette interface, des paquets porteurs d'information reçus sur la ou les voies de réception attribuées au terminal A. -Des moyens de fixation de décalage 14. -Enfin un combiné 16 à la disposition de l'utilisateur du terminal. Ce combiné est classiquement raccordé aux interfaces 6 et 10 par un cable souple 18. Comme connu en soi, les moyens 4, 6, 8, 10 et 12 sont avantageusement réalisés sous la forme d'un ou plusieurs circuits intégrés à grande ou très grande échelle. Sur la figure 3 le temps t est représenté en abscisses. Les diagrammes HS, HA et HB représentent les émissions et réceptions au niveau du satellite S, du terminal A et du terminal B, respectivement. Les deux distances apparaissant sur la figure entre d'une part le diagramme HS, d'autre part les deux diagrammes HA et HB sont représentatives des deux distances existant entre d'une part le satellite S d'autre part les deux terminaux A et B, respectivement. Sur chaque diagramme les périodes d'émission et de réception sont représentées respectivement au dessus en Tx et au dessous en RX de la ligne horizontale de ce diagramme. Des trames du système sont identiques les unes aux autres. Une telle trame est représentée en F en tant que trame d'émission au niveau du satellite. Cette trame comporte cinq voies V1 à V5 représentées sous la forme de rectangles. Une en-tête telle que 22 de chaque voie telle que V1 est utilisée pour des signaux auxiliaires autres que l'information à transmettre, notamment à des fins de synchronisation. Sur chaque diagramme de tels rectangles sont hachurés seulement lorsque la voie correspondante est utilisée en émission ou en réception par le terminal concerné par ce diagramme ou par le satellite S pour communiquer avec l'un des terminaux A et B. Des flèches LSB, LSA, LBS et LAS représentent la propagation du début d'un paquet du satellite S vers le terminal B, du satellite S vers le terminal A, du terminal B vers le satellite S et du terminal A vers le satellite S, respectivement, chaque paquet occupant une voie. Sur le diagramme HB apparait un décalage de trame DB entre une trame de réception et la trame d'émission consécutive du terminal B. Un intervalle minimal GRTB est nécessaire entre la fin d'une période de réception et le début d'une période d'émission consécutive pour éviter les risques d'interférence entre paquets au niveau de ce terminal. Un intervalle GTRB est aussi prévu entre la fin d'une période d'émission et le début de la période de réception consécutive. Il est plus grand que l'intervalle GRTB pour des raisons qui apparaitront plus loin. Les terminaux A et B sont ceux qui, dans le système représenté, sont respectivement le plus proche et le plus éloigné du satellite S. II en résulte que, lors de la liaison LSB par exemple, les signaux émis par le satellite atteignent le terminal B après s'être propagés pendant un temps de propagation maximal TB plus grand qu'un temps minimal TA qui leur aurait été nécessaire pour atteindre le terminal A La différence de temps de propagation est TB-TA = d. Pour éviter au niveau du satellite S une interférencee entre les paquets émis par les terminaux A et B il apparait que le décalage de trame DA du terminal A doit être supérieur au décalage de trame DB du terminal B, la différence des décalages devant être égale au double de la différence des temps de propagation: DA-DB = 2d. Les moyens de fixation tels que 14 permettent de réaliser cette différence. L'intervalle GTRA entre la fin d'une période d'émission et le début de la période de réception consécutive du terminal A est plus petit que l'intervalle correspondant GTRB du terminal B. Ceci résulte de la différence entre les décalages de trame DA et DB. C'est pourquoi le décalage GTRB devait être relativement grand. Le système de la présente invention est particulièrement intéressant lorsque le temps 2d est faible, ce qui est le cas des couvertures spot de satellite (couverture typique 1000-2000 km). On peut montrer que, dans ce cas, I'effet du mouvement des satellites géostationnaires est négligeable. REVENDICATIONS 1- Terminal pour système radiotéléphonique à multiplexage temporel, ce terminal comportant es moyens de réception (4) pour recevoir des signaux radio définissant pour ce terminal (A) la position temporelle d'une trame de réception (F) de structure temporelle prédéterminée, et - des moyens d'émission (8) pour émettre des signaux radio dans une voie d'émission (V3,V4) assignée à ce terminal dans le cadre d'une trame d'émission (F) de structure temporelle prédéterminée accordée à ladite trame de réception, une position temporelle de cette trame d'émission dans ce terminal présentant un décalage de trame (DA) de ce terminal par rapport à ladite trame de réception, ce terminal étant caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens de fixation de décalage (14) permettant de règler ledit décalage de trame à une valeur permanente, ce décalage étant insensible aux dits signaux radio reçus ultérieurement par ce terminal. 2- Terminal selon la revendication 1, les dits moyens de fixation de décalage (14) étant commandés manuellement. 3- Terminal selon la revendication 1, ce terminal (A) comportant en outre: -une interface de réception (6) apte à foumir à un utilisateur une information portée par ceux desdits signaux radio reçus par lesdits moyens de réception (4) qui étaient compris dans une voie de réception (V3,V4) assignée à ce terminal dans le cadre de ladite trame de réception (F), et -une interface d'émission (10) apte à recevoir dudit utilisateur une information à transmettre incluant l'adresse d'un destinataire et à transférer cette information aux dits moyens d'émission de ce terminal pour la faire porter par les dits signaux radio émis par ces moyens d'émission. 4- Terminal selon la revendication 3, ce terminal (A) comportant en outre des moyens d'entrelacement émission-réception (12) . 5- Système radiotéléphonique à multiplexage temporel comportant: - une pluralité de terminaux (A,B,C) conformes à la revendication 3, ces terminaux étant fixes, lesdites trames (F) ayant une même structure temporelle prédéterminée pour tous ces terminaux, certains au moins des dits destinataires d'information étant des terminaux destinataires appartenant à cette pluralité de terminaux, et -une station centrale (Q) communiquant en émission et en réception par les dits signaux radio avec chacun desdits terminaux dans le cadre desdites trames pour recevoir chaque dite information à transmettre incluant l'adresse d'un terminal destinataire (A) et pour émettre en réponse des signaux radio portant cette information dans une dite voie (V3,V4) assignée à ce terminal destinataire. 6- Système selon la revendication 5, ladite station centrale (Q) étant une station terrestre fixe communiquant avec chacun des dits terminaux (A,B,C) par l'intermédiaire d'un satellite géostationnaire (S) propre à recevoir, amplifier et réémettre les dits signaux radio. 7- Procédé de réalisation d'un système selon la revendication 5, les dits moyens de fixation de décalage (14) de chaque dit terminal (A) étant utilisés lors de la fixation de ce terminal en un point pour règler ledit décalage de trame à une valeur définie par la position de ce point.