Brevet FR2752346A1 — publié le 19980213

Titre DISPOSITIF DE COMMUNICATION PRESENTANT UN TEMPS DE TRAITEMENT DE TRAMES VARIABLE Arrière-plan de l'invention 1. Domaine technique La présente invention concerne un dispositif de communication à accès multiple par répartition dans le temps (AMRT) et plus précisément un dispositif de communication permettant de démoduler et de traiter un signal AMRT présentant des tranches de temps variables. 2. Description de la technique apparentée Les radiotéléphones à accès multiple par répartition dans le temps (AMRT) emploient en général une tranche de temps particulière attribuée à la communication avec un radiotéléphone particulier situé à distance. Le radiotéléphone décode la tranche de temps particulière au cours de la trame de façon à produire des informations reçues pour un utilisateur. Les différences de synchronisation entre les signaux AMRT transmis entre le radiotéléphone situé à distance et le radiotéléphone situé au centre présentent des performances altérées. Les différences de synchronisation entre les signaux AMRT envoyés à un radiotéléphone d'abonné placé à distance et le besoin de produire des données récupérées telles que des informations vocales pour un utilisateur ont toujours été résolus en utilisant un tampon. Par exemple, le brevet américain 5 268 933 attribué à Averbuch utilise un tampon pour régler le temps de traitement de façon à produire des données vocales récupérées pour un utilisateur. Le tampon fournit un retard audio d'une fraction de seconde mais le retard d'une fraction de seconde ne peut pas être discerné dans la plupart des système de communication présentant des retards audio faibles. Les systèmes de communication présentant des retards audio longs de plus d'une fraction de seconde deviennent un problème pour l'utilisateur. Dans un système de communication par satellite présentant des temps ou distances de propagation longs, toutefois, le retard provoqué par la distance de propagation entre un satellite en orbite et un radiotéléphone d'abonné positionné à distance sur la Terre accentue encore plus ce problème. Les retards supplémentaires d'une fraction de seconde ajoutés par un tampon de ce type dans des situations mentionnées ci-dessus rendent inconfortable voire impossible une communication en temps réel pour un utilisateur. Brève description des dessins La figure 1 illustre un chronogramme représentant les trames et tranches de temps d'un signal AMRT reçu; la figure 2 est un schéma fonctionnel d'un radiotéléphone selon la présente invention; et la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un circuit d'attribution de tranche de temps et d'un circuit de commande de synchronisation en temps réel. Description détaillée des modes de réalisation préférés La figure 1 illustre un chronogramme d'un signal AMRT reçu 10. Le signal ARMT reçu 10 est composé de la trame 1, la trame 2, la trame 3 et la trame 4, chacune des trames présentant une durée nominale d'environ 90 millisecondes (ms) dans un mode de réalisation préféré. Cinq périodes de temps sont respectivement attribuées aux tranches de temps TS1, TS2, TS3, TS4 et TS5 pour chaque trame dans le mode de réalisation préféré. Dans un autre exemple, plus d'une période de temps peut être attribuée à tranche de temps pour chaque trame. Dans le signal AMRT de la présente invention, le radiotéléphone fonctionne sur une tranche de temps par trame. Cette tranche de temps par trame est ombrée, tel qu'illustré sur la figure 1, tel que désigné dans le système par un signal commandé AMRT. Par exemple, la tranche de temps TS2 est attribuée à la trame 1. Dans la trame suivante, la tranche de temps TS4 est réattribuée à la trame 2. Dans la trame 3, la tranche de temps TS4 est conservée et n'est donc pas réattribuée. Dans la trame 4, la tranche de temps est réattribuée à la tranche de temps TS2 tel qu'illustré dans l'exemple. Cette réattribution de trames est parfois appelée saut de tranche de temps. En utilisant le tampon de la technique antérieure, une tranche de temps reçue peut être maintenue en vue d'un traitement simultané par un décodeur de données d'un radiotéléphone au même moment en utilisant le tampon pour décaler le temps et provoquer des temps de décodage coïncidents. Dans un système qui ne supportent pas les retards, la mise en mémoire tampon doit être évitée car elle ajoute trop de retard. La présente invention décode donc selon une autre solution une tranche de temps attribuée de façon à produire des données récupérées en temps réel sans que soit nécessaire la mise en mémoire tampon et, au lieu de cela fait varier la durée pendant laquelle les données récupérées sont disponibles dans une trame suivante seulement afin de permettre une réattribution de tranche de temps. Dans la réattribution servant d'exemple entre la tranche de temps TS2 de la trame 1 et la tranche de temps TS4 de la trame 2, la durée des données récupérées augmente plus que la durée nominale illustrée sur la figure 1. Dans la réattribution de tranche de temps entre la tranche de temps TS4 de la trame 3 et la tranche de temps TS2 de la trame 4, la durée des données récupérées est inférieure à la durée nominale illustrée sur la figure 1. Toutefois, ce changement de durée de données récupérées ne diffère de la durée nominale que dans la tranche de temps suivante, après la réattribution. Après la réattribution, les trames suivantes présentent des durées de données récupérées égales à la durée nominale. Ainsi, la présente invention modifie de façon minime la qualité des données récupérées de la trame suivante au moment de la réattribution d'une tranche de temps sans ajouter de retard. En outre, la durée des données récupérées affectées pendant, en moyenne, la moitié des réattributions, nécessite une expansion de temps effectuée par un décodeur de données au cours d'une durée de données récupérées plus longue et, pendant l'autre moitié des réattributions, nécessite une compression de temps afin d'obtenir des durées de données récupérées différentes de la durée nominale. Des codeurs et décodeurs vocaux capables de traiter des tailles de trames variables sont connus, par exemple, d'après le brevet américain 5 414 796 attribué à Jacobs et al. et le brevet américain 5 184 347 attribué à Farwell et al. Farwell et al. compensent la dérive de l'oscillateur dans un récepteur en ajoutant ou en retirant quelques bits a chaque fois que la correction de la dérive de l'oscillateur est effectuée, en général 25 fois par heure, en fonction de la qualité de l'oscillateur. Farwell et al. réduisent le nombre de bits du flux binaire, de plus ou moins un nombre inférieur à 1 %, afin de compenser la dérive de l'oscillateur. Ce brevet ne montre pas comment traiter les grandes différences de temps provoquées par la réattribution de tranches de temps. En outre, le brevet de Jacobs et al. ne montre pas non plus comment traiter les grandes différences de synchronisation dues à la réattribution de tranches de temps, en partie parce que son vocodeur à vitesse variable est appliqué à des systèmes à accès multiple par répartition en code (AMRC) qui n'utilisent pas ou ne réattribuent pas de tranches de temps. Le nombre de trames traitées par le codeur à vitesse variable dans ce brevet change en fonction de la quantité de données à transmettre pour réduire les interférences entre les voies adjacentes dans le système ARMC à étalement du spectre. Ce brevet ne tente pas de résoudre le problème de synchronisation provoqué par la réattribution de tranches de temps traitée dans la présente invention. La figure 2 illustre un schéma fonctionnel d'un radiotéléphone selon la présente invention. Une antenne 110 reçoit un signal radioélectrique qui est démodulé par un démodulateur 120 par l'intermédiaire d'un circulateur 130. Le circulateur 130 connecte un amplificateur de puissance 140 d'un chemin de transmission à l'antenne 110. Le démodulateur 120 démodule le signal AMRT reçu. Un circuit de formation de trames 150 divise de façon séquentielle un signal démodulé à partir du démodulateur en trames de la durée nominale. Un circuit de commande AMRT 160 extrait les informations de commande AMRT du signal reçu. Les informations de commande AMRT fournissent une commande du système comportant, en partie, les informations indiquant une certaine tranche de temps dans chaque trame pouvant être traitée par le radiotéléphone. Un circuit d'attribution de tranche de temps 170 attribue une tranche de temps fondée sur la tranche de temps indiquée par les informations de commande AMRT. Le circuit d'attribution de tranche de temps 170 effectue également la réattribution de la tranche de temps dans la trame suivante lorsque les informations de commande AMRT indiquent qu'une tranche de temps différente devra être utilisée pour être traitée par le radiotéléphone. Le circuit d'attribution de tranche de temps 170 fournit de plus une synchronisation du système au radiotéléphone. Par exemple, le démodulateur 120, le circuit de formation de trames 150 et d'autres parties du radiotéléphone telles que l'état de veille et déchargé du décodeur permettant la conservation d'énergie au cours des parties de trames non nécessaires. La synchronisation du système détermine le moment o ces parties du radiotéléphone doivent s'activer pour recevoir les informations provenant de la trame. Un circuit de commande de synchronisation en temps réel 180 détermine la durée des données récupérées lorsque les données récupérées sont rendues disponibles pour un utilisateur. Un circuit de commande et de synchronisation en temps réel 180 détermine de préférence la durée des données récupérées comme la différence entre le moment d'une tranche de temps présente et le moment de la tranche de temps suivante. Un décodeur de données 190 décode la tranche de temps pertinente dans la trame à partir du circuit de formation de trames 150. Le décodeur de données 190 effectue une expansion ou une compression temporelle lorsque la durée des données récupérées indiquée par le circuit de commande de synchronisation en temps réel 180 varie par rapport à la durée nominale au cours d'une trame d'une tranche de temps réattribuée suivante. Le décodeur de données 190 effectue une expansion temporelle par interpolation et effectue une compression temporelle par décimation, par exemple. D'autres techniques de compression et d'expansion temporelles peuvent remplacer l'interpolation ou la décimation. Le décodeur de données peut être soit un décodeur de paroles 193 soit un décodeur d'images 197 ou bien les deux. Les données récupérées produites par le décodeur de données 190 peuvent être émises par un haut-parleur 210 par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique 220 ou bien affichées sur un affichage par exemple un affichage vidéo 230. L'invention s'applique à des systèmes ne supportant pas de retard dans lesquels un utilisateur demande une transmission de données en temps réel. Les données récupérées subissent une expansion ou une compression temporelle effectuée par le décodeur de données 190 pour s'adapter à la durée de données récupérées variable indiquée par le circuit de commande de synchronisation en temps réel 180. L'invention suppose et est fondée sur la capacité de l'utilisateur à reconnaître les données récupérées ayant subi une expansion ou une compression temporelle afin de satisfaire à l'autre demande de l'utilisateur qui consiste à conserver une communication en temps réel dans l'environnement sensible au retard. Par exemple, dans un système radio vocale, tel qu'un radiotéléphone, un chemin de transmission et un chemin de réception sont fournis pour une communication en duplex. Dans les communications en duplex, un utilisateur d'un radiotéléphone doit être capable de parler en même temps que l'utilisateur entend une autre partie qui parle. Cette situation en duplex dans laquelle quelqu'un parle et entend en même temps ne supporte pas de grands retards tels que ceux qui existent dans les systèmes par satellites présentant des grands retards de traitement en plus de temps de propagation importants. La durée des données récupérées peut de préférence varier d'environ 64 % et d'environ 136 % de la durée nominale dans un système ayant bien plus que cinq tranches de temps, à savoir celles de l'exemple de la figure 1. Dans le mode de réalisation préféré, la durée nominale est d'environ 90 millisecondes (ms) et huit tranches de temps sont présentes par trame après une partie en-tête d'environ 22,5 millisecondes. Ainsi, la durée nominale peut varier entre 58 millisecondes et environ 122 millisecondes. La figure 2 illustre également un chemin de transmission ayant un codeur de données 240 permettant d'assembler des tranches de temps en fonction de données d'entrée en temps réel provenant par exemple d'un microphone 250 par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique- numérique 260 ou d'une caméra vidéo 270. Le codeur de données 240 est construit de la même façon que le décodeur de données 190 de façon à effectuer une compression ou une expansion temporelle en fonction de la durée des données récupérées à partir du circuit de commande de synchronisation en temps réel 180. Le codeur de données 240 peut également contenir le codeur de paroles 243 ou le codeur d'image 247, ou bien les deux. Un codeur de paroles 243 et un décodeur de paroles 193 forment ensemble ce que l'on appelle parfois un vocodeur. Un circuit de formatage 280 situé dans le chemin de transmission formate la tranche de temps assemblée provenant du codeur de données 240 en trames fondées sur la synchronisation du système. Un modulateur 290 module les trames à l'aide du circuit de formatage 280 et les transmet par l'intermédiaire de l'amplificateur de puissance 140 par l'antenne 110. L'antenne 110, le circulateur 130 et l'amplificateur de puissance 140 pourraient, selon une autre solution, être remplacés par un réseau câblé tel qu'un téléphone, un ordinateur ou un réseau de fibres. En outre, l'antenne 110 pourrait être mise en oeuvre dans un réseau câblé RF. Bien que les chemins de transmission et de réception puissent être construits de la façon illustrée sur la figure 2 dans un émetteur-récepteur unique, l'un des chemins de réception et de transmission peut être construit indépendamment, par exemple dans un dispositif uniquement récepteur ou uniquement émetteur. En outre, le chemin de transmission ou d'émission peut exister indépendamment dans un système dans lequel seul un sens, par exemple un sens descendant, présente une attribution de tranche de temps, mais l'autre, ou sens ascendant, ne présente pas de réattribution de tranche de temps. La figure 3 illustre les détails du circuit d'attribution de tranche de temps 170 et du circuit de commande de synchronisation en temps réel 180 selon un mode de réalisation préféré. Un circuit d'attribution de tranche de temps 370 reçoit des trames et des informations de commande ARMT et détermine le moment d'une tranche de temps présente par un circuit de décision 310 et détermine un moment de la tranche de temps suivante au moyen d'un circuit de décision 320. Un circuit de commande de synchronisation en temps réel 380 contient un soustracteur 330 permettant de soustraire le moment de la tranche de temps présente du moment de la tranche de temps suivante et de déterminer la durée des données récupérées pouvant être utilisées par le décodeur ou le codeur. Le circuit de commande de synchronisation en temps réel 380 pourrait selon une autre solution être contenu dans ou être dérivé des informations de commande AMRT elles-mêmes. Les techniques de traitement de signaux de la présente invention décrites dans le présent document en référence aux dessins joints sont de préférence mises en oeuvre dans un ou plusieurs processeurs de signaux numériques (DSP) ou d'autres microprocesseurs. Néanmoins, ces techniques pourraient être mises en oeuvre complètement ou en partie en tant que composants discrets. Bien que l'invention ait été décrite et illustrée dans la description ci-dessus et les dessins, on comprendra que cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et que de nombreux changements et de nombreuses modifications peuvent être apportés par les spécialistes de la technique sans toutefois s'éloigner du véritable esprit et de la portée de l'invention. Bien que la présente invention présente des avantages considérables dans un système sensible au retard, la présente invention s'applique à d'autres systèmes de communication qui n'ont pas de problème de tolérance de retard comme le système d'appel de personnes, cellulaire ou d'autres systèmes de communication par satellite. De plus, d'autres données qui ne sont pas des informations vocales ou des images pourraient être utilisées dans différentes applications et différents environnements. REVENDICATIONS 1. Dispositif de communication permettant de recevoir un signal reçu par répartition dans le temps de trames présentant des tranches de temps, les trames étant d'une durée nominale, caractérisé par: un démodulateur (120) permettant de démoduler le signal par répartition dans le temps reçu de façon à produire un signal démodulé; un circuit de formation de trames (150) couplé de façon opérationnelle au démodulateur de façon à diviser de façon séquentielle le signal démodulé en trames d'une durée nominale; un circuit de commande par répartition de temps (160) couplé de façon opérationnelle au circuit de formation de trames de façon à extraire des informations de commande par répartition dans le temps de trames qui indiquent une certaine tranche de temps pour le traitement en temps réel par le dispositif de communication; un circuit d'attribution de tranche de temps (170) couplé de façon opérationnelle au circuit de formation de trames et au circuit de commande de répartition dans le temps pour, en fonction d'une tranche de temps indiquée par les informations de commande par répartition dans le temps, attribuer de façon dynamique une tranche de temps présente en vue du traitement en temps réel par le dispositif de communication et pour, en fonction d'une tranche de temps différente indiquée par les informations de commande par répartition dans le temps, réattribuer de façon dynamique un temps suivant en vue du traitement en temps réel par le dispositif de communication; un circuit de commande de synchronisation en temps réel (180) couplé de façon opérationnelle au circuit d'attribution de tranche de temps de façon à déterminer une durée de données récupérées pour produire des données récupérées, dans lequel la durée des données récupérées varie par rapport à la durée nominale au cours d'une tranche de temps suivante réattribuée par le circuit d'attribution de tranche de temps; et un décodeur de données (190) couplé de façon opérationnelle au circuit de formation de trames et au circuit de commande de synchronisation en temps réel de façon à décoder la tranche de temps présente d'une trame et produire les données récupérées en temps réel au cours de la durée des données récupérées et dans lequel, lorsque le circuit de commande de synchronisation en temps réel fait varier la durée des données récupérées par rapport à la durée nominale pour une tranche de temps suivante après sa réattribution, le décodeur effectue une compression ou une expansion temporel afin de produire des données récupérées. 2. Dispositif de communication selon la revendication 1, dans lequel le circuit de commande de synchronisation en temps réel (180) détermine la durée des données récupérées en tant que la durée entre un moment d'une tranche de temps présente et un moment de la tranche de temps suivante lorsqu'une tranche de temps suivante est réattribuée par le circuit d'attribution de tranche de temps. 3. Dispositif de communication selon la revendication 1, dans lequel le circuit de commande de synchronisation en temps réel (180) augmente la durée des données récupérées lorsqu'un moment suivant arrive plus tard dans une trame suivante que la tranche de temps suivante qui est elle-même arrivée dans une trame présente et dans lequel le circuit de commande de synchronisation en temps réel réduit la durée des données récupérées lorsqu'un moment suivant arrive plus tôt dans la trame suivante que la trame présente qui est elle-même arrivée dans une trame présente. 4. Dispositif de communication selon la revendication 1, dans lequel le décodeur de données (190) comprend un décodeur de paroles en temps réel pour produire des données de paroles en temps réel. 5. Dispositif de communication selon la revendication 1, dans lequel chaque tranche de temps présente la même durée. 6. Dispositif de communication selon la revendication 1, dans lequel la durée de données récupérées peut atteindre deux fois la durée nominale. 7. Dispositif de communication selon la revendication 1, dans lequel la durée des données récupérées peut varier entre environ 64 % et environ 136 % de la durée nominale. 8. Dispositif de communication selon la revendication 7, dans lequel la durée nominale peut varier entre environ 58 millisecondes et environ 122 millisecondes. 9. Dispositif de communication selon la revendication 1, caractérisé en outre par: un codeur de données (240) permettant de recevoir en temps réel des données entrées sur la durée des données récupérées et de coder les données entrées en temps réel dans une tranche de temps; un circuit de formatage (280) couplé de façon opérationnelle au codeur de données afin de formater la tranche de temps en trames formatées de la durée nominale; et un modulateur (290) couplé de façon opérationnelle au circuit de formatage afin de moduler les trames formatées de façon à produire un signal modulé en vue de la transmission par le dispositif de communication. Dispositif de communication selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de communication est un radiotéléphone et comprend en outre: une antenne couplée de façon opérationnelle au démodulateur; et un haut-parleur couplé de façon opérationnelle au décodeur.