Brevet FR2758933A1 — publié le 19980731

Procédé d'établissement de voies montantes dans un réseau de radio messagerie, ce réseau de radiomessagerie et terminal radio du réseau, pour la mise en oeuvre du procédé. Un réseau de radiomessagerie comporte des stations de base assurant chacune en émission, par des voies descendantes, la couverture radio, d'une zone spécifique du territoire bénéficiant du service de radiomessagerie. Pour transmettre un message écrit au porteur d'un terminal radio du réseau, la personne émettant le message transmet oralement celui-ci par téléphone à un opérateur d'un centre d'exploitation du réseau radio et ce dernier émet par radio les caractères formant le message ainsi que le numéro d'identité du terminal destinataire. Seul le terminal ayant cette identité accepte le message pour l'afficher sur son écran. I1 s'agit donc d'une simple émission de message en temps réel. En particulier, l'action éventuelle que va entreprendre le porteur du terminal en réponse aux informations affichées échappe complètement au réseau, faute de voie montante vers la station. Cette action peut par exemple être de fournir en retour, au correspondant émetteur du message, un simple accusé de bonne réception ou encore une réponse au contenu du message. Cet appel en retour s'effectue, aujourd'hui, au moyen d'un réseau de téléphonie. Une telle communication bidirectionnelle nécessite donc un réseau descendant et un réseau montant, ce qui n'est guère convivial et entraîne souvent une perte de temps, pour accéder à un terminal du réseau téléphonique, et une dépense accrue, pour souvent ne fournir en réponse qu'un accusé de réception. Pour remédier à l'inconvénient évoqué ci-dessus, il a été envisagé de munir les terminaux d'un émetteur radio fournissant ainsi une voie montante vers la station de base. On peut songer à transformer les terminaux de messagerie quasiment en terminaux de radiotéléphonie, ayant la portée d'émission voulue pour atteindre la station de base. Cependant, on sort du domaine de la messagerie, avec des coûts beaucoup plus élevés et une durée d'autonomie en énergie très limitée. Si l'on reste dans le domaine des terminaux de messagerie, la nécessité de préserver leur durée d'autonomie en énergie limite leur puissance d'émission admissible. Or, pour pouvoir être détectés en réception par la station de base, les signaux binaires (bits) émis sur les voies montantes par les terminaux doivent dépasser le seuil minimal de sensibilité en énergie de la station. L'énergie d'un bit émis par un terminal est proportionnelle au niveau, ou puissance, d'émission et à la durée de ce bit. L'énergie du bit reçu correspond à celle du bit émis, diminuée évidemment de l'atténuation de transmission, croissante avec la portée requise. Dans le cas présent, la puissance d'émission maximale de la voie montante étant limitée, seule une durée relativement longue d'émission de chaque bit permettrait d'émettre une énergie suffisante pour compenser, par rapport au seuil de sensibilité en réception de la station, l'atténuation de propagation radio entre tout point de la zone de la station et celle-ci. Cependant, une telle réduction du débit de la voie montante dilapiderait, en temps d'occupation, les ressources radio et est donc exclue, compte tenu du nombre de terminaux et de bits à transmettre par chacun, ne serait-ce que pour l'identité des terminaux qui répondent aux divers appels et qui s'étend sur des dizaines de bits. Le débit minimal à assurer limite ainsi la portée de la voie montante à une distance insuffisante pour assurer la liaison avec la station depuis tout point de la zone des liaisons descendantes qu'elle couvre. I1 faut alors prévoir de subdiviser cette zone descendante en sous-zones montantes comportant chacune une station réceptrice. Dans les réseaux existants, le calcul montre qu'il faudrait quelques dizaines de stations réceptrices par zone. En bref, le second réseau pour des voies montantes, ou de retour, est d'un coût prohibitif. La présente invention vise à réduire ce second réseau, de voies montantes, servant à transmettre une réponse, ou même spontanément un message, vers une station de réception. A cet effet, l'invention concerne tout d'abord un procédé d'établissement de voies montantes dans un réseau de radiomessagerie comportant au moins une station de base, d'émission par diffusion radio de messages vers une pluralité de terminaux radio émetteurs-récepteurs, et au moins une station de base de réception radio de messages provenant des terminaux, procédé caractérisé par le fait que: - on alloue à chaque terminal un ensemble spécifique d'attributs comprenant: une fréquence d'émission, choisie parmi un groupe déterminé, un intervalle de temps d'émission, d'une trame temporelle déterminée, et un mot de codage, - on synchronise entre elles les trames temporelles des terminaux, et - on identifie les terminaux à la station de réception par leurs attributs. Ainsi, un terminal transmet son identité sous forme implicite puisque sa fréquence d'émission et l'intervalle de temps utilisé permettent, en réception, d'effectuer une première sélection dans la totalité des terminaux. Le mot de codage permet de lever l'incertitude restante. Ce peut être un mot de code émis "à côté" du message mais, de préférence, c'est un mot servant à coder le message, donc fondu avec celui-ci et ne nécessitant donc pas une transmission spécifique. Comme c'est l'ensemble, ou la combinaison, de ces trois attributs qui détermine l'identité du terminal, chacun de ces attributs peut donc être commun à plusieurs terminaux et ainsi n'avoir qu'un nombre limité de valeurs possibles, ce qui simplifie l'analyse en réception. L'invention concerne aussi un réseau de radio-messagerie comportant au moins une station de base, d'émission par diffusion radio vers une pluralité de terminaux radio émetteurs-récepteurs, et au moins une station de base de réception radio de messages provenant des terminaux, caractérisé par le fait que les terminaux comportent chacun des moyens émetteurs agencés pour respecter des attributs alloués au terminal, comprenant: - une fréquence d'émission, choisie parmi un groupe déterminé, - un intervalle de temps d'émission, d'une trame temporelle déterminée, et - un mot de codage à émettre, avec le message, dans ledit intervalle de temps, et la station de réception comporte: - une table d'identification des terminaux par lesdits attributs. Enfin, l'invention concerne un terminal de radio-messagerie, comportant des moyens d'émission-réception radio pour communiquer avec une station de base d'un réseau de radiomessagerie, caractérisé par le fait que - les moyens radio sont agencés pour être réglés sur une fréquence d'émission, choisie parmi un groupe déterminé, - il est prévu une base de temps agencée pour définir, dans une trame temporelle, un intervalle de temps attribué au terminal, - il est prévu des moyens de saisie de données et - il est prévu des moyens séquenceurs, commandés par la base de temps, agencés pour lire des moyens mémoires contenant un mot de codage alloué au terminal, et coopérer avec les moyens de saisie. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation préféré d'un réseau de radiomessagerie à voies montantes et descendantes selon l'invention, en référence aux figures du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente schématiquement le réseau, avec une station et deux terminaux, - la figure 2 illustre un groupe de fréquences d'émission F réparties entre les terminaux, - la figure 3 représente une trame temporelle réglant les émissions des terminaux, - la figure 4 représente un mot de codage servant lors de l'émission d'un message par un terminal, - la figure 5 est un schéma bloc du terminal, et - la figure 6 est un schéma bloc de la partie réception de la station. Le réseau de radiomessagerie de la figure 1 comporte une pluralité de N terminaux 1, 2 d'émission-réception radio et une station de base 4 qui, dans cet exemple, intègre les fonctions d'émission et de réception, c'est-à-dire assurant la couverture radio (3) pour à la fois les voies montantes et les voies descendantes. Comme l'invention porte sur les voies montantes, une description détaillée concernant les voies descendantes est omise par souci de clarté de l'exposé. A chacun des N terminaux 1, 2 est allouée une trilogie d'attributs fréquence (fig. 2), intervalle de temps (fig. 3) et mot de codage (fig. 4). Sur la figure 2, est représenté un groupe de huit fréquences fi déterminées (i : entier de 0 à 7) ici prévues. La figure 3 illustre, en fonction du temps !, deux trames temporelles successives T, ne comportant ici que quatre intervalles de temps ITO, IT1, IT2 et IT3, par souci de clarté. La figure 4 illustre le mot de codage CD. Dans cet exemple, le mot de codage CD définit à la fois un mot de code C, ou motif de bits, et un retard Rk du début de ce motif C par rapport au début de l'intervalle de temps dans lequel il est utilisé, ici ITO. Le motif de bits C est ici commun à un sous-groupe des N terminaux 1, 2, de même que le retard Rk est en fait commun à un autre sous-groupe des N terminaux 1, 2. On peut donc disposer de quatre attributs mais, ici, par commodité, le motif de bits C est commun à tous les N terminaux 1, 2, si bien qu'il subsiste trois attributs : fréquence fi, intervalle de temps ITj, retard Rk; on aurait encore pu prévoir que le mot de codage CD ne contienne qu'un motif C, choisi parmi plusieurs, et aucun retard Rk. La figure 5 est un schéma par blocs du terminal 1. Un récepteur radio 11, commandant des circuits, non représentés, de mémorisation et d'affichage de messages de voie descendante, synchronise une base de temps 12 sur des impulsions de synchronisation de trame (T) émises ici par la station 4. Dans cet exemple, les attributs du terminal 1 sont téléchargés, ce qui permet de les modifier si besoin est et, en outre, évite tout réglage manuel. A cet effet, le récepteur 11 alimente trois mémoires 17, 18, 19 pour y mémoriser les trois attributs, respectivement la fréquence fi, l'intervalle de temps ITj et le mot de codage CD. La validation des mémorisations ci-dessus met en oeuvre un circuit mémoire 20, contenant un mot d'identité spécifique au terminal 1 ici considéré, afin de déverrouiller un circuit comparateur-commande de porte 21. Le circuit 21 permet l'accès aux mémoires 17 à 19 lorsqu'une adresse de message reçu (11), associée aux attributs à télécharger, correspond à l'identité du terminal 1. La base de temps 12 reçoit de la mémoire 18 le numéro d'intervalle de temps ITj attribué au terminal 1 et, par référence aux trames T successives qu'elle engendre, elle fournit des signaux d'horloge H pendant uniquement l'intervalle de temps ITj attribué. Un circuit séquenceur 13 est alors activé par l'horloge H pour émettre un message de voie montante, par commande d'un émetteur radio 15. La mémoire 17 commande, selon donc l'attribut alloué, la fréquence de porteuse d'un oscillateur ajustable 16 commandant l'émetteur 15. Le troisième attribut, mot de codage CD de la mémoire 19, sert à régler le séquenceur 13, comme expliqué ci-dessous. Le séquenceur 13 coopère avec un clavier 14 de saisie de données, servant à saisir une réponse à un message reçu ou même à émettre un message montant, indépendamment de toute réception de message descendant. Dans le cas d'une réponse, ce peut être un unique bit d'acquit. Les bits d'un message émis par le terminal 1 sont ici émis par codage au moyen d'un mot de code C déterminé, commun ici à tous les N terminaux 1, 2. Le principe de ce codage va être expliqué, avant de décrire les circuits correspondants. Chaque bit d'un message émis par le terminal 1 est émis sous la forme du mot de code C représentant ici 2047 moments de code. On rappellera qu'un moment de code, ou Baud, correspond à une durée élémentaire de modulation pendant laquelle celle-ci reste inchangée. Le signal émis conserve un niveau constant, ou une phase ou fréquence constante, selon le type de modulation. Un bit émis est donc ici représenté par un motif C de moments élémentaires dont la séquence des valeurs est déterminée. Selon que le bit vaut 0 ou 1, ces valeurs sont ou non inversées. Comme indiqué, le retard Rk introduit un déphasage logique du mot de code C, d'un certain nombre de périodes de l'horloge H, retard Rk qui n'est pas le même pour tous les terminaux 1, 2, bien qu'il puisse être commun à plusieurs, s'ils diffèrent par leurs deux autres attributs. En réception, la station 4 recherche dans chaque intervalle de temps ITj le motif C, ou signature, ci-dessus, en représentation directe ou complémentaire, avec tous les retards Rk possibles. Le motif C présente une longueur produisant une redondance suffisante pour effectuer avec succès une telle recherche malgré les superpositions pouvant intervenir entre les émissions provenant de plusieurs terminaux 1, 2. Le séquenceur 13 comporte un ensemble 131 de registres à décalage alimentés par l'horloge H, fournissant la séquence C déterminée de 2047 bits pseudo-aléatoires servant au codage du message. Ces registres 131 sont associés à des portes de rebouclage comme 132, ici OU exclusif, qui appliquent sur une entrée amont une combinaison logique de sorties aval des registres 131, afin de conférer le caractère pseudo-aléatoire à la séquence C, ce qui en facilite la reconnaissance en réception. La séquence C de bits en sortie des registres 131 est appliquée à une porte OU exclusif 134, lisant l'état du clavier 14 à travers une mémoire tampon 135 écrite octet par octet, porte 134 qui commande l'émetteur 15. La mémoire 135 est lue bit à bit toutes les 2047 périodes d'horloge H, à chaque début d'intervalle de temps ITj, c'està-dire que le bit lu commande l'inversion ou non des 2047 bits de la séquence C, comme expliqué plus haut. Le réglage à l'état initial de la séquence C avec le retard Rk voulu est effectué sous la commande de la base de temps 12. Un comparateur 133 reçoit de celle-ci des signaux Qi représentant l'état de diviseurs de fréquence, avançant avec l'horloge H à partir du début de chaque trame T, et, par comparaison avec le contenu de la mémoire 19, commande à l'instant indiqué par celle-ci (Rk) le forçage parallèle des registres 131 dans un état prédéterminé, le même pour tous les terminaux 1, 2. La séquence en sortie des registres 131 est donc décalée en retard du nombre spécifié, ou alloué au terminal 1, de périodes d'horloge H correspondant au retard Rk. La séquence C se répète d'elle-même et est donc disponible en permanence d'une trame T à la suivante, dans l'intervalle de temps ITj alloué. Dans cet exemple, la séquence C a un temps de cycle égal à la durée d'un intervalle de temps ITj. Compte tenu du retard Rk, les registres 131 fournissent d'abord, dans chacun des intervalles de temps ITO ici alloués, la fin du motif C (inutilisée en fin de l'intervalle ITO de la trame T précédente) puis enchaînent avec la fourniture du début du motif C. La figure 6 représente schématiquement les circuits de réception de la station 4. Elle comporte un ensemble 41 à huit voies de i = 8 récepteurs en parallèle accordés respectivement sur les huit fréquences fi. Chaque récepteur de l'ensemble 41 alimente un circuit 43, qui lui est propre, d'extraction des motifs C de 2047 moments indiqués ci-dessus. A cet effet, une base de temps 40 fournit un signal d'horloge H1, semblable au signal H, à un générateur 42 de séquence pseudo-aléatoire, semblable aux circuits 131, 132. Le générateur 42 sert de référence de temps pour fixer les décalages dans tout le réseau de terminaux, c'est-à-dire que les retards Rk sont définis par rapport à son état. La base de temps 40 engendre aussi les trames T et commande, par des moyens radio non représentés de voie descendante, l'émission des signaux de synchronisation trame des terminaux 1, 2. Dans le circuit 43, un circuit 432 à retard réglable permet de rechercher le motif C selon les divers retards Rk possibles. En pratique, il peut s'agir d'un registre série/parallèle alimenté par le circuit 42 et lu par un ensemble de multiplexeurs permettant de balayer ses diverses sorties, donc de modifier le retard Rk. Le circuit 432 alimente un circuit 434 de reconnaissance des motifs C reçus, directs et inversés, et de détermination du retard Rk de chacun. La détection du motif C, direct ou complémenté moment à moment, fournit la valeur du bit d'information de message M qu'il porte. Une mémoire 46 contient une table triple comportant, pour chaque terminal 1, 2 du réseau, les trois attributs qui lui ont été alloués fréquence fi, intervalle de temps ITj, mot de codage CD (ici uniquement Rk). Elle comporte trois (groupes d')entrées d'adressage en lecture pour respectivement les trois attributs ci-dessus. Ainsi, la base de temps 40 lui applique des signaux d'intervalle de temps ITj, ici 3 bits, pour identifier les huit intervalles de temps. Chacun de huit circuits comme 43 applique en outre à la mémoire 46, lorsqu'une reconnaissance d'un mot de codage C intervient, une valeur représentant le retard Rk détecté et une valeur représentant le rang i du circuit 43 considéré, c'est-à-dire la fréquence fi. Pour gérer les contentions d'accès à la mémoire 46, chaque circuit comme 43 commande, par un bit, une entrée spécifique, parmi huit entrées de priorités croissantes, d'un circuit codeur de priorité 44 fournissant en sortie un mot de code à trois bits représentant l'adresse ou rang i de l'entrée activée de plus haute priorité. Des circuits de la famille 74 147 et 74 148 produits par la société TEXAS INSTRUMENTS INC. conviennent à cet effet. Le circuit 44 commande un circuit multiplexeur 45 à plusieurs voies de sortie, lisant la valeur Rk fournie par la voie (43) considérée, pour adresser en lecture la mémoire 46. Comme on l'aura compris, l'intersection des trois sous-ensembles déterminés par la valeur détectée de chacun des trois attributs ne comporte qu'une seule identitié ID de terminal comme 1 et 2, sauf dans le cas où un adressage d'un sous-groupe est souhaité. Ayant identifié le terminal 1, 2 appelant parmi les N en service, le bit M détecté est aiguillé, par un multiplexeur 47 à i = 8 voies, du circuit 43 considéré à une mémoire 48 pour y être associé à cette identité ID. Les bits suivants, à réception des motifs C suivant, sont mémorisés avec le premier pour reconstituer le message. On conçoit que le réseau de voies montantes peut être distinct de celui des voies descendantes et qu'en particulier la synchronisation des trames soit effectuée par un émetteur de diffusion différent de celui d'une station de radiomessagerie. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'établissement de voies montantes dans un réseau de radiomessagerie comportant au moins une station de base (4), d'émission par diffusion radio de messages vers une pluralité de terminaux radio émetteurs-récepteurs (1, 2), et au moins une station de base de réception radio de messages provenant des terminaux (1, 2), procédé caractérisé par le fait que: - on alloue à chaque terminal (1; 2) un ensemble spécifique d'attributs comprenant: . une fréquence d'émission (fi), choisie parmi un groupe déterminé, un intervalle de temps d'émission, (ITj) d'une trame temporelle (T) déterminée, et un mot de codage (CD), - on synchronise entre elles les trames (T) temporelles des terminaux (1,2),et - on identifie les terminaux (1, 2) à la station de réception (4) par leurs attributs. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on code les messages par le mot de codage (CD). 3.- Procédé selon la revendication 2, dans lequel le codage du message s'effectue par un décalage temporel (Rk), choisi parmi plusieurs, du mot de codage (C D). 4.- Réseau de radiomessagerie comportant au moins une station de base (4), d'émission par diffusion radio vers une pluralité de terminaux radio émetteurs-récepteurs (1, 2), et au moins une station de base (4) de réception radio de messages provenant des terminaux (1, 2), caractérisé par le fait que les terminaux (1, 2) comportent chacun des moyens émetteurs agencés pour respecter des attributs alloués au terminal (1; 2), comprenant: - une fréquence d'émission (16, 17), choisie parmi un groupe déterminé, - un intervalle de temps d'émission (12, 18), d'une trame temporelle déterminée, et - un mot de codage (19) à émettre, avec le message, dans ledit intervalle de temps, et la station de réception (4) comporte: - une table (46) d'identification des terminaux (1, 2) par lesdits attributs. 5.- Terminal de radio-messagerie, comportant des moyens d'émission-réception radio (11, 15, 16, 17) pour communiquer avec une station de base (4) d'un réseau de radio-messagerie, caractérisé par le fait que - les moyens radio sont agencés (16, 17) pour être réglés sur une fréquence d'émission, choisie parmi un groupe déterminé, - il est prévu une base de temps (12) agencée pour définir, dans une trame temporelle, un intervalle de temps attribué au terminal, - il est prévu des moyens (14) de saisie de données et - il est prévu des moyens séquenceurs (13), commandés par la base de temps (12), agencés pour lire des moyens mémoires (19) contenant un mot de codage alloué au terminal (1; 2) , et coopérer avec les moyens de saisie (14). 6.- Terminal selon la revendication 5, dans lequel les moyens séquenceurs (13) comportent des moyens de codage (131, 132, 134) agencés pour commander les moyens d'émission (15).