Brevet FR2752352A1 — publié le 19980213

Système interactif de télévision par satellite L'invention concerne un système de transmission d'images de télévision par satellite. Il s'agit plus particulièrement de la réalisation d'une liaison de retour au niveau de l'abonné. Des systèmes de réception de programmes de télévision par satellite sont connus, par exemple le système numérique DSS, initiales de I'appellation anglo-saxonne déposée Digital Satellite System. Une des solutions existantes pour la réalisation de la liaison de retour de l'abonné vers le centre de contrôle, est l'utilisation de la liaison téléphonique. Or, le matériel standard de télévision du client est constitué d'une unité extérieure comprenant l'antenne satellite et le bloc de réception faible bruit ou LNB pour Low Noise Blockdownconvertor en anglo-saxon et l'unité intérieure comprenant les démodulateurs et autres décodeurs. Il s'agit donc de connecter cette unité intérieure à une liaison téléphonique par l'intermédiaire d'un modem pour assurer le canal de retour spécifique à chaque client. Cette solution n'est pas optimale pour les raisons suivantes: - Le client doit payer l'utilisation de la ligne en fonction de la durée des appels et de la distance, ce qui peut occasionner des coûts élevés en particulier si des liaisons longue distance ou internationales sont nécessaires. - Une ligne téléphonique doit être raccordée chez le client, ce qui n'est pas toujours possible dans les zones reculées ou pays en voie de développement. - La liaison à l'unité interne nécessite que la prise téléphonique soit disponible au voisinage du décodeur. - Elle n'est pas adaptée à des applications mobiles. Une autre solution consiste en l'utilisation de la liaison satellite comme voie de retour, par l'intermédiaire de l'antenne parabolique de l'abonné utilisée pour la réception. Cette solution est exploitée dans les réseaux de communication par satellite bidirectionnels point- multipoints, par exemple les terminaux de la société Gilat Satellite Network Limited connus sous l'appellation anglo-saxonne déposée de Two way VSAT (pour Very Small Aperture Terminal). Les applications de tels réseaux sont de type semi-professionnel telles les autorisations de débit de cartes bancaires, les enregistrements de numéros de loteries sur les points de vente, les transferts de fond électroniques, etc. Le coût de ces systèmes est élevé. Les protocoles d'échanges, en particulier les autorisations d'accès satellites sont de mise en oeuvre complexe. Ces systèmes sont généralement mal adaptés à un nombre important de liaisons montantes, c'est à dire plusieurs millions d'abonnés, la fréquence des conflits de transmission étant liée au nombre d'abonnés. Les signaux de retour doivent être très stables en fréquence imposant des coûts de réalisation élevés du fait de l'utilisation de synthétiseurs haute fréquence, coûts incompatibles d'un matériel grand public. La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités. A cet effet, I'invention a pour objet un système de transmission de données entre un centre de distribution et un abonné, système possédant une voie de retour, caractérisé en ce qu'un signal de porteuse est transmis à une fréquence déterminée par le centre de distribution et en ce que la fréquence du signal transmis sur la voie de retour est synchronisée sur la fréquence du signal de porteuse. Elle a également pour objet un récepteur d'un système de transmission de données, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un mélangeur recevant le signal de porteuse et fournissant un signal de fréquence liée à celle du signal de retour. Grâce à l'invention, I'exploitation d'une voie de retour par satellite est facilement réalisable, d'un coût non prohibitif pour l'abonné comme pour l'exploitant et compatible des caractéristiques des transpondeurs de satellites. Le fait de synchroniser tous les récepteurs sur une seule fréquence, commandée par le centre de contrôle permet de maîtriser cette fréquence de retour et autorise l'exploitation de transpondeurs à bande passante étroite. La dérive en fréquence du signal de retour est maîtrisée par l'opérateur et le bruit de phase du signal de retour est fortement réduit permettant une meilleure exploitation de la bande de fréquence du satellite et des taux de modulation plus élevés. Le coût de réalisation est réduit car il n'est plus nécessaire d'utiliser, dans les systèmes de "réception" des abonnés, des synthétiseurs ou oscillateurs haute fréquence très stables en fréquence. Des circuits grand public peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention. Les protocoles d'échanges sont simplifiés et les conflits de transmission sont supprimés du fait de "l'interrogation" de type scrutatif des récepteurs d'abonnés à partir de leurs codes d'abonnés. Ces codes peuvent même être installés ou modifiés à distance. Egalement, grâce à ce système de transmission, il n'y a plus obligation, pour le téléspectateur, d'être abonné au réseau téléphonique. Il n'est plus nécessaire de réaliser une connexion de l'unité intérieure du système de télévision au réseau téléphonique. Le coût d'exploitation est maîtrisé par le seul fournisseur de programmes, l'opérateur Télécom n'étant plus concerné. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées qui représentent: - la figure 1, un schéma simplifié d'un système de transmission par satellite avec voie de retour; - la figure 2, un synoptique de l'unité extérieure du système de réception de l'abonné; - la figure 3, un synoptique de l'unité intérieure du système de réception de l'abonné. La figure 1 représente le concept de base de la voie de retour d'un système de transmission par satellite mis en oeuvre par l'invention. Une station terrestre 1 équipée d'une antenne à grand diamètre, par exemple 4 à 6 mètres, transmet par l'intermédiaire d'un satellite 2, les informations et programmes mis à la disposition des abonnés. Ces informations et programmes sont captés au niveau de chaque abonné par l'intermédiaire d'une antenne parabolique reliée à des circuits de réception et de traitement, l'ensemble faisant partie du système de réception global 3i installé chez l'abonné i. Ces antennes de faible diamètre, de l'ordre de 45 à 90 cm, sont, dans l'invention, également utilisées pour la voie de retour. Ainsi, une voie montante "client" transmet des données de retour via le satellite 2 vers la station de base 1 qui a donc également pour rôle de collecter et centraliser les données transmises par les abonnés et reçues sur son antenne de grand diamètre. Cette voie montante fonctionne par exemple dans les bandes de fréquences 14 - 14,5 GHz, 14,5 - 14,8 GHz ou 17,3 - 18,1 GHz. Les données transmises sur cette voie sont les données relatives à la télévision à péage, Pay Per View en anglo-saxon, ou plus généralement la télévision interactive qui permet à l'abonné, I'accès immédiat à des films, à des jeux interactifs, au télé achat, au téléchargement de logiciels mais également à des services tels que consultation de base de données, réservations, etc. Du fait du très grand nombre d'abonnés, I'accès du client à la voie de retour doit être contrôlé. A cet effet, un code d'identification est attribué à chaque unité d'abonné et celle-ci n'est autorisée à émettre qu'à la réception de ce code transmis par le centre de contrôle, via le satellite. Ce code d'identification peut être installé à demeure lors de la fabrication du matériel ou bien chargé à partir du centre de contrôle par une procédure déroulée lors de l'installation et initialisation du système chez le client. Ainsi, pour éviter les risques d'interférence ou de saturation du satellite qui pourraient se produire dans le cas de transmissions simultanées d'abonnés, ces transmissions sont déclenchées selon une procédure de type "polling" c'est à dire par des interrogations de type scrutatif de la part du centre de contrôle. La figure 2 représente un mode de réalisation du système de réception par satellite ou "récepteur" de l'abonné. Ce système se compose d'une antenne satellite 5, d'une unité extérieure 4 et d'une unité intérieure 6. Les termes "système de réception de l'abonné" ou "récepteur" regroupent donc ici également la partie émission de l'unité intérieure et extérieure. L'unité extérieure 4 est reliée à une antenne parabolique 5 par une première liaison sur laquelle sont échangés des signaux hyperfréquence; elle est également reliée à l'unité intérieure 6, qui sera décrite plus loin, par une deuxième liaison, par exemple de type coaxial. L'unité extérieure est constituée d'une voie de réception qui reçoit les signaux satellites provenant de l'antenne pour les transmettre vers l'unité intérieure et une voie d'émission pour transmettre les signaux de l'unité intérieure vers l'antenne. Une liaison hyperfréquence relie l'antenne à une entrée/sortie de l'unité extérieure, elle-même reliée à l'entrée/sortie d'un diplexeur 7. Les signaux reçus par l'antenne 5 sont ainsi transmis au diplexeur 7 qui a pour rôle de les aiguiller, par sa sortie côté récepteur (sortie réception), vers un bloc faible bruit 8 ou LNB de l'appellation anglosaxonne Low Noise Blockdownconvertor. Ce bloc est constitué, de manière connue, d'un amplificateur faible bruit 9 LNA de Low Noise Amplifier, suivi d'un filtre passe-bande de réjection de la fréquence image 10. Ce filtre est relié à une première entrée d'un mélangeur 11 dont la sortie attaque l'entrée d'un amplificateur de fréquence intermédiaire 13. Un oscillateur local 12 est relié à la deuxième entrée du mélangeur 11. La sortie de l'amplificateur 13 qui est la sortie du bloc LNB est reliée à une deuxième entrée/sortie de l'unité extérieure 4. A titre d'exemple, les signaux reçus par l'antenne 5 sont dans la bande de fréquence 10,95 - 11,7 GHz. Ces signaux transmis en entrée de I'amplificateur faible bruit traversent le filtre passe-bande 10 dont la bande passante correspond à cette bande de fréquence. Ils sont ensuite transposés à la fréquence intermédiaire dans la bande 950 - 1700 MHz, bande passante de l'amplificateur 13, à l'aide du mélangeur 11 et de l'oscillateur local 12 réglé à la fréquence de 10 GHz. La sortie réception du diplexeur est également reliée à une première entrée d'un circuit mélangeur 14 dont le rôle est explicité plus loin. Les signaux sortant de l'unité extérieure 4 sont transmis à l'entrée/sortie de l'unité intérieure 6 à travers un câble coaxial. Cette unité intérieure est décrite à la figure 3. L'entrée/sortie de cette unité est reliée à un circuit de réception 20 qui a pour rôle, entre autres, de décoder les signaux vidéo cryptés provenant de l'unité extérieure et transmis sur le câble coaxial, de la même manière qu'une unité intérieure classique. Ce circuit de réception filtre également les signaux échangés sur le câble coaxial. Les signaux décodés disponibles en sortie de ce circuit 20 sont ensuite transmis sur une sortie de l'unité intérieure sur laquelle vient se brancher un terminal, par exemple un appareil de télévision. Un modulateur de type CDMA 21 de l'appellation anglo-saxonne Code Division Multiple Access et réalisant une modulation d'un signal de base par un train binaire reçoit sur une première entrée le signal utile en bande de base qui est le signal numérique à transmettre. Cette première entrée est reliée à une entrée de l'unité intérieure, entrée sur laquelle se branche par exemple une carte à puce et/ou à une sortie d'une mémoire de l'unité intérieure non représentée sur la figure. Sur la deuxième entrée du modulateur est branché un circuit de codage binaire 22 fournissant un flux de mots binaires codés par un code pseudoaléatoire qui est le code d'étalement de spectre selon le procédé classique de modulation CDMA. Le modulateur 21 est par exemple une porte OU exclusif. La sortie du modulateur 21 est reliée à une première entrée d'un convertisseur 23 et de ses circuits de filtrage. Un oscillateur 24 transmet un signal sinusoïdal, par exemple à la fréquence de 2,3 GHz, sur la deuxième entrée de ce convertisseur pour transposer le signal reçu sur la première entrée. Le signal transposé et filtré sortant de ce convertisseur alimente une première entrée d'un additionneur 15. La deuxième entrée reçoit le signal provenant d'un oscillateur 26 fournissant un signal sinusoïdal à la fréquence de 2,4 GHz. La sortie de cet additionneur est reliée à l'entrée/sortie de l'unité intérieure puis à celle de l'unité extérieure par l'intermédiaire du câble coaxial. Ainsi les signaux à transmettre, entre autres les informations se trouvant sur la carte à puce, sont modulés par une modulation de type CDMA. Bien sûr, il est tout aussi envisageable de connecter, sur l'entrée recevant ces signaux en bande de base, une mémoire interne à l'unité intérieure 6, les différentes informations à transmettre telles que films visualisés, etc., étant alors mémorisées dans cette dernière. Le signal modulé est ensuite transposé à une fréquence de 2,3 GHz. Un signal de référence, à la fréquence de 2,4 GHz est ajouté à ce signal utile et l'ensemble est transmis vers l'entrée/sortie de l'unité extérieure 4 représentée à la figure 2, via le câble coaxial. Cette entrée/sortie est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bas 15. La sortie de ce filtre est reliée à une première entrée d'un mélangeur plus filtre 17. L'entrée/sortie de l'unité extérieure est également reliée à l'entrée d'un filtre passe-haut 16. La sortie de ce filtre est reliée à une première entrée d'un mélangeur 14. La deuxième entrée de ce mélangeur reçoit le signal à la fréquence de 12,7 GHz provenant de la sortie réception du diplexeur 7. La sortie du mélangeur 14 est reliée à la deuxième entrée du mélangeur 17. La sortie de ce mélangeur est reliée à l'entrée d'un filtre passe-haut 18. La sortie du filtre est reliée à un amplificateur de puissance 19, la sortie de l'amplificateur de puissance étant quant à elle reliée à l'entrée émission du diplexeur 7. L'entrée/sortie du diplexeur côté antenne est, comme indiqué plus haut, reliée à l'entrée/sortie de l'unité extérieure reliée à l'antenne. Le signal de référence à la fréquence de 2,4 GHz est filtré par le filtre passe-haut 16 qui élimine le signal utile qui se trouve à une fréquence inférieure et alimente la première entrée du mélangeur 14. La deuxième entrée recevant le signal à la fréquence de 12,7 GHz, la sortie mélangeur fournit un signal de référence à une fréquence de 15,1 GHz. Ce signal est exploité pour transposer le signal utile CDMA récupéré sur la première entrée du transposeur 17, après avoir été filtré par le filtre passe-bas 15, ce dernier éliminant le signal de référence à la fréquence de 2,4 GHz. Ce circuit 17 a également pour rôle de filtrer les signaux en bande FI issus de la voie de réception pour les éliminer. Le signal modulé à la fréquence de 17,4 GHz est filtré à la sortie du mélangeur, puis amplifié puis transmis en sortie de l'unité extérieure par l'intermédiaire du diplexeur pour alimenter l'antenne 5. Les signaux provenant de l'unité intérieure sont constitués du signal utile transposé en fréquence par un signal de référence dont la fréquence est extérieure à la bande de fréquence intermédiaire en réception afin de pouvoir le filtrer et l'extraire des signaux FI transmis par le bloc faible bruit 8, les signaux échangés entre l'unité intérieure et l'unité extérieure transitant sur le même câble coaxial. Les oscillateur 24 et 26 qui fournissent les fréquences de 2,3 GHz et de 2,4 GHz sont généralement des synthétiseurs qui, du fait de la bande basse du signal généré, fournissent un signal très stable pour un faible coût de réalisation. En conséquence, la fréquence et donc la stabilité du signal transmis à la fréquence de 17,4 GHz est directement liée au signal de référence de 12,7 GHz transmis par le satellite. Il est donc possible de s'abstenir d'utiliser un synthétiseur à la fréquence du signal de retour pour retransmettre un signal très stable en fréquence, synthétiseur qui serait d'un coût élevé étant donné la fréquence de l'ordre d'une dizaine de gigaherz à générer. Les fréquences de 2,3 GHz et 2,4 GHz sont données à titre indicatif et pour les besoin de la description. En fait il suffit que la somme de ces deux fréquences corresponde à la différence entre la fréquence du signal de synchronisation de fréquence reçu et la fréquence du signal retourné. Ces fréquences peuvent provenir d'un même synthétiseur. Les informations transmises sur le canal de retour, comme indiqué plus haut, sont par exemple les données relatives à la vidéo sur demande ou PPV (Pay Per View en anglo-saxon), des données relatives à la consommation de l'abonné, les films et programmes visualisés, les données relatives aux choix du téléspectateur dans le cas de la télévision interactive, etc., données mémorisées sur la carte à puce et/ou dans la mémoire de l'unité intérieure. Une variante de l'invention consiste à exploiter le signal de référence reçu par le récepteur pour synchroniser, en plus de la fréquence du signal de retour, les oscillateurs de l'unité intérieure. Dans ce cas, le bloc LNB a une bande passante élargie, le mélangeur 11 recevant également le signal de fréquence 12,7 GHz qui est donc transmis à l'unité intérieure à une fréquence de 2,7 GHz après transposition. Ce signal est ensuite récupéré sur une entrée supplémentaire de synchronisation de fréquence de chacun des oscillateurs 24 et 26. Ainsi, le dispositif est entièrement contrôlé en fréquence par le seul signal de 12,7 GHz reçu par l'antenne. Une autre variante de l'invention consiste à exploiter le signal de référence reçu par le récepteur pour transporter un code abonné, permettant ainsi d'interroger chaque récepteur d'abonné successivement. Dans ce cas également, le bloc LNB a une bande passante élargie, le mélangeur 11 recevant le signal de fréquence 12,7 GHz qui est transmis à l'unité intérieure à une fréquence de 2,7 GHz après transposition. Ce signal est filtré, dans la voie émission, par exemple à l'aide d'un filtre passe bande 16 en lieu et place du filtre passe bas. Le signal est démodulé par le circuit de réception 20 qui comporte alors un démodulateur pour en extraire le code. Ce circuit transmet une commande d'émission vers les circuits d'émission ou oscillateurs du "récepteur", ces circuits étant activés lorsque le code correspond à celui de l'abonné. Comme indiqué plus haut, le signal de référence reçu peut également être utilisé pour la programmation de ce code lors de l'installation et mise en route du "récepteur" chez l'abonné. Les deux variantes précédentes peuvent bien sûr être combinées. Le système de transmission objet de l'invention peut s'appliquer à tout type d'échange de données nécessitant une transmission par satellite, par relais hertzien ou même une transmission directe par câble ou ondes hertziennes. REVENDICATIONS 1. Système de transmission de données entre un centre de distribution (1) et un abonné (3i), système transportant un signal utile vers l'abonné et possédant une voie de retour, caractérisé en ce qu'un signal de porteuse est transmis en plus du signal utile et en ce que la fréquence du signal transmis sur la voie de retour est synchronisée sur la fréquence du signal de porteuse. 2. Système de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de porteuse est modulé par un signal comportant un code d'identification de l'abonné et en ce que, lorsque le code est reconnu, le récepteur émet des données sur la voie de retour. 3. Récepteur d'un système de transmission de données selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un mélangeur (14) recevant le signal de porteuse et fournissant un signal de fréquence liée à celle du signal de retour. 4. Récepteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième mélangeur (17) pour agir sur la fréquence du signal de retour, une entrée de ce mélangeur recevant un signal utile modulé à transmettre sur la voie de retour et la seconde entrée le signal issu du premier mélangeur (14). 5. Récepteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal de porteuse synchronise également la fréquence d'un premier oscillateur assurant la transposition de fréquence (24) du signal utile de modulation à transmettre sur la voie de retour et la fréquence d'un deuxième oscillateur (26) assurant la transposition de ce signal de porteuse. 6. Récepteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de décodage d'un code d'identification de l'abonné transporté par le signal de porteuse. 7. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un signal de la voie de retour est un signal modulé de type CDMA. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données sont celles d'images de télévision et la transmission est effectuée par satellite.