Brevet FR2789833A1 — publié le 20000818

I Procédé pour réduire la durée d'activité de récepteurs d'informations numériques et système de transmission d'informations numériques. L'invention concerne la transmission d'informations numériques entre au moins une station émettrice et une pluralité de récepteurs, utilisant des sous-porteuses de canaux radiofréquence ainsi qu'un protocole de transmission asynchrone par paquets contenant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires de données. L'homme du métier connaît déjà un tel protocole de transmission, notamment par le document pr ETS 300 751 (version de mai 1997), intitulé "Radio broadcast systems; System for Wireless Infotainment Forwarding and Teledistribution (SWIFT)", disponible auprès du Secrétariat de l'ETSI à Sophia Antipolis (France), et dénommé ci-après "document SWIFT". Actuellement, ce type de protocole de transmission asynchrone est utilisé pour le transfert de fichiers destinés à un groupe d'utilisateurs, et notamment pour la diffusion radiofréquence de journaux écrits. Par opposition à un protocole de transmission synchrone, comme par exemple celui prévu par la norme de transmission RDS (Radio Data System), et dans lequel les différentes trames de transmission sont synchronisées sur une horloge temporelle parfaitement définie, un protocole de transmission asynchrone n'est, par définition, pas synchronisé sur une base de temps prédéterminée. En conséquence, les récepteurs d'informations fonctionnant sur ce type de protocole asynchrone doivent rester en permanence allumés de façon à pouvoir acquérir, à n'importe quel instant, qui par définition n'est pas connu à l'avance, des informations numériques qui leur sont destinées. Ceci pose un problème important d'autonomie pour des récepteurs fonctionnant avec leur alimentation propre, par exemple des micro-ordinateurs portables fonctionnant sur piles ou sur accumulateur. L'invention vise à apporter une solution à ce problème. Le procédé, selon l'invention, est destiné à réduire la durée d'activité de récepteurs d'informations numériques possédant un état actif et un état inactif, dans lequel les informations sont transmises depuis au moins une station fixe par des sous-porteuses de canaux radiofréquence en utilisant un protocole de transmission asynchrone par paquets contenant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires. En émission, des données sont disposées dans des paquets comprenant des blocs d'un premier type comportant des bits de données, des bits de parité et des bits de détection d'erreur, et des blocs d'un deuxième type comportant des bits de parité, les blocs de deuxième type étant calculés à partir des blocs de premier type et permettant la correction d'erreurs sur les bits de données. En réception, on vérifie l'absence d'erreur dans les blocs de premier type bloc par bloc au moyen des bits de détection d'erreur, on mémorise l'absence ou la présence d'erreur, et en absence d'erreur on remet le récepteur dans l'état inactif dès que le dit récepteur a reçu les données qui lui sont destinées. On diminue ainsi la durée d'activité du récepteur, d'o une réduction de la consommation de l'énergie électrique fournie par des batteries du récepteur et une augmentation de son autonomie. Avantageusement, le dit récepteur est remis dans l'état inactif avant la fin de la transmission du paquet courant. Dans un mode de réalisation de l'invention, les blocs de deuxième type étant disposés à la fin du paquet, en absence d'erreur sur les blocs de premier type, le dit récepteur est remis dans l'état inactif avant la transmission des blocs de deuxième type. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les blocs de deuxième type étant intercalés entre les blocs de premier type, en absence d'erreur sur les blocs du début du paquet, le dit récepteur est remis dans l'état inactif avant la transmission des blocs de la fin du paquet, les blocs du début du paquet étant en nombre tel par rapport au nombre total de blocs du paquet que l'on puisse reconstituer les blocs de la fin du paquet à partir des blocs du début du paquet. Avantageusement, en présence d'erreur, le dit récepteur est maintenu dans l'état actif jusqu'à la fin du paquet, permettant ainsi la correction de la ou des erreurs. Dans un mode de réalisation de l'invention, après une mise dans l'état inactif en cours de transmission d'un paquet, le dit récepteur est remis dans l'état actif lors du cycle normal suivant de remise dans l'état actif. La présente invention a également pour objet un système de transmission d'informations numériques, comprenant au moins une station fixe émettant les informations par des sous-porteuses de canaux radiofréquence en utilisant un protocole de transmission asynchrone par paquets contenant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires, et plusieurs récepteurs comportant des moyens de réception radiofréquence et des moyens de traitement des données reçues. La station comporte des moyens de génération aptes à générer, au sein du protocole de transmission véhiculé par au moins un réseau spécifique de transmission identifiable matérialisé par au moins un canal spécifique de transmission sélectionné parmi lesdits canaux radiofréquence, des paquets successifs de transmission comportant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires. Les moyens de génération sont aptes à disposer des données dans des paquets comprenant des blocs d'un premier type comportant des bits de données, des bits de parité et des bits de détection d'erreur, et des blocs d'un deuxième type comportant des bits de parité, les blocs de deuxième type étant calculés à partir des blocs de premier type et permettant la correction d'erreurs sur les bits de données. Les moyens de traitement de chaque récepteur sont aptes à vérifier l'absence d'erreur dans les blocs de premier type bloc par bloc au moyen des bits de détection d'erreur, à mémoriser l'absence ou la présence d'erreur, et en l'absence d'erreur à remettre le récepteur dans l'état inactif dès que le dit récepteur a reçu les données qui lui sont destinées. Avantageusement, les moyens de traitement sont aptes à remettre le dit récepteur dans l'état inactif avant la fin de la transmission du paquet courant. On parvient ainsi à réduire la durée d'activité des récepteurs. En moyenne, un récepteur pourra être remis dans l'état inactif après la transmission de la moitié d'un paquet. Globalement, on parviendra à réduire cette durée d'activité d'environ 50% d'o une augmentation considérable de l'autonomie des récepteurs. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation particulier pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: - les figures 1 à 4 représentent très schématiquement une structure de blocs élémentaires utilisables selon l'invention, conformément à un protocole de transmission SWIFT; - la figure 5 illustre très schématiquement l'architecture interne d'un récepteur selon l'invention; - la figure 6 est un premier schéma de l'organisation des blocs d'un paquet; et - la figure 7 est un second schéma de l'organisation des blocs d'un paquet. Bien que l'invention n'y soit pas limitée, on s'appuiera maintenant dans l'exemple qui va être décrit, sur un protocole de transmission asynchrone du type de celui décrit dans le document SWIFT. En effet, un tel protocole de transmission autorise un débit net élevé d'informations, typiquement compris entre 6 kilobits/s et 10 kilobits/s, ce qui est particulièrement utile pour la transmission de messages vocaux. L'homme du métier connaît les caractéristiques d'un tel protocole de transmission asynchrone par paquets contenant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires. On en rappelle ici les caractéristiques essentielles relatives notamment à la structure de ces blocs élémentaires. L'homme du métier pourra éventuellement, pour plus de détails, se rapporter au document SWIFT précité dont le contenu est à toutes fins utiles incorporé à la présente description. Selon ce protocole de transmission, chaque bloc élémentaire BLC comporte (figure 1) un identifiant BIC suivi d'un en-tête ET indiquant le type du bloc. L'en-tête est suivi d'une partie utile DU contenant les données proprement dites du bloc BLC. Cette partie utile DU est suivie de bits de correction d'erreurs CRC et de bits de parité PRY. Chacun de ces blocs comprend en tout 288 bits. Ces blocs sont réunis par paquets de 272 blocs et ces paquets sont transmis les uns à la suite des autres de façon asynchrone, c'est-à-dire sans que l'on puisse déterminer temporellement et à l'avance les instants d'émission de ces paquets. La durée de transmission d'un paquet est typiquement de l'ordre de 5 secondes. Ce protocole de transmission asynchrone est véhiculé par une sousporteuse (centrée autour de 76 kHz) de canaux radiofréquence, situés typiquement dans la bande FM. Pour véhiculer le protocole de transmission asynchrone selon l'invention, on matérialise au moins un réseau spécifique de transmission identifiable en sélectionnant parmi lesdits canaux radiofréquence au moins un canal spécifique. Bien entendu, un réseau de transmission peut utiliser plusieurs canaux radiofréquence. De même, on peut définir plusieurs réseaux de transmission identifiables. On peut alors définir, pour ce protocole de transmission selon l'invention, une trame de transmission comportant un nombre prédéterminé de paquets successifs, par exemple seize paquets. On insère alors dans chaque paquet de la trame, de préférence au début de chaque paquet, une bloc spécifique d'identification de paquet BLTS (figure 3) identifié par un mot numérique spécifique ET2 (par exemple sur cinq bits) de l'en-tête ET. Ce bloc d'identification BLTS contient, dans la partie utile DU, un identifiant IR permettant d'identifier le rang de ce paquet, autrement dit sa position, dans la trame. Ainsi, cet identifiant de rang IR va permettre de désigner un groupe de récepteurs. De même, on peut prévoir avantageusement que la partie utile DU comporte un mot binaire MSF permettant de désigner, à l'intérieur du groupe de récepteurs, des sous-groupes de récepteurs. On insère également dans les trames successives des blocs de signalisation de réseau BLNS (figure 2), dont le type est repéré par un mot spécifique ET1 dans l'en-tête ET. Ce bloc BLNS contient au moins un identifiant de réseau NWD définissant les caractéristiques du réseau de transmission et notamment la fréquence du canal de transmission. Ces blocs BLNS sont insérés par la station émettrice dans les trames successives de transmission, de telle façon qu'ils soient espacés mutuellement d'un nombre maximum de blocs élémentaires de type quelconque, que ce soit des blocs de type BLC, des blocs BLTS ou d'autres types de blocs. Ce nombre maximum correspondant à une durée maximale d'espacement prédéterminée, typiquement 0,5 seconde, inférieure à la durée de transmission d'un paquet. La durée d'espacement entre deux blocs BLNS consécutifs peut varier à condition toutefois qu'elle reste inférieure à la durée maximale. Ce sont en effet les moyens d'insertion de la station qui décident de l'insertion de ces blocs BLTS dans les trames successives. Il convient donc de remarquer ici que l'insertion des blocs BLNS s'effectue de façon totalement asynchrone par rapport à l'insertion des blocs BLTS. L'invention prévoit également d'utiliser un autre bloc élémentaire spécifique BLMS qui est en fait un bloc de signalisation de message (figure 4) et dont le type ET3 figure dans l'en-tête ET. Ce bloc BLMS contient dans la partie utile DU l'adresse ADR du récepteur auquel un message est destiné, ainsi qu'une indication temporelle DFS relative à l'instant de début de message. Si le message est transmis dans le même paquet que celui contenant le bloc BLMS, cette indication DFS définit par exemple le rang du premier bloc du message proprement dit, destiné au récepteur, par rapport au début du paquet. Cette indication temporelle DFS peut également indiquer que le message proprement dit destiné au récepteur sera transmis non pas dans le paquet contenant ce bloc BLMS, mais dans un paquet ultérieur. Si l'on se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 5 qui représente l'architecture interne d'un récepteur RC, on voit que ce récepteur, par exemple un récepteur portable autonome de radiomessagerie, est équipé d'une antenne de réception recevant le signal de radiofréquence SRF. Cette antenne est connectée à des moyens de réception 1 comportant, en tête, un étage haute fréquence 10, suivi d'un circuit spécifique de filtrage 11 permettant d'extraire la sous- porteuse SWIFT. Cet étage de filtrage est lui-même relié à un décodeur 12, par exemple celui commercialisé par la Société japonaise OKI sous la référence MSM 9553 et capable de délivrer en sortie, après correction d'erreurs et vérification de parité, les blocs élémentaires débarrassés notamment des bits CRC et PRY. Les moyens de réception comprennent en outre un circuit spécifique, non représenté ici à des fins de simplification, de recherche et de contrôle automatique de la fréquence du signal porteur, de façon à pouvoir se caler sur l'un des canaux de transmission. La sortie des moyens de réception est reliée à des moyens de traitement 2 incorporant un microprocesseur 20, par exemple 8 bits, associés, par l'intermédiaire d'un bus de communication, à une mémoire vive 21 et une mémoire morte 22. Des moyens de commande 3 sont aptes à activer momentanément les moyens de réception 1 et les moyens de traitement 2 en délivrant respectivement à ces deux moyens des impulsions de commande correspondantes. Ces moyens de commande 3 peuvent être incorporés de façon classique au sein même du microprocesseur 20, ou bien peuvent être réalisés par un circuit externe spécifique classique. Ces moyens de commande 3 sont en conséquence aptes à mettre le récepteur RC, soit dans un état actif dans lequel il est capable de recevoir et de traiter les données contenues dans le signal porteur, soit dans un état de repos. L'ensemble du récepteur est alimenté par des moyens d'alimentation 4 comportant un élément de pile associé à un convertisseur continu-continu utilisé pour élever la tension de cet élément de pile à celle nécessaire au fonctionnement du micro-processeur. Dans la mémoire morte 22 du récepteur RC est stockée une indication de réseau IDRR, une indication de groupe IDG correspondant à un rang de paquet dans ladite trame, une indication de sous-groupe IDSG correspondant au sous-groupe auquel appartient le récepteur, ainsi que l'adresse ADD proprement dite du récepteur. La station d'émission, non représentée, comporte essentiellement des moyens d'insertion, réalisés par exemple de façon logicielle au sein d'un micro-ordinateur de type PC et recevant par exemple pour un récepteur désigné, d'une part son adresse ADD, son indication de groupe IDG, de sous-groupe IDSG et de réseau IDRR, et d'autre part, les données relatives au message proprement dit qui lui est destiné. Ces moyens d'insertion génèrent alors les entêtes et les parties utiles DU des différents blocs élémentaires qui vont constituer les paquets et notamment ceux relatifs aux blocs d'identification de paquets, de signalisation de réseau, et de signalisation de message. Tous ces éléments sont ensuite transmis à un codeur, par exemple celui commercialisé par la Société suédoise SECTRA sous la référence TSE 760 qui achève la mise en forme de ces blocs, en y adjoignant notamment les blocs de détection d'erreurs CRC et de parité PRY. Puis, l'ensemble de ces blocs BL, réunis en paquets, sont transmis au sein du signal SRF. Les paquets que l'on utilise peuvent présenter différentes structures. Le paquet représenté sur la figure 6, dit "A0", peut comprendre blocs de données comprenant un code d'identification de bloc BIC sur 16 bits, un en-tête sur 16 bits, une partie utile sur 160 bits, 14 bits de détection d'erreur CRC et 82 bits de parité horizontale, et 82 blocs de parité verticale calculés à partir des 190 blocs d'informations. La paquet de type "B" dont la structure est illustrée sur la figure 7, comprend également 190 blocs d'informations dont la structure est analogue à ceux du paquet A0 et 82 blocs de parité verticale. La différence entre le paquet A0 et le paquet B réside dans le fait que dans le paquet A0, les blocs de parité verticale sont transmis après les blocs d'informations, tandis que dans le paquet B, les blocs de parité verticale sont intercalés entre les blocs d'informations, ce qui assure une meilleure continuité de la transmission des informations. Les blocs de parité verticale assurent une redondance de l'information par rapport aux blocs d'informations et permettent ainsi par calcul de retrouver entièrement un bloc d'informations qui comporterait des errreurs détectées grâce aux bits de détection d'erreurs CRC ou qui n'aurait pas été reçu par un récepteur. En pratique, tous les récepteurs d'un même groupe vont se réveiller, c'est-à-dire passer dans leur état actif, à chaque instant de réception d'un paquet comportant en tête le bloc d'identification de paquet BLTS dont l'indication de rang IR correspond à leur groupe. Un récepteur qui recherche un canal de transmission approprié, attend la réception d'un bloc BLNS et si ledit canal est approprié, les moyens de traitement du récepteur vont alors analyser l'identifiant de rang IR contenu dans le prochain bloc d'identification de paquets BLTS. Lorsque le bloc BLTS est acquis, les moyens de traitement analysent le contenu dudit bloc BLTS, et notamment analysent l'identifiant de rang IR qu'il contient. Si cet identifiant de rang IR correspond à l'indication de groupe IDG, ou de sous-groupe IDSG le cas échéant, stocké dans le récepteur, les moyens de commande 3 du récepteur vont alors automatiquement synchroniser temporellement les passages du récepteur dans son état actif à des instants successifs séparés de l'instant initial d'acquisition du bloc BLTS d'un multiple entier de la durée du paquet. Si l'identifiant IR ne correspond pas à l'indication de groupe IDG, les moyens de commande du récepteur vont alors mettre celui-ci dans son état de repos puis déterminer l'occurence du bloc d'identification BLTS dont le rang correspond au groupe du récepteur et synchroniser ensuite les réveils du récepteur à partir de cet instant, compte tenu de la durée des paquets. La synchronisation temporelle des réveils successifs du récepteur est alors effectuée. Lorsqu'un récepteur reçoit un paquet de type A0 ou B et que l'ensemble des blocs du paquet courant ont été convenablement reçus, c'est-à- dire ont été vérifiés grâce aux bits de détection d'erreurs CRC, opération qui est effectuée par le décodeur 12 du récepteur RC, les moyens de commande 3 mettent le récepteur dans son état inactif. Au contraire, si le décodeur 12 détecte une ou plusieurs erreurs sur les blocs déjà transmis et ce jusqu'au dernier bloc destiné audit récepteur, alors les moyens de commande dudit récepteur le maintiennent à l'état actif pour permettre la réception de la fin du paquet et l'utilisation des blocs de parité verticale pour la correction des blocs d'informations erronés. A titre d'exemple, dans le cas d'un paquet de type A0, si les dix premiers blocs d'informations sont destinés à un récepteur donné et que ceux-ci sont reçus sans erreur, le récepteur se remettra immédiatement à l'état inactif. Si les dix derniers blocs d'informations d'un paquet sont destinés à un récepteur donné, celui-ci restera à l'état actif jusqu'à la fin de la transmission de ces dix derniers blocs d'informations. Le décodeur vérifiera au moyen des bits de détection d'erreurs CRC que les dix blocs destinés au récepteur ont été reçus sans erreur et les moyens de commande pourront alors mettre le récepteur à l'état inactif pendant la durée de la transmission des blocs de parité verticale. Au contraire, si une erreur a été détectée dans les dix blocs d'informations destinés au récepteur, celui-ci restera actif jusqu'à la fin de la transmission du paquet. Dans le cas d'un paquet de type B, le fonctionnement sera similaire, c'est-à-dire que le récepteur sera mis à l'état inactif après vérification de la réception sans erreur des blocs d'informations qui lui sont destinés. Pour réduire encore le temps d'activité des récepteurs, on se sert des propriétés de redondance des blocs de parité verticale. En effet, les blocs de parité verticale sont calculés à partir des blocs d'informations et permettent de les retrouver en cas d'erreur. Dans le cas d'un paquet de type B, un récepteur ayant reçu de façon satisfaisante, c'est-à-dire sans erreur détectée par décodage des bits de détection d'erreur CRC les n premiers blocs, est capable de retrouver les autres blocs de rang compris entre n+l et 272 par un traitement mathématique effectué par les moyens de traitement. Le nombre n dépend du type de codage effectué pour obtenir les blocs de parité verticale. En d'autres termes, si les n premiers blocs d'un paquet B ont été reçus de façon satisfaisante, le récepteur est capable de reconstituer les autres blocs et peut donc être mis dans l'état inactif après vérification de la réception satisfaisante desdits n-premiers blocs. On peut ainsi mettre un récepteur dans l'état inactif alors même que les blocs d'informations qui lui sont destinés sont les derniers d'un paquet B. On réduit ainsi encore plus la durée d'activité d'un récepteur. Le récepteur sera remis dans l'état actif selon son cycle normal de réveil. Lorsque l'ensemble des blocs d'un paquet est destiné à un récepteur, celui-ci reste à l'état actif lors d'une transmission satisfaisante, jusqu'à la vérification du dernier bloc d'informations pour un paquet A0, et jusqu'à la vérification du nième bloc d'informations pour un paquet B, ce qui permet, en pratique, une diminution de la durée d'activité des récepteurs de l'ordre de 25 à 30%. Cette diminution sera plus élevée lorsqu'une partie seulement d'un paquet est destinée à un récepteur. 1l REVENDICATIONS 1. Procédé pour réduire la durée d'activité de récepteurs d'informations numériques possédant un état actif et un état inactif, dans lequel les informations sont transmises depuis au moins une station fixe (ST) par des sous-porteuses de canaux radiofréquence en utilisant un protocole de transmission asynchrone par paquets contenant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires, caractérisé par le fait qu'en émission, des données sont disposées dans des paquets comprenant des blocs d'un premier type comportant des bits de données, des bits de parité et des bits de détection d'erreur, et des blocs d'un deuxième type comportant des bits de parité, les blocs de deuxième type étant calculés à partir des blocs de premier type et permettant la correction d'erreurs sur les bits de données, et par le fait qu'en réception, on vérifie l'absence d'erreur dans les blocs de premier type bloc par bloc au moyen des bits de détection d'erreur, on mémorise l'absence ou la présence d'erreur, et en absence d'erreur on remet le récepteur dans l'état inactif dès que le dit récepteur a reçu les données qui lui sont destinées. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le dit récepteur est remis dans l'état inactif avant la fin de la transmission du paquet courant. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, les blocs de deuxième type étant disposés à la fin du paquet, en absence d'erreur sur les blocs de premier type, le dit récepteur est remis dans l'état inactif avant la transmission des blocs de deuxième type. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, les blocs de deuxième type étant intercalés entre les blocs de premier type, en absence d'erreur sur les blocs du début du paquet, le dit récepteur est remis dans l'état inactif avant la transmission des blocs de la fin du paquet, les blocs du début du paquet étant en nombre tel par rapport au nombre total de blocs du paquet que l'on puisse reconstituer les blocs de la fin du paquet à partir des blocs du début du paquet. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel en présence d'erreur, le dit récepteur est maintenu dans l'état actif jusqu'à la fin du paquet. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel après une mise dans l'état inactif en cours de transmission d'un paquet, le dit récepteur est remis dans l'état actif lors du cycle normal suivant de remise dans l'état actif. 7. Système de transmission d'informations numériques, comprenant au moins une station fixe (ST) émettant les informations par des sous- porteuses de canaux radiofréquence en utilisant un protocole de transmission asynchrone par paquets contenant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires, et plusieurs récepteurs (RC) comportant des moyens de réception radiofréquence (1) et des moyens de traitement (2) des données reçues, caractérisé par le fait que la station comporte des moyens de génération (MIS) aptes à générer, au sein du protocole de transmission véhiculé par au moins un réseau spécifique de transmission identifiable matérialisé par au moins un canal spécifique de transmission sélectionné parmi lesdits canaux radiofréquence, des paquets successifs de transmission comportant chacun un nombre prédéterminé de blocs élémentaires, les moyens de génération (MIS) étant aptes à disposer des données dans des paquets comprenant des blocs d'un premier type comportant des bits de données, des bits de parité et des bits de détection d'erreur, et des blocs d'un deuxième type comportant des bits de parité, les blocs de deuxième type étant calculés à partir des blocs de premier type et permettant la correction d'erreurs sur les bits de données, les moyens de traitement (2) de chaque récepteur étant aptes à vérifier l'absence d'erreur dans les blocs de premier type bloc par bloc au moyen des bits de détection d'erreur, à mémoriser l'absence ou la présence d'erreur, et en l'absence d'erreur à remettre le récepteur dans l'état inactif dès que le dit récepteur a reçu les données qui lui sont destinées. 8. Système selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens de traitement (2) sont aptes à remettre le dit récepteur dans l'état inactif avant la fin de la transmission du paquet courant.