Brevet FR2815506A1 — publié le 20020419

DISPOSITIF D'EMISSION/RECEPTION DES SIGNAUX AVEC CORRECTION DE PUISSANCE La présente invention se situe dans le domaine des transmissions de signaux numériques ou analogiques entre une station de base et un terminal abonné dans un système de transmission point-multipoint de type MMDS (Microwave Multi-point Distribution System en langue anglaise), LMDS (Local Multi-point Distribution System en langue anglaise) ou MVDS (Multi-point Video Distribution System en langue anglaise) avec voie de retour ou dans un système par satellit avec voie de retour. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'émission/réception de signaux. Les systèmes point-multipoint ont pour rôle de mettre en relation une station de base terrestre avec une pluralité de terminaux d'abonné. La voie descendante du système désigne les liaisons radio entre la station de base et les terminaux d'abonné dans le sens station de base vers terminal d'abonné. La voie descendante transporte des flux de données, des flux vidéo ou encore un multiplex des deux flux dans des canaux large bande. La voie montante ou voie de retour du système désigne les liaisons radio entre la station de base et les terminaux d'abonné dans le sens terminal d'abonné vers station de base. La voie de retour transporte des flux de données à destination de la station de base dans des canaux à bande étroite. Les flux de données sont de tous types, parmi lesquels on peut distinguer des commandes du système, des informations générales et des données utilisateur. De tels systèmes point-multipoint avec voie de retour sont notamment utilisés par des opérateurs de services pour fournir des services interactifs avec échange de données. Dans ce type de service, l'échange d'informations entre la source et l'abonné est bidirectionnel. La voie de retour est alors utilisée pour acheminer des signaux de données ou de commandes de l'abonné vers la source du service. Le réglage de la puissance des signaux émis sur la voie de retour par un terminal d'abonné est généralement effectué lors de la première mise en route du terminal de l'abonné. La puissance d'émission du terminal d'abonné est réglée pour que les signaux émis par le terminal d'abonné soient reçus par la station de base avec une puissance prédéfinie P. Pendant cette opération, le terminal d'abonné commence par émettre un signal avec une puissance relativement faible et fait croître la puissance jusqu'à ce que la station de base indique que le message est reçu avec une puissance correcte. En fin de réglage, la puissance est mémorisée dans le terminal d'abonné de manière à être utilisée par la suite. Cependant, dans les systèmes de transmission hertzienne comme le système LMDS, la puissance transmise peut être plus ou moins atténuée en fonction des conditions atmosphériques. Il se peut alors que, lors d'une remise en route du terminal d'abonné, la puissance d'émission mémorisée ne puisse plus convenir en raison d'un changement des conditions atmosphériques. Le réglage de la puissance d'émission par messages de recalage en puissance est effectué chaque fois que la station de base le juge nécessaire. Ainsi, le terminal abonné ne peut asservir sa puissance d'émission aux conditions atmosphériques qu'avec l'aide de la station de base et pendant une période de fonctionnement. Cette méthode ne permet pas un réglage instantané automatique de la puissance d'émission dans le terminal, et notamment lors de la remise en route du terminal, puisqu'il nécessite l'envoi d'un premier signal à la station de base, une analyse de ce signal par la station de base et l'envoi de messages de recalage appropriés au terminal d'abonné. En effet, entre une extinction et une mise en route du terminal utilisateur, les variations atmosphériques peuvent varier au point que la station de base ne reçoive plus de signal, ou au contraire reçoive un signal très important nécessitant plusieurs envois de commande pour revenir à un niveau de puissance raisonnable. Un but de l'invention est de pallier les inconvénients précités en proposant un dispositif permettant de régler la puissance d'émission du terminal d'abonné sans utiliser la station de base. Aussi, l'invention est un dispositif d'émission/réception de signaux comprenant un circuit de réception apte à recevoir un signal descendant et un circuit d'émission apte à fournir un signal montant, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer une valeur représentative de la puissance du signal descendant, des moyens pour calculer une valeur représentative d'une puissance d'émission en fonction de ladite valeur représentative de la puissance du signal descendant, et des moyens pour régler la puissance du signal montant à la valeur de puissance d'émission correspondant à la valeur représentative de puissance d'émission calculée. Ce dispositif est placé dans le terminal d'abonné. Grâce à l'invention, le terminal d'abonné peut déterminer de manière autonome la puissance avec laquelle il doit émettre le signal montant pour qu'il soit reçu correctement par la station de base, et ce sans intervention spécifique de la station de base. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens pour calculer la valeur représentative d'une puissance d'émission comportent des moyens pour calculer un écart de puissance entre une valeur représentative de puissance de réception de référence et la valeur représentative de la puissance du signal descendant mesurée, et des moyens pour additionner ledit écart de puissance à une valeur représentative de puissance d'émission de référence. L'invention concerne également un système d'émission/réception de signaux comportant une unité extérieure pour transposer en fréquence lesdits signaux et une unité intérieure pour moduler les signaux montants et démoduler les signaux descendants caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'émission/réception de signaux selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 représente un schéma simplifié d'un système de transmission de type MMDS, LMDS ou MVDS avec voie de retour ; et - la figure 2 représente un schéma synoptique d'un dispositif d'émission/réception selon un mode de réalisation de l'invention. La description qui va suivre et le fonctionnement des modes de réalisation de l'invention présentés seront détaillés en référence aux figures 1 et 2. Pour simplifier la description, les mêmes références sont utilisées pour identifier les éléments remplissant des fonctions identiques. La figure 1 représente un système de transmission de type MMDS, LMDS ou MVDS avec voie de retour comportant une station de base 1 en liaison radio avec deux terminaux d'abonné. Chaque terminal d'abonné comporte un système d'émission/réception 4 dans lequel peut être mis en oeuvre) le dispositif de l'invention. La station de base 1 est équipée d'une antenne 2 qui émet des signaux à destination des deux terminaux d'abonné sur la voie descendante. Les signaux émis par la station de base 1 sont captés par une antenne 3 au niveau de chaque terminal d'abonné. Cette antenne est reliée à un système d'émission/réception 4 composé d'une unité extérieure 5, appelée également ODU (pour Out Door Unit en langue anglaise), placée à l'extérieur de l'habitation de l'abonné et d'une unité intérieure 6, appelée également IDU (pour In Door Unit en langue anglaise), placée à l'intérieur de l'habitation. Ces deux unités sont reliées entre elles par un câble coaxial 7. L'unité intérieure 6 est par ailleurs reliée à un équipement interactif 8, par exemple une télévision interactive ou un téléphone ou un ordinateur personnel. Les éléments référencés 3 à 8 forment un terminal d'abonné. Chaque terminal d'abonné émet sur la voie de retour des signaux vers la station de base 1. Dans le cas d'un système de transmission de type MMDS 40 GHz, la voie descendante fonctionne dans la bande de fréquences [40, 55-42,45 GHz] et la voie de retour ou voie montante dans les bandes de fréquences [40, 5-40,55 GHz] et [42, 45-42,5 GHz] ; pour plus de détail, l'homme du métier peut se reporter à la norme MPT- 1560-RA. Un diplexeur est prévu entre l'antenne 3 et l'unité extérieure 5 pour séparer les signaux montant et descendant. L'unité extérieure 5 d'un terminal d'abonné a pour rôle principal de transposer le signal descendant d'une fréquence de réception vers une fréquence intermédiaire et de transposer le signal montant d'une fréquence intermédiaire vers une fréquence d'émission. A cet effet, elle comporte principalement un dispositif de conversion de fréquence. L'unité intérieure 6 est chargée d'une part de transposer le signal descendant à une fréquence basse et de le démoduler et, d'autre part, de moduler le signal montant et de le transposer à une fréquence intermédiaire. Selon l'invention, on effectue un réglage de la puissance d'émission du terminal d'abonné par le dispositif illustré à la figure 2. Ce dispositif est placé dans l'unité intérieure 6. La figure 2 représente un schéma synoptique d'un dispositif d'émission/réception de signaux selon un mode de réalisation de l'invention. L'entrée/sortie de l'unité intérieure 6, qui est connectée à l'unité extérieure 5, est reliée à un circuit de réception 9 destiné principalement à transposer à une fréquence basse le signal descendant provenant de l'unité extérieure 5 et à le démoduler. L'entrée du circuit de réception 9 est donc connecté à un module de sélection de la gamme de fréquence de réception du dispositif consistant ici en un circuit convertisseur de fréquence 10 connu en soi. Le circuit convertisseur de fréquence 10 comporte un mélangeur 11 dont une première entrée reçoit le signal issu de l'entrée du circuit de réception 9 et une seconde entrée reçoit un signal délivré par un oscillateur local 12 commandé par un circuit à verrouillage de phase 13, appelé par la suite circuit PLL (pour Phase Locked Loop en langue anglaise). Le circuit PLL 13 est commandé par un microcontrôleur 14 via un bus de commande 15. La sortie du mélangeur 11 qui constitue la sortie du circuit convertisseur de fréquence 10 est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bande 16 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un démodulateur/décodeur 17. La bande passante du filtre passe-bande 16 est centrée sur la valeur nominale de la bande de réception du démodulateur/décodeur 17. Dans l'exemple de la figure 2, la sortie du démodulateur/décodeur 17 fournit, par exemple, un signal décodé à une télévision 18 de l'équipement interactif 8. Une interface interactive 19 de l'équipement interactif 8 produit un signal montant destiné à la station de base 1. Ce signal est fourni à un circuit d'émission 20. Dans le circuit d'émission 20, ce signal est fourni à un modulateur 21 opérant une modulation de type QPSK sur ledit signal. La sortie du modulateur 21 est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bande 22 dont la bande passante est centrée sur la fréquence d'émission de l'interface interactive 19. La sortie du filtre passe-bande 22 est reliée à l'entrée d'un module de sélection de la gamme de fréquence d'émission du dispositif consistant en un circuit convertisseur de fréquence 23. Le circuit convertisseur de fréquence 23 comporte un mélangeur 24 dont une première entrée reçoit le signal issu du filtre passe-bande 22 et une seconde entrée reçoit un signal délivré par un oscillateur local 25 commandé par un circuit PLL 26. Le circuit PLL 26 est commandé par le microcontrôleur via un bus de commande 27. La sortie du mélangeur 24 qui constitue la sortie du circuit convertisseur de fréquence 23 est reliée à l'entrée/sortie de l'unité intérieure 6 par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance 28 dont le gain en puissance est réglable. La valeur du gain de cet amplificateur de puissance est contrôlée par le microcontrôleur via le bus de commande 27. Le microcontrôleur 14 est également relié au modulateur/décodeur 17 par un bus de commande 29. Selon l'invention, le microcontrôleur 14 et l'amplificateur de puissance 28 forment un module de réglage dynamique de la puissance d'émission du dispositif. Le principe du dispositif de l'invention repose sur le fait que les conditions atmosphériques agissent identiquement sur la voie montante et sur la voie descendante. Toute baisse de puissance détectée au niveau de la réception du signal descendant doit par conséquent induire une augmentation de la puissance d'émission du signal montant pour que celui-ci soit correctement reçu par la station de base. Dans la suite de la description, PEm et PRec désignent respectivement des valeurs numériques représentatives de la puissance du signal émis et du signal reçu par l'unité intérieure 6 à un instant t. Le microcontrôleur 14 est apte à recevoir des informations sur le signal reçu par le terminal d'abonné, notamment des informations de synchronisation et de puissance. En effet, à l'instant t, la valeur PRec est présente dans un registre 30 de la boucle de contrôle automatique de gain du démodulateur/décodeur 17. Cette valeur peut être transférée dans le microcontrôleur 14 via le bus de commande 29. Selon une caractéristique importante de l'invention, le microcontrôleur 14 contient également dans une mémoire 31 une valeur PEmRef représentative d'une puissance d'émission de référence et une valeur PRecRef représentative d'une puissance de réception de référence. Ces valeurs sont des valeurs particulières de PEm et PRec obtenues à un instant tRef où la puissance d'émission a été convenablement réglée. La valeur PRecRef est par exemple la valeur contenue dans le registre 30 du démodulateur/décodeur 17 à l'issue de l'opération de réglage de puissance par messages de recalage en puissance lors de la première mise en route du terminal d'abonné. La valeur PEmpef est la valeur correspondante contenue dans le microcontrôleur 14 permettant de contrôler le gain de l'amplificateur de puissance 28. Selon l'invention, le microcontrôleur 14 calcule l'écart de puissance AP = PRecRef-PRec et règle la valeur numérique PEm de manière à ce que PEm = PEmRef + AP. L'écart AP correspond aux changements de conditions atmosphériques intervenus entre les instants tRef et t. La valeur calculée PEm correspond à la valeur de commande de l'amplificateur de puissance 28 à l'instant t. Ce réglage de la puissance d'émission peut être déclenchée lorsque l'unité intérieure 6 détecte un changement au niveau de la puissance du signal descendant reçu ou lors d'une remise en route de l'unité intérieure 6. Les valeurs PEm et PRec ainsi obtenues peuvent à leur tour servir de valeurs référence pour des opérations de réglage de puissance ultérieures. Ces valeurs sont alors stockées dans la mémoire 31 du microcontrôleur en lieu et place des valeurs PEmRef et PRecRef précitées. Enfin, avant toute mise hors tension du dispositif, le microcontrôleur 14 déclenche une mémorisation des valeurs de référence dans une mémoire non volatile 32, par exemple de type EEPROM, reliée au microcontrôleur 14 via un bus de commande 33 de manière à pouvoir les réutiliser lors d'une prochaine mise en route du dispositif. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'émission/réception de signaux comprenant un circuit de réception (9) apte à recevoir un signal descendant et un circuit d'émission (20) apte à fournir un signal montant, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (17) pour mesurer une valeur (PRec) représentative de la puissance du signal descendant, des moyens (14) pour calculer une valeur (PEm) représentative d'une puissance d'émission en fonction de ladite valeur (PRec) représentative de la puissance du signal descendant, et des moyens (14,28) pour régler la puissance du signal montant à la valeur de puissance d'émission correspondant à la valeur (PEm) représentative de puissance d'émission calculée. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (14) pour calculer la valeur (PEm) représentative d'une puissance d'émission comportent des moyens pour calculer un écart de puissance (AP) entre une va ! eur (Ppecpef) représentative d'une puissance de réception de référence et la valeur (PRec) représentative de la puissance du signal descendant mesurée, et des moyens pour additionner ledit écart de puissance (AP) à une valeur (PEmRef) représentative d'une puissance d'émission de référence. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mémorisation non volatile (32) pour stocker la valeur de puissance d'émission de référence (PEmRef) et la valeur de puissance de réception de référence (PRecRef). 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déclencher, au moment de sa mise hors tension, la mémorisation de ladite valeur (PRec) représentative de la puissance du signal descendant et de ladite valeur de puissance d'émission (PEm) calculée dans lesdits moyens de mémorisation non volatile à la place, respectivement, de ladite valeur de puissance de réception de référence (PRecRef) et de ladite valeur de puissance d'émission de référence (PEmRef). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de mémorisation non volatile sont constitués par une mémoire EEPROM. 6) Système d'émission/réception de signaux (4) comportant une unité extérieure (5) pour transposer en fréquence lesdits signaux et une unité intérieure (6) pour moduler les signaux montants et démoduler les signaux descendants caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'émission/réception de signaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.