Brevet FR2875353A1 — publié le 20060317

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour effectuer une transmission radio entre un émetteur et un récepteur selon le pro-cédé du saut de fréquence, en utilisant des télégrammes de bit corn- portant une information de temps codée qui applique des données de temps d'un émetteur de temps pour synchroniser la transmission radio. L'invention concerne également un circuit pour transformer des télégrammes de bit contenant une information de temps codée pour synchroniser une transmission radio entre un émetteur et un récepteur par le procédé de saut de fréquence en utilisant des données de temps d'un émetteur de temps. Etat de la technique Pour la transmission radio échangée entre un émetteur et un récepteur par le procédé de saut de fréquence utilisé pour les cornmunications radio sécurisées (TRANSEC), il est important que le traitement des données par les participants repose sur une base de temps très précise, commune, synchronisant avec une précision très élevée les appareils radio participant à l'échange. Pour cela, il est possible de synchroniser les appareils radio participants notamment dans des engins volants, les navires ou des engins terrestres, à l'aide du procédé GPS (système de positionnement global) à l'aide des données de temps émises en utilisant le signal de l'heure du jour (signal TOD). Le signal TOD qui se présente sous la forme d'un modèle de bit avec une fréquence caractéristique de 1667 bits par seconde avec un format de données biphases Manchester II, un flanc ascendant commence l'impulsion 1 PPS qui est suivie pendant une durée de l'ordre de 240 ms par 400 bits d'une durée chaque fois de 600 sec; on a ainsi le signal préparatoire pour le récepteur TOD raccordé. Ensuite, on a directement une séquence d'un caractère de démarrage d'une longueur de 16 bits. Les 96 bits suivants contiennent l'information de temps proprement dite dans l'ordre suivant: Heure - Minute - seconde - jour de l'année - Année. Ce télégramme de bit est émis par le signal GPS à la précision de la cadence de la seconde. Comme le montre la figure 4, on peut ainsi synchroniser un appareil radio 7 d'une manière connue à l'aide d'un appareil GPS 6 par le signal de l'heure du jour (signal TOD). L'appareil radio 7 peut en outre être couplé par exemple à un panneau de contrôle 8 comme ceux équipant par exemple un avion. Comme les appareils radio participant à la communication radio sécurisée (TRANSEC), doivent travailler sur une base de temps très précise et avec une synchronisation très grande pour garantir l'échange radio sans perturbation, il est difficile lorsque la fréquence est émise avec le signal TOD par l'appareil GPS et qu'il ne correspond pas précisément à la fréquence, d'enregistrer ce signal dans l'appareil radio. Si à la place de la fréquence de 1667 bits par seconde ce qui correspond à une durée de bit de 600 sec, on transmet par exemple des signaux d'une fréquence différente de l'ordre de 1658 ou 1671 bits par seconde correspondant à une longueur de bit de 603 ou 598 sec, l'appareil radio raccordé ne peut plus accepter cette tolérance et il ne peut plus y avoir synchronisation de temps. La base de temps très précise, commune pour la synchronisation de temps du mode TRANSEC est dans ces conditions très importante pour les appareils radio concernés. Pour que le télégramme de bit contenu dans le signal TOD puisse servir à la synchronisation de temps, il faut d'une part que ce signal présente un début défini et que d'autre part, il contienne une information de temps précise. Il existe certes des appareils radio prévus pour des communications radio protégées, des interfaces adaptées pour les appareils radio et les appareils GPS et si ces interfaces ne sont pas compatibles, il faut soit remplacer l'appareil GPS embarqué soit l'appareil radio embarqué ce qui correspond à une mise en oeuvre de moyens importants et un coût élevé. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un circuit permettant de transformer un télégramme de bit avec une cadence imprécise contenant une information de temps codée en un télégramme de bit cadencé très précis contenant l'information. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on transforme un télégramme de bit contenant les données de temps en un autre télégramme de bit, en mettant cet autre télégramme de bit dans une cadence prédéfinie, et en reportant les données de temps contenues dans l'autre télégramme de bit d'une unité de temps prédéfinie qui correspond à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps, et on émet une série de télégrammes de bit transformés avec la vitesse de trans- mission des données de temps de l'émetteur de temps. L'invention concerne également un circuit du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le circuit de transformation est prévu pour transformer un télégramme de bit qui contient les données de temps, en un autre télégramme de bit mis à une cadence prédéfinie, et en reportant les données de temps contenues dans cet autre télé-gramme de bit d'une unité de temps prédéfinie correspondant à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps, et il permet d'émettre une série de télégrammes de bit transformés avec la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps. Ainsi, le procédé et le circuit selon l'invention pour une transmission radio entre un émetteur et un récepteur par le procédé de saut de fréquence utilisant des télégrammes de bit avec une information de temps codée utilisant les données de temps d'un émetteur de temps permettent d'assurer la synchronisation de la transmission radio. La solution tant du point de vue du procédé que du circuit est donnée ci- dessus. Selon une caractéristique préférentielle du procédé, un télégramme de bit contenant les données de temps avec l'information de temps codée, qui n'est pas cadencée avec la précision élevée souhaitée, est transformé en un télégramme de bit contenant les données de temps avec une information de temps correspondant au temps reporté de l'unité de temps prédéfinie, et ce télégramme est émis à la place d'un télégramme de bit arrivant ultérieurement après l'unité de temps reportée de l'émetteur de temps avec une cadence très précise. De manière préférentielle, pour la transformation donnant l'autre télégramme de bit, on décode les données de temps conte-nues dans le télégramme de bit et on les reporte de l'unité de temps prédéfinie et on les code de nouveau. Selon un autre mode de réalisation préférentiel du procédé, on utilise les télégrammes de bit d'un signal d'un émetteur de temps supporté par un satellite notamment un signal GPS. Selon un autre mode de réalisation préférentiel du procé- dé, on transmet les données de temps de l'émetteur de temps avec une vitesse de transmission de 1PPS, et on reporte d'une seconde les don-nées de temps contenues dans le télégramme de bit et on les émet avec un décalage de temps d'une seconde. De manière préférentielle, les télégrammes de bit con-tiennent un signal de préparation, un caractère de démarrage et les données de temps contenant l'information de temps codée. De manière préférentielle, on émet les télégrammes de bit y compris le signal de préparation, le caractère de départ et les données de temps avec une cadence très précise et on les émet à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps. En outre, en ce qui concerne le circuit, un circuit de transformation est prévu pour transformer un télégramme de bit qui contient les données de temps, en un autre télégramme de bit mis à une cadence prédéfinie, et en reportant les données de temps contenues dans cet autre télégramme de bit d'une unité de temps prédéfinie correspondant à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps, et il permet d'émettre une série de télégrammes de bit transformés avec la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le circuit de transformation est prévu pour transformer un télégramme de bit contenant les données de temps avec une information de temps codée et qui n'est pas cadencée avec la précision élevée souhaitée, en un télégramme de bit contenant les données de temps avec une informa- tion de temps correspondant au temps reporté de l'unité de temps pré- définie, et pour émettre ce télégramme à la place d'un télégramme de bit de l'émetteur de temps arrivant ensuite reporté de l'unité de temps, avec une cadence très précise. Selon un autre mode de réalisation préférentiel, le circuit de transformation comprend un circuit de décodage pour décoder les données de temps contenues dans le télégramme de bit, un circuit d'incrémentation pour reporter l'information de temps décodée de l'unité de temps prédéfinie, et un circuit de codage pour coder à nouveau l'information de temps reportée d'une unité de temps en un télé- gramme de bit, ainsi qu'un générateur de cadence (horloge), très précis pour transmettre le télégramme de bit correspondant au temps reporté. De manière préférentielle le circuit de transformation qui traite le signal d'un émetteur de temps de satellite traite notamment le télégramme de bit contenu dans un signal GPS. Suivant un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, le circuit de transformation génère les télégrammes de bit contenant un signal de préparation, un caractère de démarrage et des données de temps, avec une cadence très précise, et les émet à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs d'un mode de réalisation de l'invention avec un circuit de transformation d'un télégramme de bit contenant des données de temps sous la forme d'un signal numérique d'heure du jour (TOD) pour créer une base de temps très précise pour un appareil radio à l'aide d'un signal GPS, - la figure 2 montre un schéma par blocs des composants d'un circuit de transformation selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 montre un chronogramme donnant différentes versions du signal d'heure de jour (TOD) traité par la transformation, la figure 4 est un schéma par blocs d'un circuit combinant un appa- reil radio à un appareil GPS pour la synchronisation de temps selon l'état de la technique. Description d'un mode de réalisation de l'invention Le schéma par blocs de la figure 1 montre un appareil radio 7 servant à une transmission radio sécurisée (TRANSEC) par saut de fréquence. La base de temps nécessaire à réaliser la fonction de saut de fréquence est fournie par des données de temps sous la forme d'un télégramme de bit contenant un signal numérique d'heure du jour (TOD) par un appareil GPS 6. Le signal TOD commence par le flanc montant de l'impulsion du signal GPS suivi pendant une durée d'environ 240 ms par un signal de son sous la forme de 400 bits chaque fois de 600 sec d'une fréquence de 1667 bits par seconde, c'est-à-dire sous la forme d'un signal sonore d'une fréquence de 1667 Hz. Ce signal sonore sert de signal préparatoire pour un récepteur heure du jour (TOD) raccordé. Cette séquence se poursuit par un caractère de départ d'une longueur de 16 bits. Ensuite, on a 96 bits qui contiennent l'information de temps proprement dite dans l'ordre suivant: Heure Minute - Seconde - jour de l'année, Année. Ce télégramme de bit est émis par le GPS précisé-ment à la cadence de la seconde, c'est- à-dire avec une impulsion par seconde (1 PPS). La figure 3a montre schématiquement trois signaux d'heure du jour (TOD) sous la forme de télégrammes de bit BT avec un signal préparatoire BS, le caractère de départ SC et les données de temps codées DT pour différents temps Ti, Ti+ 1 et Ti+2. Le signal todout émis par l'appareil GPS 6 est fourni à l'appareil radio 7 qui doit recevoir la base de temps non pas directement mais par l'intermédiaire d'un circuit de transformation TS. Le circuit de transformation TS reçoit le signal TOD par TODin. Le circuit de transformation TS a pour fonction de transformer le télégramme de bit contenu avec une cadence imprécise dans le signal de sortie TODout fourni par l'appareil GPS 6 en un signal TOD cadencé de manière très précise avec un télégramme de bit contenant la même information de temps et qui porte la référence TODtransf à la figure 1. La fonction du circuit de transformation TS sera décrite ci-après à l'aide de la figure 3. La figure 3a montre trois signaux TODin que le circuit de transformation TS reçoit de l'appareil GPS 6 pour les instants Ti, Ti+ 1, Ti+2. Ces trains d'impulsion sont cadencés par l'appareil GPS 6; cette cadence pour le traitement par l'appareil radio 7 est trop imprécise pour la base de temps précise requise. A partir de ces trains d'impulsion du signal TODin, le circuit de transformation TS génère des télégrammes de bit qui correspondent au temps du signal du GPS reporté d'une unité de temps prédéfinie, c'est-à-dire d'une seconde dans le présent exemple de réalisation. Cela signifie qu'à partir du télégramme de bit BT du signal d'entrée TOD pour les instants Ti, Ti+1, Ti+2, on forme des télégrammes de bit qui correspondent à un temps incrémenté chaque fois d'une seconde c'est-à-dire Ti+1, Ti+2, Ti+3. Ces signaux sont représentés à la figure 3b. Ces versions incrémentées du télégramme de bit BT sont transmises alors une seconde plus tard avec un cadencement très précis; l'émission est toujours déclenchée par le signal du GPS qui suit une seconde plus tard. Cela signifie comme le montre la figure 3c que sous la forme du signal TODtransf, la version transformée et incrémentée du signal TODin d'origine est émis avec un décalage de temps d'une seconde; il s'agit en effet de la version transformée et incrémentée Ti+ 1 du télégramme de bit d'origine pour l'instant Ti avec un décalage d'une seconde en remplacement du télégramme de bit BT d'origine correspondant à l'instant Ti+ 1; la version transformée et incrémentée Ti+2 du télégramme de bit d'origine BT pour l'instant Ti+ 1 est décalée d'une seconde pour être émise à la place du télégramme de bit BT d'origine qui correspondait au temps Ti+2. Le signal de sortie TODtransf est ainsi une version cadencée de manière très précise et correcte dans le temps c'est-à-dire déclenchée de manière précise par le signal incident suivant du GPS de la version du signal d'entrée d'origine TODin à l'entrée du circuit de transformation TS. Ce signal TODtransf très précis et correct dans le temps est appliqué à l'entrée TODtransf-in de l'appareil radio 7. Le signal transformé TODtransf correspond aux conditions de précision très grandes de l'appareil radio 7 pour le temps transmis et la vitesse de transmission en bit. Ainsi, le signal TODin d'origine, non utilisable est transformé en un télégramme de bit très précis, stable dans le temps et correct à partir du signal TODtransf sans avoir à adapter les appareils existants à savoir, l'appareil GPS 6 et/ou l'appareil radio 7. La figure 2 montre à titre d'exemple et de façon très simplifiée, le schéma par blocs d'un mode de réalisation du circuit de transformation TS. Ce circuit comporte un décodeur 1 qui sert à déco- der l'information de temps Ti contenue dans le télégramme de bit BT. Il est prévu un circuit d'incrémentation 2 pour incrémenter d'une unité de temps l'information de temps Ti, décodée à savoir Ti+ 1. Le circuit de codage 3 sert à coder de nouveau l'information de temps Ti+ 1 reportée d'une unité de temps. L'horloge 4 très précise émettra et transmettra ensuite avec une cadence très précise et une forme correcte dans le temps, l'information de temps incrémentée Ti+ 1 qui est enregistrée dans la mémoire 5 du circuit de codage 3, avec synchronisation par rapport à l'autre télégramme de bit d'entrée du GPS comme signal TODout. A la place du circuit représenté de manière très schéma-tique à la figure 2 et qui peut être réalisé sous la forme effectivement de circuit ou de programme, le traitement du signal d'heure du jour (signal TOD) peut également se faire dans le circuit de transformation TS pour d'autres types. L'essentiel est que la cadence se fasse à la précision re- quise et que le signal de sortie TODout soit émis de manière correcte dans le temps et que la durée des traitements requise soit suffisamment brève pour que la version incrémentée du télégramme de bit BT soit disponible à temps pour l'instant d'émission. Si la transformation du signal TOD est effectuée de cette manière, l'appareil radio 7, raccordé reconnaît qu'il s'agit d'un télé-gramme de bit transformé venant d'un signal transformé TODtransf à la place du télégramme de bit d'origine dans le signal TODin d'origine car toutes les conditions relatives au télégramme de bit sont remplies. Pour la synchronisation, il suffit en principe d'utiliser un unique télégramme de bit correct. NOMENCLATURE 1 Décodeur 2 Circuit d'incrémentation 3 Codeur 4 Horloge/générateur de cadence Mémoire 6 Appareil GPS 7 Appareil radio 8 Tableau de commande TS Circuit de transformation REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour effectuer une transmission radio entre un émetteur et un récepteur selon le procédé du saut de fréquence, en utilisant des télégrammes de bit comportant une information de temps codée qui applique des données de temps d'un émetteur de temps pour synchroniser la transmission radio, caractérisé en ce qu' on transforme un télégramme de bit contenant les données de temps en un autre télégramme de bit, en mettant cet autre télégramme de bit dans une cadence prédéfinie, et en reportant les données de temps contenues dans l'autre télégramme de bit d'une unité de temps prédéfinie qui correspond à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps, et on émet une série de télégrammes de bit transformés avec la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un télégramme de bit contenant les données de temps avec l'information de temps codée, qui n'est pas cadencée avec la précision élevée souhaitée, est transformé en un télégramme de bit contenant les données de temps avec une information de temps correspondant au temps reporté de l'unité de temps prédéfinie, et ce télégramme est émis à la place d'un télégramme de bit arrivant ultérieurement après l'unité de temps reportée de l'émetteur de temps avec une cadence très précise. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour la transformation donnant l'autre télégramme de bit, on décode les données de temps contenues dans le télégramme de bit et on les reporte de l'unité de temps prédéfinie et on les code de nouveau. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise les télégrammes de bit d'un signal d'un émetteur de temps supporté par un satellite notamment un signal GPS. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on transmet les données de temps de l'émetteur de temps avec une vitesse de transmission de 1PPS, et on reporte d'une seconde les données de temps contenues dans le télégramme de bit et on les émet avec un décalage de temps d'une seconde. 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les télégrammes de bit (BT) comprennent successivement un signal préparatoire (BS), un signal caractère de début (SC), et les données de temps (ZD) contenant l'information de temps codée. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on émet les télégrammes de bit (BT) y compris le signal de préparation (BS), le caractère de départ (SC) et les données de temps (ZD) avec une cadence très précise et on les émet à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps. 8 ) Circuit pour transformer des télégrammes de bit contenant une information de temps codée pour synchroniser une transmission radio entre un émetteur et un récepteur par le procédé de saut de fréquence en utilisant des données de temps d'un émetteur de temps, caractérisé en ce que le circuit de transformation (TS) est prévu pour transformer un télé- gramme de bit qui contient les données de temps, en un autre télé-gramme de bit mis à une cadence prédéfinie, et en reportant les données de temps contenues dans cet autre télégramme de bit d'une unité de temps prédéfinie correspondant à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps, et il permet d'émettre une série de télégrammes de bit transformés avec la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps. 9 ) Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de transformation (TS) est prévu pour transformer un télé-gramme de bit contenant les données de temps avec une information de temps codée et qui n'est pas cadencée avec la précision élevée souhaitée, en un télégramme de bit contenant les données de temps avec une information de temps correspondant au temps reporté de l'unité de temps prédéfinie, et pour émettre ce télégramme à la place d'un télé-gramme de bit de l'émetteur de temps arrivant ensuite reporté de l'unité de temps, avec une cadence très précise. 10 ) Circuit de transformation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit de transformation (TS) comprend un circuit de décodage (1) pour décoder les données de temps (ZD) contenues dans le télégramme de bit, un circuit d'incrémentation (2) pour reporter l'information de temps décodée de l'unité de temps prédéfinie, et un circuit de codage (3) pour coder à nouveau l'information de temps reportée d'une unité de temps en un télégramme de bit, ainsi qu'un générateur de cadence (horloge) (4), très précis pour transmettre le télégramme de bit correspondant au temps reporté. 11 ) Circuit de transformation selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu' il est prévu pour traiter un télégramme de bit contenu dans le signal d'un émetteur de temps de satellite notamment dans un signal GPS. 12 ) Circuit de transformation selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu' il est prévu pour générer des télégrammes de bit (BT) contenant un signal de préparation (BS), un caractère de démarrage (SC) et des don-nées de temps (ZD) avec une cadence très précise, et pour émettre ces télégrammes à la vitesse de transmission des données de temps de l'émetteur de temps.