Brevet FR2983373A1 — publié le 20130531

PROCEDE DE BROUILLAGE DE COMMUNICATIONS DANS UN RESEAU CONTROLE EN BOUCLE FERMEE L'invention concerne un procédé de brouillage avec optimisation de l'efficacité et limitation par contrôle en boucle fermée des effets fratricides sur des postes de télécommunications associés à un réseau de communications à préserver. Le procédé selon l'invention s'applique, par exemple, pour brouiller certains liens de communication choisis entre entités externes au 10 réseau à préserver tout en conservant les liens de communications dans le réseau de communications à préserver. L'utilisation conjointe par une même force de réseaux de transmissions et de brouilleurs (ou de réseaux de brouilleurs) sur un théâtre 15 d'opération au sens large, et particulièrement dans les convois terrestres, dans les escadrilles d'aéronefs et dans les escadres de navires, est souvent très pénalisée par l'absence de contrôle précis des effets induits par le ou les brouilleurs sur le ou les postes de transmissions du ou des réseaux de la force. 20 Le problème technique à résoudre pour les réseaux de transmissions et les brouilleurs utilisés conjointement est de limiter les effets fratricides des brouilleurs sur les postes de transmission, tout en garantissant une efficacité a minima du brouillage sur les cibles ou sur les secteurs d'intérêt du théâtre. 25 Définitions : Brouilleur : système d'émission capable d'émettre un signal destiné à empêcher le fonctionnement de tout ou partie des équipements utilisant le spectre électromagnétique (postes de transmission, radar ou systèmes de navigation présents sur le théâtre d'opération). 30 Réseau de brouilleurs : ensemble coordonné de système d'émissions capables d'émettre des signaux destinés à empêcher le fonctionnement de tout ou partie des équipements utilisant le spectre électromagnétique présents sur le théâtre d'opération. Poste de transmission « ami » ou « poste ami » : poste de transmission défini comme faisant partie du système de communications à préserver et devant être protégé des effets du brouillage. Réseau de transmission « ami » ou « réseau ami » : ensemble interconnectable de postes de transmission « amis ». Emission amie : émission provenant d'un poste ami ou d'un brouilleur ami. Equipement « cible » : équipement défini comme devant être affecté par le brouillage. Brouilleur communicant : brouilleur doté d'un poste de transmission « ami ». Réseau de Brouilleurs communicants : réseau de brouilleurs dotés de postes de transmission « amis », constituant un sous-réseau de transmissions amies. Brouillage d'un équipement cible : Emission d'un signal ou de plusieurs signaux, depuis un brouilleur ou depuis un réseau de brouilleurs, de façon à ce que l'équipement cible se voit empêché de mettre en oeuvre ou de maintenir son service. Brouillage d'une zone géographique : Emission d'un signal ou de plusieurs signaux, depuis un brouilleur ou depuis un réseau de brouilleurs, de façon à 20 ce que tout équipement cible présent sur la zone géographique se voit empêché de mettre en oeuvre ou de maintenir son service. Détection d'un signal : capacité à décider de la présence d'une émission amie ou provenant d'une entité externe et à intercepter le signal. Cette détection est effectuée dans la bande et la durée d'analyse d'un ou plusieurs 25 intercepteurs qui peuvent être, par exemple, hébergés par les postes de transmissions amis. Détection d'un émetteur : capacité à décider de la présence d'un émetteur sur le théâtre par détection du ou des signaux qu'il émet. Localisation d'un émetteur : capacité à décider du lieu d'un émetteur sur le 30 théâtre par détection du signal ou des signaux qu'il émet. SISO : entrée simple sortie simple : se dit d'un système d'émissions à une voie émettrice Tx, une voie réceptrice Rx. SIMO : entrée simple sortie multiple : se dit d'un système d'émissions à une voie Tx, N voies Rx. MISO : Multiple Input, Single Output : se dit d'un système d'émissions à M voies Tx, une voie Rx. MIMO : Multiple Input, Multiple Output : se dit d'un système d'émissions à M voies Tx, N voies Rx. Le domaine du brouillage a fait l'objet de nombreux travaux et inventions. Toutefois, les effets fratricides sont toujours assez mal traités dans les développements connus à ce jour. En général, les contraintes associées à la mise en oeuvre des procédés et systèmes connus du Demandeur ont notamment pour effet de limiter drastiquement les portées et le nombre de radiocommunications amies simultanées, voire même d'empêcher l'utilisation des radiocommunications amies. L'objet de la présente invention concerne, notamment, un procédé qui va permettre de limiter efficacement les effets fratricides avec une souplesse et une portée suffisante, pour permettre simultanément le brouillage des cibles ou zones à brouiller et le fonctionnement des communications entre postes amis dans un contexte opérationnel. Le procédé et le système mis en oeuvre par la présente invention s'appuient notamment sur l'utilisation des éléments suivants : - des brouilleurs programmables et dynamiquement configurables en termes de forme d'onde (enveloppe, modulation, amplitude, phase, etc.), de plan de fréquence (choix des bandes sous bandes et porteuses du signal de brouillage), de motif temporel d'émission (récurrence des émissions selon le temps, la fréquence, la forme d'onde, etc.) gérés par un organe de contrôle centralisé ou disséminé, - des séquences de signaux numériques émis par les brouilleurs, spécifiquement destinés à permettre des mesures précises de canal de transmission, et des mesures de puissance de brouillage au niveau des postes amis, - des séquences de signaux numériques émis par les émetteurs amis, spécifiquement destinés à permettre des mesures précises de canal de transmission, et des mesures de puissance de brouillage au niveau des postes amis, - des communications entre réseaux de brouilleurs ou organe de gestion du réseau de brouilleurs, et réseau ami ou organe de contrôle du réseau ami, (voies retour, consignes aux brouilleurs, etc.), - un organe de contrôle permettant l'élaboration de consignes d'émission pour les brouilleurs avec une boucle d'asservissement basée sur les mesures effectuées au niveau des intercepteurs sur les séquences de signaux et sur l'estimation des canaux de propagation. L'invention peut être mise en oeuvre sur des postes amis quelconques à condition que : - les émetteurs mettent en oeuvre des séquences de signaux telles que précisées ci-dessus, - les récepteurs puissent réaliser les mesures sur les signaux de brouillage et délivrer l'ensemble des mesures (sur signaux émetteurs et signaux brouilleur), ou bien que les éléments antennaires du récepteur puissent être couplés à intercepteurs réalisant ces mesures. La description qui suit des procédés et des systèmes mettant en oeuvre la présente invention s'appuie notamment sur - une description formelle des interactions entre postes émetteurs amis (notés en abrégé Tx) postes récepteurs amis (notés en abrégé Rx), brouilleurs (notées en abrégé Br) et entités externes à brouiller (notées en abrégé Ci), par des graphes et macro-graphes qui seront précisés dans la suite, - sur un modèle général de propagation du canal de transmission, généralisé à la prise en compte des interactions effectives entre postes émetteurs et récepteurs amis (Tx Rx) (généralement intégrés ensemble au sein d'un poste de transmission ami), brouilleurs (Br) et entités externes (Ci), au travers d'une notion de matrice canal généralisée précisée dans la suite, - sur la mise en forme puis la résolution d'un problème d'optimisation sous contraintes, précisé dans la suite. L'objet de l'invention concerne un procédé pour optimiser le 5 brouillage de P zones ou positions prédéfinies dans un réseau d'émetteurs, de brouilleurs et de récepteurs de communications comprenant plusieurs N_pl plateformes un nombre M 5 N_pl desdites plateformes, étant équipées d'antennes et de systèmes d'émission de signaux de transmission utiles, un nombre N 5 N_pl desdites plateformes étant équipées d'antennes et de to systèmes de réception de signaux de transmission utiles, un nombre J N_pl desdites plateformes gérées par une station maître étant équipées de systèmes et antennes de brouillage adaptés pour empêcher les transmissions entre des entités externes audit réseau, lesdites plateformes constituant un réseau inter-plateformes, caractérisé en ce qu'il comporte au 15 moins les étapes suivantes : - mesurer les signaux de communication utiles reçus par l'ensemble des N plateformes de réception, à partir de ces mesures, estimer les M*N canaux de propagation utiles, et transmettre ces mesures à la station maître gérant les plateformes équipés des antennes de brouillage, 20 - mesurer l'ensemble des signaux de brouillage reçus par les N plateformes de réception, à partir de ces mesures estimer les J*N canaux de propagation fratricide, et transmettre ces mesures à ladite station maître, - à partir des mesures des signaux de communication et canaux de 25 propagation utiles et des signaux et canaux de propagation de brouillage, calculer au niveau de la station maître des valeurs de consignes de brouillage tels que les signaux de brouillage, la récurrence des émissions, les fréquences porteuses des émissions, les avances/retards à l'émission par rapport à une référence de 30 synchronisation, les puissances équivalentes rayonnées, les pondérations en amplitude et phase sur les réseaux antennaires en émission, garantissant une efficacité pour les P zones à brouiller correspondant aux entités externes au réseau, tout en minimisant les effets fratricides sur les N plateformes en réception, - transmettre ces consignes aux J plateformes équipés d'antenne de brouillage, - à partir des premières consignes calculées et appliquées, exploitant en continu les mesures des canaux de propagation fratricides en provenance des plates formes réceptrices, optimiser par itération le brouillage des zones à brouiller en maintenant un brouillage fratricide acceptable pour la qualité des transmissions utiles. Le procédé utilise, par exemple, la mesure des canaux de propagation en provenance des N plateformes de réception, afin d'optimiser conjointement le brouillage et la qualité des transmissions utiles au niveau des plateformes émettrices en adaptant les niveaux de puissance d'émission, et/ou les schémas de codage spatio-temporels et/ou les protocoles de transmission dans le domaine temps-fréquence des brouilleurs et des émetteurs. Selon une variante de réalisation utilise comme station maître un des noeuds du réseau de transmission associé à un organe de calcul des consignes destinées aux brouilleurs. Il utilise, par exemple, des brouilleurs programmables adaptés à prendre en compte dynamiquement des consignes d'émission, sur la puissance et/ou sur des paramètres temporels, la forme d'onde, codage spatio-temporels, la pondération amplitude phase. Le procédé est utilisé, par exemple, dans des réseaux de 25 transmission utilisant les protocoles MIMO, MISO, SIMO ou SISO avec voie retour des récepteurs vers les émetteurs. Selon une autre variante de réalisation, le procédé est utilisé, dans un réseau radio où les récepteurs sont adaptés à mesurer des valeurs de canaux sur les émetteurs utiles et sur les brouilleurs. 30 Le procédé est utilisé, par exemple, dans un réseau radio où les postes de réception comportent des éléments antennaires couplés à un intercepteur réalisant les mesures de canal sur les émetteurs utiles et sur les brouilleurs. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description donnée à titre illustratif et nullement limitatif annexée des figures qui représentent : - La figure 1, un exemple d'architecture du système selon l'invention, - La figure 2, un exemple formel de modèle de canal de propagation généralisé au cas MIMO, avec définitions et notations des grandeurs 10 géométriques et physiques afférentes, - Les figures 3A et 3B, une illustration des notions de graphe et de macrographe réseau, utilisées pour décrire les liens entre postes amis (Tx, Rx), les interactions entre brouilleurs (Br) et entités externes à brouiller, - La figure 4, un produit logique entre graphe réseau et matrice canal, 15 définissant une matrice de canal généralisée qui tient compte à la fois des liens ou interactions entre les acteurs, émetteurs récepteurs, brouilleurs, zones ou points à brouiller, et des canaux de propagation entre ces acteurs. L'exemple qui suit est donné à titre illustratif et nullement limitatif 20 pour un système comportant N_pl plates-formes de transmission qui disposent de postes de communication MIMO, MISO, SIMO ou SISO (une seule antenne d'écoute). La figure 1 schématise un exemple d'architecture de réseau dans lequel le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre. Une station 25 maître 1 est en liaison par voie de communication hertzienne par exemple avec N_pl - 1 plateformes ou postes émetteur/récepteur amis, c'est-à-dire des postes équipés d'une partie émettrice Tx et d'une partie réceptrice Rx. Parmi ces N_pl plateformes, J plates-formes « brouilleur », Bri,...BrJ, disposent d'une antenne de brouillage, de type Omnidirectionnelle, de type 30 directive ou de type réseau. Les plateformes amies (« brouilleurs » ou sans brouilleur) disposent donc d'un réseau de communications inter plateformes qui apparaît, si l'on considère l'ensemble des éléments antennaires, comme un macro-réseau. Sur la figure 1 on a aussi représenté une zone à brouiller 3 dans laquelle peuvent se trouver des équipements radio externes au réseau de postes amis. La station maitre 1 reçoit des N postes Rx1 - - -RxN les mesures signal commun et les mesures signal brouilleur. La station maître transmet les consignes de brouillage aux J brouilleurs Bo,- Brj. Les liens de communication sont représentés de la manière suivante : I : lien commun classique incluant l'ensemble des mesures effectuées sur les liens de communications ou en anglo-saxon « reporting » (mesures effectués par les intercepteurs sur les séquences de signaux émis par les émetteurs amis Tx, par exemple dans les postes Rx amis) retransmis par voie retour vers les postes Tx amis et/ou vers la station maître des brouilleurs, Il : lien comprenant le « reporting » des mesures sur signal brouilleur, i .e. l'ensemble des mesures effectuées sur les signaux brouilleurs (mesures effectués par les intercepteurs sur les séquences de signaux émis par les brouilleurs Br, par exemple dans les postes Rx amis) retransmis par voie retour vers la station maître des brouilleur et /ou vers les postes Tx amis, III : lien de commande servant de support pour la diffusion et l'application des consignes de la station maître par les brouilleurs, et IV : émission des signaux de brouillage vers la zone visée 3 et/ou vers les 20 entités externes Ci au réseau amis. Le procédé mis en oeuvre par l'invention repose notamment sur : - les enregistrements/mesures des signaux de communication reçus par les intercepteurs, qui sont par exemple les postes amis, - les enregistrements/mesures des signaux de brouillage interférant avec 25 les postes amis. Dans la suite de la description, les canaux sont déterminés comme étant constitués de l'ensemble des propagations hertziennes entre chacun des émetteurs (brouilleur ou émetteur de communication ami) et chacun des récepteurs de communication ami ou chacune des cibles ou 30 zones à brouiller Ci (les zones à brouiller étant discrétisées sous formes de listes de points à brouiller). La matrice de canal est la matrice des combinaisons des canaux de propagation hertzienne entre les émetteurs et les récepteurs (matrice de canal Tx Rx), entre les brouilleurs et les récepteurs (matrice de canal Br Rx) ou entre les brouilleurs et chacun des points à brouiller (matrice de canal Br, Ci). Ces matrices sont considérées dans une première approche globale entre les plateformes (et non pas entre les éléments antennaires) et la valeur ai,j d'un élément de la matrice canal décrit donc physiquement et globalement le canal Hertzien entre la plateforme i et la plateforme j. Dans le cas où un récepteur ami entre en jeu, la matrice est renseignée à partir des mesures effectuées sur les signaux utiles et brouilleurs. Dans le cas où une zone ou un point à brouiller entre en jeu, la matrice est renseignée à partir d'un modèle de propagation entre un brouilleur Br et une cible Ci. Toutes ces matrices sont ensuite considérées dans une deuxième approche entre chaque élément antennaire d'émission (chaque plateforme peut être dotée de plusieurs antennes d'émission, par exemple antenne de brouillage et antenne de transmission, elles-mêmes constituées de réseaux d'éléments) et chaque élément antennaire de réception (chaque plateforme peut être dotée de plusieurs antennes de réception, elles-mêmes constituées de réseaux d'éléments). Pour chacune des approches, le premier niveau de description de cette matrice est binaire ai,j =1 si la plateforme, respectivement l'antenne, j reçoit un signal de la plateforme (respectivement l'antenne) i, un niveau plus fin dans la seconde approche en particulier, correspond à considérer ai,j comme la réponse impulsionelle du canal i,j, ce qui caractérise complètement un canal linéaire multiple entrée multiple sortie ou MIMO, multiple entrée sortie unique ou MISO, entrée unique multiple sortie ou SIMO, ou simple entrée simple sortie ou SISO. Cette réponse impulsionelle peut être estimée d'après les mesures effectuées par les récepteurs Rx amis sur les séquences de signaux, ou d'après les modèles de propagation considérés entre Brouilleurs et cible ou zone à brouiller. La connaissance des positions des stations est utile pour l'optimisation du fonctionnement du réseau de communication et nécessaire pour l'optimisation du brouillage. Un synchronisme ou une datation précise des mesures est aussi utile pour une meilleure optimisation globale. De même la connaissance précise des séquences de signaux contenues dans les signaux de brouillage ou de communication est nécessaire à la mesure des canaux de propagation par les récepteurs Rx amis et contribue à l'optimisation globale. Les représentations en graphe présentent l'avantage d'offrir une représentation synthétique de l'ensemble des interactions entre les acteurs. Par exemple, il est possible de représenter les plateformes ou les antennes en mettant un arc entre deux plateformes ou antenne si le signal émis par l'un est reçu par l'autre, et donc si le canal a pu être mesuré. Exemple donné pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention On dispose de postes de communication « utiles » MIMO, MISO, SIMO, SISO sur des plates-formes en nombre N_PI, dont J plates-formes comportent des brouilleurs. « Utiles » On dispose donc de N_pl plates formes de communication. Chacune de ces plates formes est MIMO, MISO, SIMO ou SISO. On note M1, M2...,MN_pi, le nombre d'éléments antennaires en émission de chacune des ces plates formes. On note N1, , le nombre d'éléments antennaires en réception de chacune des ces N plates formes. Le réseau constitué des Em_pi = Em=1...N_pl Mm éléments antennaires émetteurs Tx ou Br et des Y = In=1...N_pl Nn éléments antennaires Rx apparaît comme un macro-réseau, a priori fortement lacunaire. L'ensemble des plateformes de communication constitue un réseau représenté par le graphe réseau de taille N_pl tel que défini plus haut et noté GO. Lorsque l'on considère l'ensemble des éléments antennaires, on lui préfère une représentation par le macrographe de taille EM_pl+N_pl tel que défini plus haut et noté GO'. La matrice de canal de ce macro réseau constitué de N_pl plateformes et EM_pl+N_pi éléments antennaires peut s'écrire formellement, comme il sera explicité ci-après ou comme on peut le voir sur les figures 3A, 3B, 4, sous la forme généralisée HO'(Tx,Rx) = GO' a [HO(A)(Tx,Rx), HO(R)(Rx,Tx)]. Elle est déterminée par la topologie du réseau (qui détermine GO et GO') et les matrices de canal HO(A) et HO(R) propres à chaque lien Txm -> Rxn. Les liens de communication Txm ---> Station Maitre comprennent les liens retours de messageries à faible débit destinées à transmettre les données sur les mesures de canal et sur les mesures de qualité des transmissions vers la station maître afin d'adapter et d'optimiser les consignes d'émission. Dans le procédé mis en oeuvre, dit « en boucle fermée » les émetteurs, récepteurs et noeuds de communication du réseau ami gèrent à chaque instant t (échantillonnage tk, k = 1, 2,...), les liens de communication et les paramétrages afférents (protocoles, débits, schémas de codage et modulation, le cas échéant, la pondération des réseaux d'antenne en émissions/réception, utilisation de relais, etc.), en s'adaptant à l'environnement radioélectrique et aux résidus de brouillage éventuels, mais sans être explicitement pilotés par l'organe de contrôle. C'est le brouillage lui-même qui est contrôlé via l'estimation et la minimisation des effets fratricides résiduels. L'ensemble des réseaux antennaires des émetteurs Txm (M N_pl) et des récepteurs RxN (N N_pl) est donc formalisé comme un macro-réseau GO' (défini par une matrice de taille (Em_01-EN_IDI)2) dont les liens sont complètement décrits comme sur la figure 4 par une matrice de canal généralisée qui détermine le canal généralisé complet (ou « aller retour ») HO'(Tx,Rx,t). Ces matrices sont déterminées par la topologie du macro graphe réseau G' par les matrices de canal propres à chaque lien Txn, -> Rxn La construction formelle de ces matrices est donnée à la figure 4, des exemples des figures 3A et 3B, et de la figure 2 illustrent la prise en compte du canal de propagation pour construire les matrices de canal propres à chaque lien Txm -> Rxn Pour le trajet Txn, -> Rxn, l'expression formelle des signaux utiles provenant des plates formes émettrices reçus au niveau des plates formes réceptrices est alors à chaque instant t : X(t) = (HO' *Skt) i.e. HO'Im ( SI * (t) X, (t)( HO 11 _XN (0_ \HO N1 HONM) SI,,,,_ où - N est le nombre exact de plates formes réceptrices comportant une antenne de réception (N 5_ N_p1), - M est le nombre exact de plates formes émettrices comportant une antenne d'émission destinée aux transmissions utiles (M 0 est nécessaire pour éviter que la solution du problème d'optimisation ne converge systématiquement 0 à l'initialisation et/ou en phase transitoire), - un signal de brouillage ID; dans un ensemble de signaux préprogrammé 25 discret et fini, - une ou plusieurs durées de brouillage Tbi avec les récurrences Rb; et une avance ou un retard en émission Ti, toutes ces valeurs étant bornées par des valeurs limites Max_ Tb), Max_ Rb) prédéfinies, - un ou plusieurs intervalles de fréquence notés Fbi bornées par des valeurs limites [Fb_min, Fb_max], - des pondérations en amplitude relative Ai en phase (p) et en directivité relative Di bornées par des intervalles de valeurs limites, respectivement [V(PIREMINj), V(PIREMAXj)] ; [0,27c] et [0,1]. En pratique, si l'on note bi(t) la forme d'onde de brouillage émise par le brouilleur Bd, le vecteur signal de brouillage est défini formellement par lo bi(t) et par Cons_i(t) : l'ensemble des consignes appliquées à la forme d'onde de brouillage bi(t). On obtient en sortie un vecteur signal de brouillage Bi(t) de dimension notée I% qui prend la forme suivante, similaire à la formulation générale d'un signal émis en sortie d'antenne: 15 En bande de base : ( A (t).e ''(t) Bi (t) = Di Wi , db./ (t - ri ). Sur porteuse fo : {Bi (t) = Re e2ie.°` ./D 1 wi,t)b; (t - r i). 20 où : - MBri : est le nombre d'éléments antennaire du réseau servant à émettre le signal de brouillage depuis la plate forme j, chaque élément antennaire ayant la directivité Di(wi,t) supposée identique pour 25 simplifier l'écriture (mais sans restriction pour la portée de l'invention), - bi(t-t)) est la forme d'onde en bande de base du signal de brouillage émis par la plate forme j, retardée de Th et supposé pour simplifier B, .(t) =D;(vi,t).bJ(t-rJ).SB(t) A A,f YJ Je ' J,"-.B (\' ,l(t).e9" 'I(`) = Rele2ie()t .D W./ - ).gB, (t)} (tÇ°./ NB (t) ).e 5 Bri ), l'écriture identique sur tous les éléments du réseau d'émission (sans restriction pour la portée de l'invention), - Ai,m(t), (pi,m(t) sont les pondérations en amplitude et phase du signal de brouillage sur l'élément m du réseau antennaire de la plate forme de brouillage j, - Sgj est le vecteur directeur du signal de brouillage émis par la plate forme j, formés par les pondérations en amplitude et phase Aig,(t) et (pi,m(t), - fo est la fréquence porteuse du signal de brouillage après transposition. Tous les paramètres autres que l'application d'un retard, le choix des fréquences ou des sous-bandes d'émission, et le choix de la forme d'onde, s'appliquent linéairement sur le signal de brouillage et correspondent à un domaine admissible convexe. « Zone cible ou récepteur Cible » Les J plates-formes Br1...Brj sont destinées à brouiller une ou plusieurs cibles ou zones caractérisées par une liste de positions Cil ... Cip à brouiller. Ces positions sont d'abord géographiques, mais peuvent par extension être définies « au sens large » dans les domaines temps / fréquence / espace : - dans le domaine temporel : la zone Ci peut correspondre à des slots temporels à brouiller indexés sur une trame pseudopériodique connue et/ou contrôlée par la station maître des brouilleurs, - dans le domaine fréquentiel : la zone Ci peut correspondre à des sous-bandes de brouillage à brouiller soit de manière continue, soit de manière périodique (avec indexation sur une trame pseudopériodique) connue et/ou contrôlée par la station maître des brouilleurs, - dans le domaine spatial : la zone Ci peut correspondre à la position d'une cible identifiée, à une zone géographique autour de cette position, à une focalisation vers cette position. Ceci permet de considérer une matrice de canal Hgc des brouilleurs vers les zones cibles (qui se réduit dans le cas d'une seule zone de brouillage à un vecteur ligne 1 xJ), dont les valeurs par défaut peuvent être déterminées en fonction d'un modèle géométrique ou d'un modèle empirique d'atténuation moyenne isotrope dépendant de la distance ou de tout autre modèle paramétrique ou empirique (la zone cible n'informe pas a priori les brouilleurs de l'efficacité du brouillage... le réseau de brouilleur ne peut donc initier sa stratégie de brouillage que d'après un modèle, et seulement ensuite contrôler le cas échéant l'efficacité du brouillage - avec une technique connue sous l'acronyme anglo-saxon look-through par exemple). On exploite les résultats de mesure des intercepteurs, réalisées 10 par exemple dans les récepteurs amis, pour calculer des consignes au niveau d'une plate-forme maître gestionnaire des brouilleurs (contrôle/commande centralisé): - les signaux utiles et les procédures de mesures et d'égalisation de ces signaux dans les intercepteurs, notamment sur des séquences de 15 synchronisation ou des séquences pilotes, permettent d'estimer les MxN canaux de communications utiles, - les signaux de brouillage intégrant eux aussi de séquences connues, des procédures de mesures et d'égalisation de ces signaux s'appliquent de la même façon sur ces signaux dans les intercepteurs. 20 Les résultats des mesures sont communiqués à l'organe de contrôle de la station maître. Pour estimer les JxN canaux de brouillage sur les cibles Ci, la station maître extrapole la détermination du canal de propagation (obtenue au niveau des Rx amis) au canal de propagation Bru -> Cp (d'après des modèles 25 comportementaux de canaux par exemple). La station maître optimise la réception des communications utiles par des consignes d'amplitude et de phase envoyées aux brouilleurs qui permettent une minimisation des niveaux fratricides reçus au niveau des antennes de réception (consigne = minimisation du brouillage fratricide sous contrainte de 30 Puissance moyenne Tx ou sous autre contrainte) tout en maintenant l'objectif de performances sur les cibles Ci. La station optimise sous les contraintes précédentes un codage Spatio-temporel dans le réseau de brouilleurs. Variantes de mise en oeuvre 1/ Nature des consignes et modes de brouillage : - sectoriel - puissance min/max/moyenne - pattern spatio-temporel 2/ Dans une variante du procédé, des consignes peuvent également être élaborées et diffusés aux émetteurs amis. 3/ Nature des schémas Spatio-temporel mis en oeuvre dans les postes émetteurs amis : - redondance spatiale simple entre voies Tx et redondance temporelle - schéma ST robuste en Rx aux interférences externes (i.e. non MultiTrajet) - utilisation de l'une des antennes Tx pour le signal de brouillage sur chaque Tx MIMO et des autres antennes Tx pour la communication - formation de "voies spatiale" de brouillage avec un sous-réseau en émission (lacunaire)) de Tx MISO "hybrides" communication/brouilleurs. 4/ Nature des filtres Spatio-temporel mis en oeuvre dans les postes récepteurs amis Différentes solutions de filtres Spatio-temporel peuvent être mises en oeuvre. Une liste, non exhaustive et non limitative, est donnée ci-dessous : - Annulation Brouilleur - SIMO par Formation de Voie (FV) ou par Filtrage Adapté Spatial (FAS) - Filtre optimal en présence interférence(s) externe(s) - Filtre réjecteur exploitant l'apriori F.O. brouilleur connu - etc. Optimisation au niveau de l'organe de contrôle de la station maître Etant donnés la topologie des réseaux et les signaux utiles de transmissions Si,...,Sm, on recherche à chaque instant t = tk_i , tk, ... un vecteur de consignes Cons=(Consi,...,Consj) dans le domaine de définition « admissible » Dom_Ci x ...x Dom_C j induisant le vecteur de signal brouillage B = (B1,...,B,j)T et vérifiant plusieurs contraintes telles que celles explicitées ci-dessous. (i) au moins une « contrainte BC » liées à l'efficacité attendue du brouillage, ce qui peut s'écrire d'après ce qui précède sous plusieurs formes, faisant apparaître l'une des fonctionnelles convexes suivantes : - une contrainte de type BC1 portant sur le niveau maximal de brouillage moyen ou de « brouillage + résiduel utile » moyen sur les points cibles Cip et/ou - une contrainte de type BC2 portant sur un seuil minimum pour le niveau moyen sur les points cibles Cip du signal brouillage ou « brouillage + résiduel utile » et/ou - une contrainte de type BC3 portant sur un seuil minimum pour le niveau de signal brouillage ou le signal de « brouillage + résiduel utile » en chaque 20 point cible Cip : (Consi,...,Cons ) E (Dom g x...x DomCi) Max Consi ,...,Cons Consi ,...,Cons e (Dom CI e (Dom_Ci x ou réalisant Max i1Z+b112]= Max Cons, Consi ,...,Cons e (Dom_Ci e (Dom_Ci x J 1MB.PJ *B kt) j *Bi kt) 2 P M , 2 P=1 E MOpm *Sm kt) m=1 1 P\ réalisant Max P=I 2 1 P\ p=i H (Cons1,...,Consi) E (Dom_C1 x... x Dom_Cf) = - P 1 P p=1 2 \ J z mB'pi *Bi kt) j=1 1 itix-IP Z 2 t.q. - LI P P=1 P OU Seuil_moy eff BC 1 t.q. P=1 2 Zp bp = 1 P\ J EMB pi * B ikt) j=1 2 E p=i M (H0'pm *Sm kt) rn=1 p=i 2 ?_ Seuil moy eff BC 15 etc. (ii) au moins une « contrainte J liée à la réduction des interférences sur les récepteurs, ce qui peut s'écrire d'après ce qui précède sous plusieurs formes, telles que les suivantes, faisant apparaître des fonctionnelles convexes : - une contrainte de type J1 portant sur la minimisation du niveau de signal fratricide moyen ou fratricide+interférent moyen les récepteurs Rxn : Dom C1 x...xDom_Ci) t.q. Min liZ,., = Min p=1,...,P p=1,...,P OU J 1(HB' *B, kt) j=1 2 Seuil_min eff BC t.q. Min HZ +b 1]= Min p=1,...,P P P p=1,..,P J M (HB' *Bi kt) + (H0;'' *S. )(t) j=1 m=1 2 > Seuil_min eff BC et/ou - une contrainte de type J2 portant sur un seuillage maximal du niveau moyen signal fratricide ou fratricide+interférent sur chaque récepteur Rxn: (Cons'..., Cons, ) E (Dom_C1 x x Dom_C, ) 2 2 n=1 ou réalisant Min Min N\ n=1 * Sin )(t) J (Cons, ,...,Cons, ) (Cons, ,...,Cons, m=i E *B; )(t) E (DOITI_Ci x ... x DOM_Cj e (Dom_C, x x Dom_C ) VI] = Min (Cons, ,...,Cons, E (DOM_Ci X ... x Dom_C, ) E (DOITI_C, X ... x Dom_C ) réalisant Min (Cons, ,...,Cons ) 1 N1 J Emin, *B; )(t) i=1 n=1 2 n'. 2 ±E n=1 J E(iini*B.)(t) j=1 M , E *Smkt) Seuil_moy J Rx t.q. -1 ai 1±II.2 = 1 N (Cons,,...,Consj)E (Dom_C1 x...xDom_CJ) 1 il N N 2 1 t.q. - »,11 - n=1 = Ott J E(Hr,,i*Bi)(t) j=1 Seuil_moy J_Rx 2 et/ou20 - une contrainte de type J3 portant sur un seuillage maximal du niveau signal interférent sur chaque récepteur Rxn : etc. (iii) le cas échéant une Consigne MinJ liée à la minimisation de la puissance de brouillage émise, ce qui peut s'écrire d'après ce qui précède sous plusieurs formes, telles que les suivantes, faisant apparaître des fonctionnelles convexes : lo - Une consigne de type MinJ1 : minimiser la puissance moyenne de brouillage au cours du temps t et sur les brouilleurs j et/ou - une consigne de type MinJ2 : minimiser le maximum de puissance 15 moyennée dans le temps, émise par chaque brouilleur j (Consi,...,Cons,) E (Dom CI x...xDom_CJ) Min Max0Bi(t)2) t et/ou - une consigne de type MinJ3 : minimiser la puissance instantanée émise par chaque brouilleur j (Consi,...,Consj) E (Dom_CI x...xDom_CJ) Min'MaxBi(t)1 2 jt n=1 1 N (Consi ,..., Cons j ) e (Dom C1 x x DomC j ) 2 tq. Max P.' = Max 1 N1 J Seuil_max J_Rx n=1,...,N n=1,...,N E (-1.1n.1 *B. )(t) OU tq. Max-= Max n=1,...,N - E (Ho;,', *s. kt) 2 E J (HJni j . *B )(t) j 1 2 Seuil_max J_Rx (Consi,...,Cons j) E (Dom C1 x...xDom_CJ) 1113J(t)12) J j=i Min etc. Exemple 1 : brouillage de barrage coopératif Cet exemple particulier de mise en oeuvre de l'invention s'applique à l'optimisation du brouillage de barrage tactique en présence de postes amis de communication à évasion de fréquence, procédé qui a fait l'objet du 5 brevet du Demandeur sous le numéro EP 1303069. On montre ci-après comment le procédé général de l'invention décrit précédemment se décline pour cette application particulière. La station maître gère un brouilleur de barrage ou un réseau de brouilleurs de barrage capables d'interrompre sur consigne leurs émissions 10 sur un slot temporel et sur un canal fréquentiel indiqué par une consigne. P postes tactiques présents sur le théâtre sont à brouiller notés Cip, p = 1,..., P. Ces postes sont de positions connues ou non. Les services qu'ils utilisent et les points de fonctionnement correspondants sont supposés connus ainsi que leurs caractéristiques (seuils de brouillage/déni des 15 différents services, marges de fonctionnement etc.). N récepteurs tactiques à saut de fréquence amis sont à préserver, notés Rn n = 1,..., N. Ces récepteurs sont de positions approximativement connues. Leur forme d'onde et leurs modes de fonctionnement sont de caractéristiques connues 20 de la station maître des brouilleurs : - La loi de saut de fréquence, et le cas échéant, les puissances d'émissions et formes d'ondes utilisées sont connues a priori, voire pilotées par un noeud de communication tactique. - Le noeud de communication tactique informe la station maître des 25 brouilleurs, stations qui connaît donc a priori : o les risques d'interférences induites sur les récepteurs à préserver, o les slots temporels et les canaux fréquentiels occupés à chaque instant par les paliers EVF. 30 En considérant une grille temps fréquence des émissions utiles définie par : _ l'ensemble des canaux fréquentiels (et des bandes associées) du plan de fréquence du réseau tactique, numérotés de F1 à Fv, - la trame temporelle des émissions EVF est définie par le temps de garde, les fronts de montée et descente des paliers, la durée de palier, la période de récurrence, et un nombre Ts de slots où sont émis les paliers par période de récurrence. On peut indexer le processus temporel sur la trame appliquer le procédé selon l'invention trame par trame. La k-ième trame sera notée tk. Il s'agit alors pour la station maître et le(s) brouilleur(s) à chaque trame : de laisser vides de signal de brouillage les slots temps/fréquence sur lesquels sont émis et reçus les paliers EVF des communications utiles, d'émettre un signal de brouillage sur tous les autres slots temps/fréquences. Les temps de propagation des signaux sur quelques dizaines de kilomètres au plus sont négligeables devant les durées des paliers utiles. De même les décalages Doppler sont négligeables devant les bandes des émissions utiles. Le problème physique se réduit donc à la détermination des instants de début des émissions et des canaux correspondants à ces émissions. Le problème théorique d'optimisation à résoudre pour cet exemple précis de mise en oeuvre de l'invention est alors très simplifié : Le domaine admissible est discret et défini par : - l'ensemble des canaux fréquentiels F1 à Fv, - l'ensemble des slots T1 à Ts de la trame tk, - deux valeurs de puissance émises par le(s) brouilleur(s) : 0 (non émission) ou P (émission). A chaque trame tk, chaque brouilleur se voit donc indiquer les slots (indexés par 1 t différentes. Si ces formes d'ondes sont décorrellées, on a alors pour chaque brouilleur une puissance moyenne totale émise Ci= t qui s'écrit j = 1,...,J ; Ci = zs=1...,s P récepteurs GNSS sont à brouiller notés Cp p = 1,..., P. Ces récepteurs sont de positions connues. Les services GNSS qu'ils utilisent sont supposés connus ainsi que leurs caractéristiques (seuils de brouillage/déni des différents services, marges de fonctionnement etc.). N récepteurs GNSS à préserver, notés Rr, n = 1,..., N. Ces récepteurs sont de positions connues et de caractéristiques connues. Dans ce sens, la station maître des brouilleurs est informée a priori des interférences induites sur les récepteurs à préserver comme s'il existait une voie retour. un modèle d'interférence linéaire pour le service s de chaque récepteur n bien connu des gens du métier (et, afin de simplifier les notations, supposé dans la suite homogène pour chaque récepteur, ce qui n'induit aucune perte de généralité pour l'invention): GR, .C, / 7R N 1h.FR C .GE avec : Cs : la puissance du signal utile devant l'antenne pour le service supporté par le signal s (dBm) GRS : le gain procuré par le traitement et par l'antenne de réception ou le réseau antennaire de réception sur le signal utile (dBi) TIR : le rendement interne à la chaîne de réception (rendement antennes, pertes câbles, etc.) FR.Nth : le bruit thermique du récepteur tenant compte du facteur de bruit FR 30 de la chaîne de réception GEim : le gain d'antenne du brouilleur j dans la direction du récepteur n (dBi), la Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente correspondante s'écrit donc PIREi = Cs G Ej,n Dj,n : la directivité de l'antenne de réception n dans la direction du brouilleur j (dBi) SSCi,s : le coefficient de corrélation spectral entre le signal brouilleur Bi(t) et le signal utile s(t) (à valeur entre 0 et 1) Ci s : la puissance moyenne du signal émis par le brouilleur j pour le déni du service supporté par le signal s signal (dBm) (i ;e. niveau de puissance alloué par le brouilleur j à la FOB dédié au service s) Ci,s = t Ci : la puissance totale moyenne du signal émis par le brouilleur j (dBm) : Ci = t Ltri : la perte de propagation entre le brouilleur j et le récepteur n (dB). Avec le formalisme précédent, le problème se modélise alors sous forme de consignes sur les brouilleurs Bi devant respecter les contraintes d'efficacité du brouillage sur les cibles Cp p=1,...,P, et les contraintes d'absence de déni fratricide sur les récepteurs Rn n = 1,..,N ; tout en minimisant la puissance totale moyenne de brouillage : Les réponses impulsionnelles HB' et HJ' ne sont pas connues précisément mais les canaux associés peuvent être modélisés par une atténuation A 25 estimée à partir des modèles de propagation (Cons' ,..., Cons j ) E Dom C1 x ... x DOITLC tq. Min uZ I, = Min p=1,...,P P p=-1,...,P Max 0J,1] = Max n=1,... ,N - n=1,...,N (J Sj min E E C.s u=ls=1 IJ k,sj Seuil min eff BC (contrainte de type (BC3)) 2 Seuil max JRx (contrainte de type (J3)) (consigne de type (MinJ1)) 2 J 1-1B - *B. )(t) j=1 J 1-1Jni. *Bi 1 AT.\ L'utilisation du modèle d'interférence multi sources et des diagrammes d'antennes permet en revanche d'expliciter de façon plus précise les contraintes d'efficacité et d'absence de déni fratricide : Pour chaque récepteur p=1,...,P à brouiller, pour chaque service sp = 1,...,S utilisé par le récepteur p : J S EGELp.C.hsp.Li,pelp j,p.SSCs sp ilsp V p =1,...,P et Vs p = S où à'sp est le seuil de non fonctionnement garanti des récepteurs pour le service Sp Pour chaque récepteur n=P+1,...,P+N à préserver, pour chaque service sn = 1,...,S utilisé par le récepteur n : J S As,,, V n= P+1,...,P+N et Vs' = S j=1 s'=1 où Asn est le seuil de fonctionnement garanti des récepteurs pour le service 15 Sn Pour chaque brouilleur j : Ecf s Ch. dj =1,...,J s=1 Etant donnés S services GNSS, J brouilleurs, N récepteurs protégés et P Récepteurs cibles, il y a N1+M1+J contraintes : 20 P1 contraintes de brouillage (P1 0 Notations : C est défini par : [[-1-1 C =] [0] [-1] vecteur de composantes -1 de dimension JxS [0] vecteur nul de dimension N1+M1+J x est défini par x = [CEJ1 vecteur de dimension J.S + (N1+M1+J) avec le rangement suivant : I=j,s : j=1, ..J et pour chaque j : s= 1,...,5 C1,1 Cl .s CLI : vecteur de dimension JxS, Cl avec CJ= Cf avec E = er, vecteur de dimension N1 +M1 +J _ - _ où en est une variable libre représentant la marge de fonctionnement sur le récepteur n (différence entre le seuil de fonctionnement du récepteur et le niveau d'interférence global). A= -Aa 'Ni 0 0 de dimension (N1 +M1 +J) x Ab 0 Iml 0 _ Q o 0 I, __ (J.S+N1+Ml +J) INi matrice identité de taille N1 Iml matrice identité de taille M1 lj matrice identité de taille J (zizi .GELp .D.hp (p 1, , P. S ; / = (j, s) = 1,... , JxS) (n = P. S + 1,..., (P + N).S ; / = (j, s) =1... JxS) qn ,k = 1 pour k=(n-1).S+1, ...,n.S ; qn,k = 0 Aa = aPd Aft = Q sinon b est défini par - -D, b= Dfl CJ max avec : Da = vecteur de dimension N1 +M1 +K vecteur de dimension N1, p= 1 .. N1 Aip DR = vecteur de dimension Ml, n= N1+1 ..(N1+M1) CJ'. = CJk vecteur de dimension J max Le problème d'optimisation posé ci-dessus correspondant à la mise en oeuvre de l'invention sur cet exemple particulier est linéaire. La solution est alors obtenue par mise en oeuvre de l'algorithme du simplexe, bien connu de l'homme du métier, pour résoudre les problèmes de programmation linéaire : étant donné un ensemble d'inégalités linéaires sur n variables réelles, l'algorithme permet de trouver la solution optimale pour une fonction objectif elle aussi linéaire. En termes géométriques, l'ensemble des inégalités linéaires définit un polytope dans l'espace à n dimensions. La résolution par le simplexe permet de déterminer si le problème possède des solutions et lorsque c'est le cas (par exemple pour un polytope convexe), de déterminer un extremum, c'est à dire une solution de brouillage de puissance minimale.15 REVENDICATIONS1- Procédé pour optimiser le brouillage de P zones ou positions prédéfinies dans un réseau d'émetteurs, de brouilleurs et de récepteurs de communications comprenant plusieurs N_pl plateformes un nombre M 5_ N_pl desdites plateformes étant équipées d'antennes et systèmes d'émission de signaux de transmission utiles, un nombre N N_pl desdites plateformes étant équipées d'antennes et de systèmes de réception de signaux de transmission utiles, un nombre J 5 N_pl desdites plateformes gérées par une station maître (1) étant équipées de systèmes et antennes de brouillage adaptés pour empêcher les transmissions entre des entités externes audit réseau, lesdites plateformes constituant un réseau inter-plateformes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - mesurer les signaux de communication utiles reçus par l'ensemble des N plateformes de réception, à partir de ces mesures, estimer les M*N canaux de propagation utiles, et transmettre ces mesures à la station maître gérant les plateformes équipés des antennes de brouillage, - mesurer l'ensemble des signaux de brouillage reçus par les N plateformes de réception, à partir de ces mesures estimer les J*N canaux de propagation fratricides, et transmettre ces mesures à ladite station maître, - à partir des mesures des signaux de communication et canaux de propagation utiles et des signaux et canaux de propagation de brouillage, calculer au niveau de la station maître des valeurs de consignes de brouillage, tels que les signaux de brouillage, la récurrence des émissions, les fréquences porteuses des émissions, les avances/retards à l'émission par rapport à une référence de synchronisation, les puissances équivalentes rayonnées, les pondérations en amplitude et phase sur les réseaux antennaires en émission et sur les antennes de brouillage, garantissant un efficacité pour les P zones à brouiller correspondant aux entités externes auréseau, tout en minimisant les effets fratricides sur les N plateformes de réception, - transmettre ces consignes aux J plateformes équipés d'antenne de brouillage, - à partir des premières consignes calculées et appliquées, exploitant en continu les mesures des canaux de propagation fratricides en provenance des plateformes réceptrices, optimiser par itération le brouillage des zones à brouiller en maintenant un brouillage fratricide acceptable pour la qualité des transmissions utiles. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il utilise la mesure des canaux de propagation en provenance des N plateformes de réception, afin d'optimiser conjointement le brouillage et la qualité des transmissions utiles au niveau des plateformes émettrices en adaptant les niveaux de puissance d'émission, et/ou les schémas de codage spatio-temporels et/ou les protocoles de transmission dans le domaine temps-fréquence des brouilleurs et des émetteurs. 3- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise 20 comme station maître un des noeuds du réseau de transmission associé à un organe de calcul des consignes destinées aux brouilleurs. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il utilise des brouilleurs programmables adaptés à prendre en compte dynamiquement 25 des consignes d'émission, sur la puissance et/ou sur des paramètres temporels, la forme d'onde, codage spatio-temporels, la pondération amplitude phase. 5 - Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans des 30 réseaux de transmission utilisant les protocoles MIMO, MISO, SIMO ou SISO avec voie retour des récepteurs vers les émetteurs. 6 - Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans un réseau radio où les récepteurs sont adaptés à mesurer des valeurs de canaux sur les émetteurs utiles et sur les brouilleurs. 7 - Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans un réseau radio où les postes de réception comportent des éléments antennaires couplés à un intercepteur réalisant les mesures de canal sur les émetteurs utiles et sur les brouilleurs.10