Brevet FR3004303A1 — publié le 20141010

La présente invention concerne le domaine des communications numériques sans fil et plus particulièrement le domaine des communications suivant une norme du type DECT. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La norme DECT (de l'anglais « Digital Enhanced Cordless Telecommunication ») est une norme de communication sans fil basée sur le mode d'accès AMRT : « Accès Multiple à Répartition dans le Temps » et utilisée notam- ment pour établir une communication entre un combiné té- léphonique mobile ou poste secondaire (appelé « poste mobile » ou « MP ») et un poste principal ou base (appelée également « Poste fixe » ou « FP »). Elle permet de créer des réseaux en étoile de plusieurs postes mobiles MP agrégés autour d'un poste fixe FP. Bien évidemment, ces dénominations sont purement académiques car le poste fixe peut être une unité autonome embarquée et donc susceptible de mouvement. En référence à la figure 1, la norme DECT fonc- tionne en mode duplex par séparation temporelle (ou « Time Division Duplexing »: TDD) et comprend des intervalles de temps (ou « time slots ») dédiés à l'émission d'informations depuis le poste fixe vers le poste mobile (sens de communication qui est défini comme descendant) auxquels succèdent des intervalles de temps dédiés à la réception d'informations par le poste fixe depuis le poste mobile (sens de communication qui est défini comme montant). Ces intervalles de temps comprennent chacun 480 bits et sont regroupés en ensembles de vingt quatre in- tervalles numérotés de 0 à 23 constituant des trames suc- cessives de dix millisecondes. Seize de ces trames numérotées de 0 à 15 constituent une multi trame de 160 millisecondes. Conventionnellement, on considère que les intervalles de temps numérotés de 0 à 11 sont utilisés dans le sens descendant et les intervalles de temps numérotés de 12 à 23 sont utilisés dans le sens montant. L'un des atouts du DECT est sa capacité à s'adapter à son environnement radio électrique. En effet, le poste fixe sélectionne de lui-même, parmi dix fréquen- ces porteuses situées dans les gammes de fréquence de 1880 Mhz à 1900 MHz, celle qui propose la meilleure qualité de communication. Afin de permettre l'agrégation de postes mobiles autour du poste fixe, celui-ci émet régu- lièrement un signal appelé « balise ». Cette balise est émise par le poste fixe sur un des intervalles de temps du sens descendant et comprend notamment des informations relatives à la synchronisation des intervalles de temps ainsi qu'à la fréquence porteuse utilisée pour la commu- nication. Un réseau DECT mobile, c'est-à-dire dont le poste fixe et les postes mobiles peuvent se déplacer, peut être utilisé pour établir des réseaux de communication lorsque le recours à un réseau GSM n'est pas possible pour des raisons de confidentialité ou de défaut de couverture. Lorsque deux réseaux DECT mobiles cohabitent, il est parfois souhaitable d'établir un lien de communication entre les postes d'un premier réseau et ceux d'un second réseau voisin tout en maintenant la communication entre les postes d'un même réseau. A cette fin, les pos- tes fixes et mobiles des deux réseaux comprennent généralement des moyens supplémentaires d'émission/réception selon la norme DECT. Les postes fixes des deux réseaux DECT en présence émettent chacun un signal de balise qui leur est propre. Ces postes fixes étant autonomes, il n'y a aucune coordination quant à la fréquence porteuse et/ou l'intervalle de temps sur lesquels chaque poste émet sa balise. Ainsi, si les signaux de balise sont émis au cours du même intervalle de temps, un des signaux occulte l'autre et le poste mobile ne reçoit, au mieux, qu'un seul des deux signaux. On parle alors d'occultation. Si les signaux sont émis sur le même intervalle de temps et sur la même fréquence porteuse, on parle alors de collision. Dans ces conditions, certains postes mobiles ne re- çoivent qu'un seul voire aucun des signaux de balise et ils ne sont alors pas en mesure de communiquer avec les autres postes jusqu'à ce qu'il reçoive à nouveau un signal de balise leur permettant de s'agréger aux réseaux. Pour des utilisations critiques comme par exemple des opérations de secours, des interventions militaires ou des essais industriels, la perte de communication peut être très préjudiciable et est considérée comme non acceptable. Pour pallier à ces inconvénients, il a été envi- sagé de doubler le système de communication selon la norme DECT par un autre système de communication tel qu'une radio HF. Cette solution a pour inconvénient d'alourdir les équipements nuisant ainsi à leur portabilité et de rendre plus complexe l'établissement de liai- son duplex. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un procédé de communication numérique sans fil réduisant les risques d'occultation et/ou de collision des signaux de balise. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé de communication numérique sans fil suivant une norme basée sur le mode d'accès AMRT au sein d'un réseau en étoile comprenant un poste principal et au moins un poste secondaire, la communication se faisant en mode du- plex par séparation temporelle selon une pluralité de trames comprenant chacune des intervalles de temps d'un sens descendant dédiés à l'émission d'un signal depuis le poste principal vers le poste secondaire et d'intervalles de temps d'un sens montant dédiés à la réception par le poste principal d'un signal émis depuis le poste secondaire, l'émission et la réception se faisant sur une fréquence porteuse choisie parmi un nombre défini de fréquences porteuses, le procédé comprenant les étapes sui- vantes : - émission par le poste principal dans un premier intervalle de temps du sens descendant d'un signal de balise ; émission par le poste principal, dans un deuxième intervalle de temps du sens descendant de la même trame, d'une répétition du signal de balise. Ainsi, la répétition du signal de balise permet de réduire l'occurrence du cas où le signal de balise d'un premier réseau ne serait pas capté car occulté par l'émission du signal de balise d'un deuxième réseau. Avantageusement, le poste secondaire effectue une réémission de ce signal, dans un intervalle de temps du sens descendant. Le poste secondaire sert ainsi de relais réémet- tant le signal de balise et/ou la répétition du signal de balise. Ceci réduit encore l'occurrence de l'événement selon lequel le signal de balise du premier réseau n'est pas capté en raison de son occultation. Selon un mode de réalisation particulier, la ré- pétition du signal de balise est émise sur une fréquence porteuse différente du créneau de fréquence sur lequel le signal de balise a été émis. Ceci permet de limiter les cas de collision des signaux de balise. La réémission du signal de balise par le poste secondaire peut également se faire dans une trame diffé- rente de la trame au cours de laquelle le signal de balise a été reçu pour le cas où la trame serait trop courte pour permettre au dispositif DECT de répéter le signal de balise. L'invention comprend également un poste fixe et un poste mobile agencés pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'un procédé de communication selon la norme DECT ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de communication selon l'invention; - la figure 3 est une représentation schématique de l'architecture de communication selon l'invention ; - la figure 4 est une représentation schématique d'un échange entre les deux postes du dispositif de la figure 2. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 2, le procédé de commu- nication numérique selon l'invention établit une liaison duplex sans fil entre un poste principal 1 appelé « poste fixe » ou FP et un ou plusieurs postes secondaires 2 ap- pelés « poste mobile » ou MP comprenant chacun des moyens de réception d'un signal numérique comme par exemple une antenne 3 reliée à un démodulateur 4 connecté à un micro-contrôleur 5. Le microcontrôleur 5 transforme le signal reçu par l'antenne 3 et décodé par le démodulateur 4 en un signal perceptible par l'utilisateur tel que de la voix, de l'image ou des informations et les transmet à l'utilisateur au moyen d'un haut-parleur 6 ou d'un écran LCD 7. Les postes FP 1 et MP 2 comprennent également cha- cun des moyens d'émission d'un signal numérique compre- nant des moyens d'acquisition d'informations tel qu'un clavier 8, un microphone 9, ou un capteur d'image 10 reliés à un microcontrôleur 11 qui envoie ces informations à un modulateur 12 encodant les signaux d'entrée en si- gnaux aptes à être envoyés par l'antenne 3. Le procédé de communication selon l'invention intervient sur trente deux fréquences porteuses généralement, désignées 20 à 52, réparties entre les fréquences 2025 et 2100 MHz. La méthode d'adaptation du procédé de communication selon l'invention aux conditions d'interférence et de disponi- bilité de l'espace radioélectrique est identique à celle de la norme DECT et est connue de l'homme du métier. Ainsi, l'émission et/ou la réception des signaux selon le procédé de l'invention peut s'établir sur l'une quel- conque des trente deux fréquences porteuses 20 à 52, cette fréquence porteuse pouvant évoluer au cours de la communication. En référence à la figure 3, le procédé de communication selon l'invention établit une communication en- tre le poste FP 1 et chaque poste mobile MP 2 en mode du- plex par séparation temporelle. Le procédé échange des informations en envoyant des mots de huit cent quarante bits sur un intervalle de temps d'une durée de 0.4167 millisecondes. Vingt quatre intervalles de temps - identifiés ITO à 1123- constituent une trame 13 de dix millisecondes. Seize trames -identifiées TO à T15- forment une multi trame 14 de cent soixante millisecondes. La figure 4 illustre un échange d'une trame 13 entre le poste fixe FP 1 et un poste mobile MP 2. Les douze premiers intervalles de temps ITO à 1111 sont dé- diés à l'émission d'informations depuis le poste fixe FP 1 vers le poste mobile MP 2. Au cours de cette période, appelée sens descendant et identifiée Tx, le poste fixe FP 1 se place en émission et le poste mobile en récep- tion. Les douze intervalles de temps suivants 1112 à 1123 sont dédiés à l'émission d'informations depuis le poste mobile MP 2 vers le poste fixe FP 1. Au cours de cette période, appelée sens montant et identifiée Rx, le poste fixe FP 1 se place en réception et le poste mobile MP 2 en émission. Ainsi, les intervalles de temps de réception du poste mobile MP 2 sont synchronisés avec les intervalles de temps d'émission du poste fixe FP 1 et les intervalles de temps de réception du poste fixe FP 1 sont synchronisés avec les intervalles de temps d'émission du poste mobile MP 2. Au cours du sens descendant Tx, le poste fixe FP 1 émet un signal de balise 15 (dont la teneur est connue de l'homme du métier) sur l'intervalle de temps ITO. Une répétition 15' de ce signal de balise 15 est ensuite émise sur l'intervalle de temps IT5 de la même trame. Cette répétition 15', en doublant l'émission du signal de balise 15, permet de réduire l'occurrence d'un événement d'occultation ou de collision des signaux de balise émis par deux postes fixes distincts. Pendant le sens descendant Tx, le poste mobile MP 2 reçoit, au cours de l'intervalle de temps ITO le signal de balise 15 et effectue une réémission 150 de celui-ci au cours de l'intervalle de temps suivant IT1 de la même trame, intervalle de temps normalement dédié à la récep- tion. Le poste mobile MP 2 procède de la même manière lors de la réception sur l'intervalle de temps IT5 de la répétition 15' du signal de balise 15, et effectue une réémission 150' de celui-ci sur l'intervalle de temps suivant IT6 de la même trame, intervalle de temps norma- lement dédié à la réception. Afin de réduire autant que possible l'occurrence d'un événement d'occultation ou de collision des signaux de balise émis par deux postes fixes distincts, la répétition 15' du signal de balise 15 est émise sur une fré- quence porteuse distincte de celle sur laquelle le signal de balise 15 a été émis. Par exemple, si le signal de balise 15 a été émis sur la fréquence 20, la répétition 15' de celui-ci sera émise sur l'une quelconque des fréquences 21 à 52. Ceci a pour effet de limiter les risques de collision entre les signaux de balises du poste fixe FP1 avec un autre poste fixe voisin. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée pas au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les des revendications. En particulier : - bien qu'ici le démodulateur 4 et le modulateur 12 ainsi que les microcontrôleurs 5 et 11 soient distincts, l'invention s'applique également à des moyens de ré- ception et d'émission d'un signal numérique qui peuvent être confondus et consister en une unique unité modulateur/ démodulateur et un seul microcontrôleur ; - bien qu'ici l'émission des signaux intervienne sur une fréquence porteuse choisie parmi trente deux fré- quences porteuses comprises entre 2025 et 2100 MHz, l'invention s'applique également à un procédé de communication dont les fréquences porteuses peuvent être plus ou moins nombreuses et se situer sur des gammes de fréquence différentes ; - bien qu'ici une multi trame comprenne seize trames composées chacune de vingt quatre intervalles de temps d'une durée unitaire de 0,4167 millisecondes pendant lesquels sont transmis des mots de huit cent quarante bits, l'invention s'applique également à des multi trames composées de plus ou moins de trames, chaque trame pouvant contenir une nombre quelconque d'intervalles de temps montants ou descendants portant des mots de taille quelconque ; - bien qu'ici l'émission du signal de balise se fasse sur le premier intervalle de temps et sa répétition sur le cinquième intervalle de temps d'une même trame, l'émission du signal de balise comme sa répétition peuvent se faire sur n'importe lequel des intervalles de temps du sens descendant de la trame; - bien qu'ici la réémission du signal de balise et de sa répétition par le poste mobile s'effectue sur un intervalle de temps du sens descendant qui suit immédiatement celui de sa réception, l'invention s'applique également à une réémission du signal de balise et/ou de sa répétition par le poste mobile, sur l'un quelconque des intervalles de temps du sens descendant de la même trame ou dans une trame différente ; - bien qu'ici le procédé de communication sans fil soit basé sur une norme de type DECT, l'invention s'applique également à d'autres normes de communication sans fil basées sur le mode d'accès AMRT : « Accès Multiple à Répartition dans le Temps » telles que par exemple les normes UMTS, GSM, LTE ou PHS. On comprendra aisément que le procédé décrit ci- dessus est un procédé qui s'appuie sur une architecture standard selon la norme DECT mais qu'il y est apporté des modifications qui font de ce procédé une « norme propriétaire ». La modification d'une norme existante permet de reprendre des pans importants de cette norme, dont la fiabilité et la robustesse sont éprouvées, et permet de réduire les temps et coûts de développement en s'appuyant sur du matériel existant. D'autres normes de communication équivalentes pourraient être utilisées pour servir de base à l'invention. On a noté que les appellations « poste fixe » et « poste mobile » sont conformes à celles utilisées dans la norme DECT pour distinguer un poste principal d'un poste secondaire du même réseau mais n'empêche pas que le poste principal soit mobile et le poste secondaire soit fixe, la latitude de positionnement relatif des postes principal et secondaires dépendant de leur portée radioélectrique. REVENDICATIONS1. Procédé de communication numérique sans fil suivant une norme basée sur le mode d'accès AMRT au sein d'un réseau en étoile comprenant un poste principal et au moins un poste secondaire, la communication se faisant en mode Duplex par séparation temporelle selon une pluralité de trames comprenant chacune des intervalles de temps d'un sens descendant dédiés à l'émission d'un signal de- puis le poste principal vers le poste secondaire suivis d'intervalles de temps d'un sens montant dédiés à la réception par le poste principal d'un signal émis depuis le poste secondaire, l'émission et la réception se faisant sur une fréquence porteuse choisie parmi un nombre défini de fréquences porteuses, le procédé comprenant les étapes suivantes : - émission par le poste principal dans un premier intervalle de temps du sens descendant d'un signal de balise; émission par le poste principal, dans un deuxième intervalle de temps du sens descendant de la même trame, d'une répétition du signal de balise. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, le poste secondaire effectue pour chaque signal de balise reçu, une réémission de ce signal, dans un intervalle de temps du sens descendant. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la répétition du signal de balise est émise sur une fréquence porteuse différente de la fréquence porteuse sur laquelle le signal de balise a été émis. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la réémission du signal de balise par le poste secondaire se fait dans une trame différente de la trame au cours de laquelle le signal de balise a été reçu. 5. Dispositif de communication comprenant unposte principal et au moins un poste secondaire comprenant chacun des premiers moyens de réception d'un signal de type AMRT et des deuxièmes moyens d'émission d'un signal de type AMRT, les postes du dispositif étant agencés pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6. Poste de communication numérique sans fil suivant une norme du type AMRT selon une pluralité de trames comprenant chacune des intervalles de temps d'un sens descendant dédiés à l'émission d'un signal suivi d'intervalles de temps d'un sens montant dédiés à la réception d'un signal, l'émission et la réception se faisant sur une fréquence porteuse choisie parmi un nombre défini de fréquences porteuses, le poste effectuant une émission dans un premier intervalle de temps d'émission d'un premier signal de balise et une émission, dans un deuxième intervalle de temps d'émission de la même trame, d'une répétition du premier signal de balise. 7. Poste de communication numérique sans fil sui- vaut une norme du type AMRT selon une pluralité de trames comprenant chacune des intervalles de temps d'un sens descendant dédiés à l'émission d'un signal suivi d'intervalles de temps d'un sens montant dédiés à la réception d'un signal, l'émission et la réception se fai- sant sur une fréquence porteuse choisie parmi un nombre défini de fréquences porteuses, le poste effectuant pour chaque signal de balise reçu, une réémission de ce signal, dans un intervalle de temps normalement dédié à la réception.