FR 2096745 A1 19720225 FR 7116365 A 19710506 71 16365 i 2096745 La présente invention concerne les systèmes de communication et plus particulièrement les systèmes de communication dans lesquels plusieurs stations ont accès à un moyen de propagation commun et communiquent par son intermédiaire, ce moyen pouvant être un répéteur eoninun. 5 Les systèmes de eonsaurdcatior;. a aeeès multiple ont été utilisés depuis de nombreuses années pour permettre tin accès multiple à des réseaux téléphoniques interurbains à grande distance» Cette technique d'accès multiple est aussi applicable à d'autres systèmes de communication comprenant, sans s'y limiter obligatoirement : 10 - les systèmes pennettant la surveillance, à partir d'un répéteur commun fixe, ou à partir d'une station centrale,par l'intermédiaire du répéteur commun, des activités d'une série de stations mobiles ; - les systèmes de télécommande permettant de commander, à partir d'un répéteur conmun fixe ou à partir d'une station centrale,par l'intermédiaire de ee répéteur 15 conmun, divers dispositifs sensibles Incorporés daas plusieurs stations mobiles ; - des systèmes de communication permettant d'établir une liaison entre une série de stations mobiles et un répéteur commun fixe ou un eentre de communication relié au répéteur commun fixe, par exemple un système de communication entre la tour de contrôle d'un aéroport et plusieurs avions de ligne, ou entre un centre de 20 communication et une flotte de voitures taxi, de véhicules de secours, ou de camions de transport ; - un système de communication par satellite pennettant à plusieurs stations asservies, mobiles ou fixes, d'utiliser un répéteur commun porté par un satellite en orbite. 25 Différentes techniques ont été utilisées dans le passé pour permettre l'accès multiple dans les divers systèmes mentionnés ci-dessus. L'une de ces techniques est la technique dite " à accès aléatoire " qui permet à plusieurs stations d'avoir accès à un répéteur commun et de communiquer entre elles par son intermédiaire, sur une base aléatoire. Une autre de ces techniques permettant da 50 réaliser l'accès multiple consiste à utiliser les techniques multiplex à répartition en fréquence, suivant lesquelles chacune des stations utilise un signal porteur de fréquence différente et dans lesquelles le répéteur commun possède une largeur de bande capable d'englober 1'ensemble des différentes fréquences porteuses et les informations qu'elles transportent. Une autre technique pezraattant 55 l'accès multiple à un répéteur commun consiste à utiliser les techniques multiplex à répartition dans le temps suivant lesquelles chaque station est affectée à une position de temps ou est capable de choisir line position dans une trams TIW du répéteur commun, de manière à communiquer via le répéteur commun sans risque d'interférence. Dans les systèmes à accès multiple utilisant les technl-40 ques TDM, il est indispensable de prévoir une synchronisation de temps extrêmement 71 16365 2096745 2 stricte de oanière que chacune des stations puisse transmettre sas infornations, dans 3'une des positions de temps d'une trame TDM et soit assujettie à cette position de temps dét^rwînés powx station donnée afir. que ses ncssaunications n'interfèrent pas avec Isa cgswubIc&M,iw os liaisons des autres stations dont 5 les positions de teaps sont voisines- tSasïs la trame. Les systèmes à accès multiple utilisant les techniques TDM ont utilisé aussi bien la Modulation analogique* ™ar «xetnple la laodùlatiox; d1 induisions en ampli~ tude et la Modulation d'jjçjalsiôas m. position, que la adulation digitale, par exeaple la modulation par induisions codées et la modulation deït^., La tendance 10 générale est en faveur des signaux à KoMletloa par lapula&oRs ou à modulation delta, en raison de la slapli ~ Daw les systèmes à accès iv&tijpl* TDM» la pratiqua r--*sy*w** £!• ment nécessite un équipe—nt considérable dans le répéteur î?;-,? **. par «. 20 de coHwyssioatî on p»r s«.t«llite ou autres, ceci entraîne un problc®® de jvaids pour le yéidcule qui porte l'équipe—nt répéteur. Dans les aystè—s à «eeès sultiple TDM de la technique afâté.riciu's.tels que ceux décrits dans les brevets aa*£flc«in3 N* 3 520 611 et 7 418 579# «t dans la brevet béiss 669 313, £» «. décrit un Arrange—nt penaBettaœt de- réduis l'équi-25 pe—nt i'âdispsnsâtble âma ts répéteur» SI on supprime l'équipe—-ut TDK du rhéteur lui ■fcua» .il est possible 'd'utilisé? un sîafjle asplifie&teur 4*ï*#t«*ur m un répéter» llsdieur. On-a de plus constaté apte 1® fait d'intsrealer les i*«*£ude*is par uns iapose des problè—s d'équipe—ist eoeisidérsfeles pour les dations qui doivent 50 avoir ae«ès m répétea? cssbss, Qatts ^owplsxité peut tfcrs ainacntée, ou au a»ins paart? elle—m. rtoit», l©?« 1« par chaque sfa»t.lofâ» Tîaxs* le cas d'ue àépi*e««w* *,%% stations par rapport «a répétoœr sa—un* >3®» or; s:;it ; a répéta»** qui m «2 klen les sta.fct 55 s*s;.s *3 dép2î«:-ettt les mu pf s^pparl «ai**#, il «»1; • lorsqu1 m utilise les tgelœLques ÏDM d'accè.» aaltipi*, de fourni? -1® œsJKlkre continus uns Infor—tlon à» distance entre la stfc'&i-oa ^iacjidérée et I« sépé fet&r c&mm.» Dans les de—ixïes de brevet précitées» i^f^r—tion de dlartaae«'est obtenue d'un calculateur ou d'un dispositif semblable inclus dans chacune des stations qui 40 fournit des inforaatlcms concernant la position relative et la distanee entre BAD ORIGINAL 71 16365 2096745 le répéteur commun et celle des stations qui est considérée, la programmation du calculateur étant basée sur le déplacement relatif prévu entre le répéteur commun et la station considérée. On a déterminé que l'erreur totale sur l'approximation de distance avec l'équipement élémentaire est de l'ordre d'une microseconde. De 5 ce fait, la trame de synchronisation Dans les demandes de brevet N° 712 658 et 7A9' 121 déposés aux Etats Unis les 155168 et 31.7.68, une information continue de distance est obtenue au moyen d'un signal en code de pseudo-bruit transmis par chacune des stations à travers le répéteur j l'équipement de chacune des stations asservies est actionné par le signal associé 20 en code de pseudo-bruit pour régler les signaux de synchronisation de manière à tenir compte de la modification de distance entre la station asservie et le répéteur commun. Dans la première des demandes de brevet mentionnées ci-dessus, les signaux de synchronisation sont commandés uniquement d'une manière digitale tandis que dans la seconde demande de brevet, le contrôle des signaux de synchro-25 nisation est exécuté suivant un procédé analogique et digital. La présente invention a pour objet de prévoir un système à accès multiple TDM des types décrits ci-dessus utilisant un système de synchronisation d'un type perfectionné par rapport aux systèmes à accès multiple TDM précédemment employés. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de synchro-30 nisation pour un système à accès multiple TDM dans lequel l'équipement de mesure de distance en code de pseudo-bruit est installé dans une station terrestre qui transmet l'information de phase obtenue du signal en code de pseudo-bruit de la statioij terrestre à la station asservie concernée, ladite information de phase ainsi transmise étant alors utilisée dans la station asservie pour en ajuster les 55 signaux de synchronisation. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de synchronisation pour un système à accès multiple TDM permettant de réduire l'équipement utilisé dans les stations asservies et pouvant s'appliquer à un système de contrôle du trafic aérien, les stations asservies étant alors les avions sur lesquels on 40 souhaite exercer une surveillance. 71 16365 2096745 4 Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de synchronisation pour un système à accès multiple TDM dans lequel l'information de distance entre la station terrestre et le satellite, telle qu'elle est fournie par le signal de synchronisation pilote, et l'information de distance entre station 5 asservie et satellite, telle qu'elle est fournie par le signal de mesure de distance en code de pseudo-bruit à la station terrestre, sont utilisées pour indiquer à la station terrestre la distance entre le satellite conmun et celle des stations asservies qui est concernée, constituant ainsi un système combiné de communication et de mesure de distance. 10 Un autre objet de l'invention est de prévoir, en coopération avec un système de synchronisation pour un système à accès multiple TDM, 11information de distance mentionnée ci-dessus à la station terrestre, ainsi que d'autres informations intéressantes, par exemple l'altitude de l'avion et le degré de variation entre le répéteur conmun et 1'avion concerné, de manière à fournir à la station terres-15 tre une indication de la position de l'avion. Un autre objet de l'invention est de prévoir, en combinaison avec les systèmes de synchronisation mentionnés ci-dessus, un système à accès multiple TDM, dans lequel il est prévu un second répéteur satellite conmun comportant un double de l'équipement de la station pilote, pour fournir à la station terrestre 1'informa-20 tion de distance entre le premier satellite et un avion donné et entre le second satellite et ledit avion, ainsi que l'information concernant l'altitude dudit avion, de manière à indiquer sa position. L'une des caractéristiques de la présente invention réside dans un système de synchronisation à accès multiple à répartition dans le temps pour commander 25 la transmission des signaux d'une station pilote et de N stations asservies lesdits signaux devant être transmis par 1'intermédiaire d'au moins un répéteur conmun dans l'une des M positions de temps d'une trame multiplexe à répartition dans le temps, les stations et le répéteur se déplaçant les uns par rapport aux autres, N étant un nombre entier supérieur à un et M étant un nombre entier supé-30 rieur à un mais inférieur à N, lequel système comprend : des premiers moyens dans la station pilote pour transmettre un flot d'impulsions de synchronisation pilote à travers le répéteur dans l'une des positions de temps j des seconds moyens dans la station pilote, sensibles au flot d'impulsions de synchronisation pilote venant du répéteur, pour commander l'émission de signaux de temps utilisés pour 35 commander le temps de transmission des impulsions de synchronisation pilote et des autres signaux émis par la station pilote ; des troisièmes moyens prévus dans chacune des stations asservies, sensibles aux Impulsions de synchronisation pilotes du répéteur pour commander l'émission de signaux de temps utilisés pour commander le temps de transmission des signaux émis par celle des stations asservies qui ijQ est concernée ; des quatrièmes moyens disposés dans chacune des stations asservies, 71 16365 2096745 5 reliés aux troisièmes moyens correspondants pour transmettre un signal de mesure de distance par l'intermédiaire du répéteur dans celle des positions de temps qui convient ; des cinquièmes moyens disposés dans la station pilote, reliés aux seconds moyens pour détecter l'information de phase dans le signal de mesure de 5 distance reçu de la station asservie intéressée par l'intermédiaire du répéteur j des sixièmes moyens disposés dans la station pilote reliés aux seconds et cinquièmes moyens pour transmettre l'information de phase à travers le répéteur dans celle des positionsde temps qui correspond, à la station asservie intéressée ; et des septièmes moyens disposés dans chacune des stations asservies, reliés auxdits 10 troisièmes moyens, sensibles à l'information de phase concernant la station, asservie intéressée, pour régler la phase des signaux de temps engendrée par les troisièmes moyens, de manière que le temps de transmission des signaux émis par la station asservie intéressée soit tel que lesdits signaux se présentent dans la position de temps voulue au répéteur. 15 Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu dès huitièmes moyens disposés dans la station pilote et reliés aux dits seconds et cinquièmes moyens pour mesurer la distance entre le répéteur et la station asservie intéressée et pour indiquer cette distance. Une autre caractéristique de l'invention consiste à prévoir un équipement 20 supplémentaire à bord de chacune des stations asservies et dans la station pilote, pour permettre l'obtention-d'informations suffisantes qui, avec l'information de distance obtenue par les huitièmes moyens mentionnés ci-dessusj permettent dé localiser la position de la station asservie concernée. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus 25 clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faîte en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels : La figure 1 est un schéma illustrant le système à accès multiple selon les principes de la présente invention, capable aussi bien d'établir des comnunica-30 tions entre les stations asservies et la station pilote que de déterminer la position des stations asservies. La figure 2 est un diagramme illustrant la manière dont la station pilote obtientj l'information de phase nécessaire pour fournir une mesure de distanee voulue entre le répéteur commun et l'une des stations asservies. 35 La figure 3 est un diagramme illustrant les trames utilisées dans le système à accès multiple selon les principes de l'invention. La figure 4 est un schéma illustrant l'équipement de la station pilote. La figure 5 est un schéma de l'équipement prévu dans chacune des stations asservies ou avion. 40 La figure 1 représente le schéma d'un système, de coninunication à accès multiple I 71 16365 2096745 6 du type TDM pouvant être utilisé dans un système de contrôle du trafic aérien, dans lequel il est nécessaire de détemLner la position d'un avion aussi bien que d'établir des communications entre la station pilote 40 et les stations asservies, par exemple les avions, tels que 41 et 41 N, par l'intermédiaire d'un répéteur 5 commun placé à bord d'un satellite 42. Bien que la description de l'invention soit donnée ci-après par rapport à un contrôle de trafic aérien, il est entendu que le système de synchronisation pour le système à accès multiple TDM voulu peut être utilisé dans n'importe quel système à accès multiplë TDM dans lequel les stations asservies peuvent être des 10 stations terrestres fixes, des navires de haute mer, ou tout autre application. Dans le système de communication à accès multiple TDM selon l'invention, chacune des stations 40, 41, 41 N émet des flots de données qui sont prévus pour parvenir au répéteur 42 de manière à ne pas interférer avec les flots émis par les autres stations. La position de phase ou de temps des signaux transmis doit 15 être réglée pour compenser les différences en distance entre le répéteur du satellite 42 et les divers avions tels que 41. S'il y a déplacement entre le répéteur 42 et les stations telles que 41, 41 N, ce qui est le cas dans un système de contrôle du trafic aérien, la distance varie continuellement et le réglage en phase continu entraîne un décalage en fréquence résultant de l'effet Doppler, qui 20 est proportionnel à la variation de distance. La station pilote 40 émet un faisceau d'impulsions de synchronisation pilote ou de référence par 1'intermédiaire du satellite 42 vers chacun des avions 41. Chacun de ces avions émet alors un signal différent de mesure de distance en code de pseudo-bruit qui est reçu à nouveau par cet avion via le répéteur embarqué à 25 bord du satellite 42. Selon les principes de la présente invention, ces signaux de mesure de distance sont envoyés par chacun des avions à travers le répéteur embarqué à bord du satellite 42 et reçus par la station pilote 40. La station pilote 40 reçoit à son tour le signal de synchronisation pilote du répéteur du satellite 42. La différence de phase entre le signal de synchronisation pilote 30 tel qu'il a été émis et le signal de synchronisation pilote reçu du satellite 42 permet de mesurer la distance séparant le satellite 42 de la station terrestre 40. La différence en phase, à la station 40, entre le signal de synchronisation pilote reçu et le signal en code de pseudo-bruit pour un avion donné indique non seulement la valeur nécessaire pour synchroniser correctement l'émission de l'avion, 35 mais également la distance séparant l'avion du satellite. Cette information de distance, l'information de variation de distance obtenue de l'avion, et l'altitude de celui-ci, permettent de déterminer sa position. L'Information de mise en phase ou de synchronisation obtenue à la station terrestre, telle qu'elle est extraite du signal"de mesure de distance en code de pseudo-bruit, est transmise, ainsi 40 qu'il sera expliqué ultérieurement, à travers le répéteur du satellite 42 en 71 .16365 2096745 direction de celui des avions qui est concerné, de manière à permettre le réglage des caractéristiques d'émission de l'avion, afin d'assurer l'émission des flots d'impulsions provenant de cet avion dans la position de temps de la trame TDM concernée. 5 L'information définie Immédiatement ci-dessus est illustrée à la figure 2, où la courbe A représente le flot d'impulsions de synchronisation pilote émis par la station 40 et la courbe B représente le flot de synchronisation pilote reçu à la station 40 via le répéteur du satellite 42, La différence de phase entre les courbes A et B donne une information sur la distance qui sépare la station 40 10 du satellite 42 plus précisément sur le double de cette distance. La courbe C représente le flot d'impulsions de synchronisation pilote, tel qu'il est reçu par l'un des avions tel 41 et la courbe D représente le signalée mesure de distance codé émis par cet avion particulier. La courbe E représente le signal de mesure de distance codé tel qu'il est reçu par la station 40J il contient une informa-15 tion de phase correspondant à une distance égale à deux fois la distance entre la station 40 et le satellite 42 et entre le satellite 42 et l'avion 41. Par soustraction de l'information de distance contenue dans la courbe B de l'information de distance contenue dans la courbe E, on obtient directement une distance égale à deux fois la distance qui sépare l'avion 41 et le satellite 42. Cette 20 information de distance, détectée par la station 40, peut être traitée de façon appropriée en la divisant par deux pour obtenir directement la distance satellite-avion 41 et fournir l'information nécessaire pour localiser l'avion 41. Ainsi qu'on l'a fait remarquer précédemment, les première et seconde demandes de brevet citées ci-dessus fournissent aine forme de synchronisation des signaux 25 émis par les stations asservies de manière qu'ils arrivent dans la position de temps appropriée de la trame TDM au répéteur. Ainsi qu'il a été décrit, les première et seconde demandes de brevetsci-dessus sont modifiées par le fait que le signal de mesure de distance en code de pseudo-bruit est émis à travers le répéteur du satellite vers la station pilote où s'effectue la mesure de distance. Dans un JO système à un seul satellite, la localisation de position peut être fournie à l'avion par cette mesure de distance, conjointement avec l'altitude de l'avion et son taux de variation de distance. Le taux de variation de distance doit être obtenu bord de l'aéronef et transmis au sol, car la compensation Doppler dans la station terrestre et l'équipement de l'avion équilibre les signaux émis, de 35 sorte que la fréquence réelle transmise est fournie au répéteur, c'est-à-dire que la fréquence reçue par le répéteur depuis -la station terrestre ou depuis l'avion ne présente aucun décalage Doppler. Uh autre arrangement de déteimination de position utilisant les techniques de synchronisation décrites ici c emporte un système à deux satellites dont chacun 40 porte un répéteur, par exemple le satellite 42 et le satellite 43 de la figure 1. 71 16365 2096745 8 L'équipement de la station pilote tel que le montre la figure 4 et l'équipement d'un avion, tel que représente la figure 5, sont doublés à la fois à la station pilote et à bord de l'avion pour coopérer avec le second satellite et fournir une seconde mesure de distance. Cette seconde mesure de distance, conjointement 5 avec la première mesure de distance et l'altitude de l'avion, permet à la station terrestre de localiser ce dernier. Ainsi qu'il a été décrit dans les première et seconde demandes de brevets mentionnées ci-dessus, la synchronisation était maintenue en considérant une station comme station pilote, chargée de transmettre des flots d'impulsions de 10 référence successifs vers le satellite, les autres stations étant des stations asservies qui rythment leurs envois de flots d'impulsions en relation avec la phase du flot de référence. Dans un système de contrôle du trafic aérien tel que décrit dans la présente demande de brevet, c'est la station 40 qui est la station terrestre pilote, les stations asservies étant les avions tels que 41. Dans les-15 dites première et seconde demandes de brevets, les stations pilote et asservies sont essentiellement de même importance en ce qui concerne leurs dimensions, leur puissance et leur complexité. Dans la présente demande de brevet la station pilote 40 comporte une antenne beaucoup plus grande, elle rayonne une puissance plus élevée et elle est plus complexe. La complexité de l'équipement embarqué à bord 20 des avions est réduite au minimum selon les principes de la présente invention. Comme dans le cas des première et seconde demandes de brevets précitées, les stations asservies maintiennent la synchronisation en mesurant leur distance par rapport an satellite. Cette opération s'effectue par l'envoi d'un signal de mesure de distance en code de pseudo-bruit, vers le satellite, et en mesurant la diffé-25 rence de phase entre le signal de mesure de distance renvoyé et le flot d'impulsions de synchronisation de référence reçu. La phase du flot émis est réglée continuellement jusqu'au moment où le signal de mesure de distance en retour présente la relation de phase voulue par rapport au signal de référence. La distance est déterminée au moyerf de la phase relative entre les signaux de mesure de '30 distance transmis et reçus. On a constaté cependant, ainsi que le décrit la présente invention, que la station terrestre peut mesurer les phases relatives du flot de synchronisation de référence et du flot de mesure de distance de l'avion tel qu'il est reçu du satellite. En fait, étant donné que la station pilote 40 comporte une grande 35 antenne et un récepteur à niveau de bruit plus faible elle est capable de mesurer la phase relative mieux que ne peuvent le faire les avions. De même, le fait de traiter l'information de phase à la station pilote 40 permet de simplifier largement l'équipement nécessaire à bord des avions. Ainsi, la fonction fondamentale du transpondeur aéroporté est de transmettre et de recevoir le flot d'impulsions 40 de référence. COPY 71 16365 2096745 9 Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, la localisation peut être améliorée par une mesure indépendante de la variation de la distance, en plus de la mesure de distance fondamentale. Ceci peut être réalisé en mesurant l'effet Doppler de la porteuse micro-onde telle qu'elle est reçue à bord d'un avion et en transmetiant 5 cette information à la station terrestre pour y être utilisée en vue de la détermination de la position de cet avion. Ceci constitue un problèmé dans le système à répartition en fréquence du fait que la correction Doppler est appliquée au signal transmis et reçu pour réduire l'intervalle de garde entre les diverses attributions de fréquence. Ce problème n'existe pas dans un système à accès mul-10 tiple du type TDM, du fait que la fréquence porteuse reçue peut être transmise et reçue de façon cohérente après compensation Doppler, ce qui permet d'obtenir directement une mesure de l'effet Doppler. La figure 3 représente les trames utilisées dans le système de la présente invention. Les valeurs illustrées à la figure 3 et indiquées ci-après ne sont 15 données qu'à titre d'exemple et il est évident que de nombreuses variantes sont possibles en fonction des besoins spécifiques du système. La courbe A de la figure 3 représente une trame qui comprend un flot d'impulsions de synchronisation pilote de 11 micro-secondes et M positions de temps pour l'accès au répéteur, M étant égal à 10. L'espace de garde entre les positions de 20 temps adjacentes est de 0,25 micro-secondes et la position de temps est subdivisée en deux intervalles, un intervalle pour le flot de données de synchronisation et de données lentes d'une micro-seconde et un intervalle pour le flot de données de parole de 10 micro-secondes. La trame de la courbe A de la figure 3 est engendré à partir d'une horloge de 800 kilohertz ayant une période de 1,25 micro-25 secondes. La fréquence de cette horloge est divisée par 9 pour engendrer une signalisation de période 11, 25 micro-secondes qui correspond à l'intervalle des positions de temps. Huit sur neuf des périodes d'horloge à 800 kilohertz corresponden à tan flot d'une durée de 10 micro-secondes soit à l'intervalle du faisceau de données de parole. La neuvième période d'horloge correspond à l'intervalle de 30 garde de 1,25 micro-seconde . La fréquence obtenue en'divisant par 9 la fréquence"-, de 800 kilohertz est ensuite divisée par 11, ce qui correspond à une période de trame d'une durée de 99 périodes d'horloge soit 123,75 micro-secondes; cette période/ de trame contient 11 positions de temps, la onzième position de temps est occupée par le flot d'impulsions de synchronisation pilote. 35 On suppose que chaque avion est affecté à une position de temps particulière de trame et qu'un maximum de 16 avions se partagent cette position de temps avec la station terrestre sur le principe de fonctionnement "appuyer pour parler". Ce nombre est arbitraire et n'est utilisé qu'à titre d'exemple. Ainsi, dans l'exemple choisi, le nombre des avions qui pourrait utiliser le système à accès 40 multiple TDM de la présente invention serait de 160. Il est également indispensable 71 16365 2096745 10 que chaque avion utilise contiîiuellement sa position de temps particulière pour le maintien de la synchronisation et la mesure de distance. Ceci est réalisé aisément en divisant tout d'abord la position de temps en deux intervalles secondaires, l'un pour les données de synchronisation et les données à vitesse lente, 5 et l'autre pour les données à grande vitesse. Par exemple, dix micro-secondes sont attribuées à la transmission des données de parole et une micro-seconde de l'intervalle de garde précédent de 1,25 micro-seconde pour la transmission des données de maintien de synchronisation, des mesures de distance et des données à vitesse lente. 10 Ensuite la période de données acoustiques de 10 micro-secondes est utilisée suivant le principe "appuyer pour parler" par un seul avion ou par la station terrestre à un instant donné quelconque. La trame présentée sur la courbe A est encore subdivisée si bien que les N/to » 16 trames forment une sous-trame. Ceci est représenté par la courbe B et 15 ne s'applique qu'aux sous-intervalles d'une micro-seconde. En se rappelant qu'une période de trame est égale à 99 périodes d'horloge, une période de sous-trame est égale à 1584 périodes d'horloge, ce qui correspond à une durée de 1,98 milliseconde . Chaque avion 41 émet une impulsion de synchronisation d'une microseconde une fois à chaque sous-trame. 20 Pour définir une sous-trame pour tous les avions, la station 40 doit modifier son signal de synchronisation pour engendrer une période fondamentale de sous-trame. En réalité, pour lever toute ambiguïté de distance, la fréquence de la trame doit être l'objet d'une subdivision plus poussée. Dans ce but, un signal de synchronisation dont la période doit être aussi basse que la fréquence de 25 répétition la plus basse de la trame finale est nécessaire. Le signal de mesure de distance est initialement transmis sous une puissance beaucoup plus faible que les flots de données ou de synchronisation pilotes. Par exemple, le signal de mesure de distance doit être transmis à 10 ou 20 décibels au-dessous des flots de synchronisation ou de données. L'effet de sup-30 pression de signal d'un répéteur de satellite à forte limitation réduit encore ce niveau s'il se trouve à être transmis à un mauvais moment et interfère avec un niveau de signal normal. D'autre part, quand le signal de mesure de distance tombe dans sa propre position de temps, il sature le limiteur du répéteur du satellite et est transmis avec la puissance totale du satellite. De cette manière, 35 l'interférence résultant de la mesure de distance durant l'acquisition initiale est évitée. L'acquisition initiale est obtenue- par l'un des avions tel 41 qui émet à faible puissance son signal de synchronisation d'une micro-seconde à un instant arbitraire de la trame ; autrement dit, l'horloge d'émission 44 de la figure 5 40 n'est initialement pas en phase correcte. L'acquisition consiste à régler l'avan- 71 16365 2096745 cernent de la phase de l'horloge d'émission 44 jusqu'au moment où. le signal en retour arrive dans la position de temps qui lui est affectée. Cette recherche occupe une durée maximale de 1584 fois le retard de propagation aller-retour maximal jusqu'au satellite. Si ce retard égal au double aller-retour est d'environ 5 une demi-seconde,le temps d'acquisition maximum est de 13,2 minutes. Afin de réduire ce temps, une opération de mesure de distance en trois étapes est préférable. Durant la première étape, tin signal de mesure de distance de 10 micro-secondes à faible niveau est transmis. Le signal de l'horloge d'émission 44 peut être subdivisé en dix signaux de 10 micro-secondes qui nécessitent 10 seulement six secondes pour la recherche d'une trame. Cette recherche approximative est terminée quand l'impulsion de mesure de distance de 10 micro-secondes est reçue au cours du sous-intervalle de synchronisation de données d'une micro» seconde affecté à l'avion. La recherche approximative est alors suivie par une recherche fine par 15 émission d'un signal de mesure de distance d'une micro-seconde à faible niveau pour chaque trame au lieu d'un pour chaque sous-trame. L'acquisition de cette impulsion est synchronisée pour une trame et l'avion peut alors commencer à émettre son impulsion de mesure de distance d'une micro-seconde durant le sous-intervalle de synchronisation d'une microseconde qui lui est normalement affecté, 20 mais toujours à un niveau faible. La troisième étape consiste en une recherche des sous-intervalles de synchronisation d'une micro-seconde dans la sous-trame. Ainsi, le temps total d'acquisition n'excède pas 20 secondes environ. Dès que l'acquisition est terminée, la distance qui sépare l'avion du satellite est définie en miles nautiques de modulo 160. Cette information est contenue 25 dans les phases relatives des horloges de réception et d'émission 45 et 46 de la station terrestre, comme le montre la figure 4. La définition de cette mesure de distance peut être très fine du fait qu'une impulsion étroite d'une microseconde est utilisée pour effectuer la mesure. Après l'acquisition, la distance est obtenue en sous-conmutant un code sur l'impulsion de synchronisation d'une 30 micro-seconde. La synchronisation est maintenue en corrigeant la phase de l'horloge d'émission 44 (figure 5) grâce à une mesure d'erreur de phase à la station terrestre 40. Une subdivision supplémentaire de 32 à 1, ainsi que le montré la courbe C, figure 3, produit une définition de distance plus que suffisante. Ceci nécessite une nouvelle période de 16 secondes de temps d'acquisition 35 pour rechercher ces 32 positions de temps. La sous-commutation consiste donc à moduler en code binaire à 32 bits les impulsions de synchronisation, chaque impulsion de synchronisation portant un bit de ce code. On trouvera ci-après une description d'un moyen pour utiliser le code pour définir la distance. En supposant une subdivision finale de 32 à 1 comme mentionné ci-dessus, les 40 horloges d'émission et de réception, tant à la station terrestre 40 que dans les 71 16365 2096745 12 avions représentés aux figures 4 et 5, comportent chacun une série de compteurs pour diviser la fréquence d'horloge de 800 kilohertz afin de la réduire à 50,8 hertz. 20 bits sont nécessaires pour spécifier cette donnée de l'une des horloges Division par Période Nombre de bits 5 8 9 11 16 32 10 Total 20 La division par 8 est utilisée pour extraire la fréquence d'horloge de 800 kilohertz d'une fréquence d'horloge de 6,4 mégahertz qui permet de définir un temps de base de 156 nanosecondes qui correspond à une définition de distance dans une direction, correspondant à 25 mètres. L'horloge de réception à bord de 15 l'avion (figure 5) est calée en phase sur le flot d'impulsions de référence reçu. La phase de l'horloge d'émission 44 (figure 5) est contrôlée par la station terrestre sur la base de la mesure de l'erreur de phase faite par la station terrestre 40. Ceci est déclenché par des ordres émis par la station terrestre sur un canal de données à vitesse lente. 20 On va supposer maintenant que l'avion transmet l'état de son horloge de réception à l'instant où l'horloge d'émission se trouve dans une certaine condition initiale spécifique. Ceci nécessite 20 bits et, ainsi qu'on l'a exposé, constitue une mesure directe de la distance séparant l'avion du satellite. Ces 20 bits sont transmis une fois toutes les 32,4 millisecondes sous la 25 forme de modulation binaire de 20 des 32 impulsions de synchronisation émises par l'avion durant cette période. Les 12 bits de synchronisation restants sont utilisés pour acheminer l'information de phase de la station terrestre à l'avion, l'information d'altitude de l'avion à la station terrestre et le taux de variation de la distance de l'avion par rapport à la station terrestre ainsi que toutes ■ 30 autres données de télémesure éventuellement nécessaires. Si l'on se réfère aux figures 4 et 5, celles-ci représentent sous forme de bloc shématique l'équipement contenu dans la station 40 et l'équipement prévu à bord de chacun des avions 41 - 41 N. Cet équipement est décrit en détail, tant en ce qui concerne ses éléments constituants qu'en ce qui concerne leurs fonctions, 35 dans la seconde demande de brevet mentionnée ci-dessus. La seule modification nécessaire qui n'est ni décrite ni représentée dans ladite demande de brevet, est l'adjonction dans l'horloge de réception 45 et l'horloge d'émission 46 de la station 40, des compteurs de division par 16 et de division par 32 pour fournir les sous-trames et les sous sous-trames de la figure 3, du démultiplexeur et 40 démodulateur de synchronisation 47 de l'avion actionné par les signaux de temps 1,25 microseconde 3 11,25 " 4 123,75 " 4 1,98 milliseconde 4 63,4 " 5 71 16365 2096745 13 supplémentaires de l'horloge 45, des modulateurs et multiplexeurs de données à vitesse lente 49, actionnés par les signaux de temps supplémentaires de l'horloge 46, du codeur d'instruction 50 sensible au signal de sortie de la boucle calée en phase de mesure de distance à pseudo-bruit 51, et du comparateur de phase et 5 indicateur de distance satellite-avion 52. A bord des avions 41, 11 équipement supplémentaire comprend les diviseurs supplémentaires assurant la division par 16 et 32 dans l'horloge de réception 47 et l'horloge d'émission 44 utilisées pour commander les démodulateurs et les multiplexeurs de synchronisation des avions 52, les modulateurs et multiplexeurs de données à vitesse lente 53 et le 10 détecteur Doppler 54 de même que l'altimètre 55. L'horloge d'émission 46 commande le générateur de flots d'impulsions de synchronisation pilote 55 afin d'alimenter le générateur d'onde porteuse moyenne et fréquence,/les modulateurs 56 à fréquence intennédiaire et déphasage de phase dont la sortie module la porteuse haute fréquence dans la partie haute fréquence 15 de l'émetteur de la station terrestre 40. Ainsi, le flot de synchronisation pilote est transmis au répéteur du satellite 42 et à chacun des avions 41. Le flot de synchronisation pilote en retour du répéteur du satellite 42 est transformé en un signal de fréquence intermédiaire et transmis à la boucle de poursuite de porteuse calée en phase 57 qui, en combinaison avec le détecteur 20 d'enveloppe de synchronisation pilote 58 et la boucle de réception d'horloge à phase fixe 59, agissent sur l'horloge 45 afin de régler la fréquence des divers diviseurs et d'engendrer la fréquence égale à (80OKHz - d) ou d est le décalage Doppler. Ce signal est ensuite envoyé à la boucle à phase fixe de l'horloge d'émission 60 pour engendrer un signal de sortie de 6,4 mégahertz à effet Doppler, 25 compensé pour le réglage de l'horloge d'émission 46, afin de tenir compte de la distance entre la station terrestre 40 et le satellite 42, de manière que le flot de synchronisation pilote du générateur 55 se présente dans la position de temps voulue au satellite 42. Si l'on se réfère à la figure 5, on voit que l'horloge de réception 47 et 30 l'horloge d'émission 44 sont placées à bord d'un avion et que le flot de synchronisation pilote de la station terrestre 40 est envoyé à un détecteur actionné par décalage de phase différentiel 6l qui remplace la boucle à phase fixe de pour-suit| de porteuse précédemment utilisée dans la seconde demande de brevet mentionnée ci-dessus. Le détecteur 61 conjointement avec le détecteur d'enveloppe 35 de synchronisation pilote 62 et la boucle à phase fixe de réception 63 commandent l'horloge de réception 47 afin de régler la fréquence des signaux en fonction du flot de synchronisation pilote reçu,* ce dernier engendre un signal d'entrée de fréquence de (800 KHz - d) pour la boucle à base fixe de l'horloge d'émission 64; ce signal est ensuite envoyé à travers le déphaseur 65 pour le réglage initial 40 de la fréquence des signaux de sortie de l'horloge 44. L'horloge d'émission 44 71 16365 2096745 14 déclenche alors le générateur de signal de mesure de distance à pseudo-bruit 66 qui engendre un signal de mesure en code de pseudo-bruit particulier, ce signal est destiné aux générateurs d'onde porteuse et sous-porteuse moyenne fréquence et aux modulateurs 67 en vue d'être transmis à la portion haute fréquence du 5 transpondeur de l'avion. Le signal en code de pseudo-bruit d'un avion particulier est reçu à l'entrée moyenne fréquence de la figure 4 et appliqué au démultiplexeur et démodulateur de flot de canal 58 et à la boucle à phase fixe de poursuite de sous-porteuse 68 afin de poursuivre la sous-porteuse et d'engendrer un signal d'entrée pour la boucle à phase fixe de mesure de distance à pseudo-bruit 51 qui 10 contient, entre autres, comme illustré et décrit dans ladite seconde demande de brevet, des corrélateurs excités par le générateur de référence de pseudo- bruit 69 afin de récupérer l'information de phase contenue dans le signal en code de pseudo-bruit reçu. Cette information de phase est ensuite codée dans le codeur d'instruction 15 50 et envoyée aux modulateurs 56 par 1 ' intermédiaire des multiplexeurs et modulateurs de données à vitesse lente 49 et des multiplexeurs et modulateurs de flots d'impulsions dé canal 70 afin de fournir l'information de mise en phase nécessaire pour la récupération, dans le démultiplexeur et démodulateur de synchronisation de l'avion 52, en vue de l'envoi, à travers le démodulateur 20 voulu de la série de démodulateurs 52, au décodeur d'ordre 71 qui reproduit l'information de mise en phase détectée à la station 40 pour commander l'horloge d'émission 44 par l'intermédiaire du déphaseur 64, d'une façon continue et directement à ceux des compteurs binaires de l'horloge d'émission 44 qui conviennent, au moyen de signaux d'avance et de retard. Cette commande de l'horloge 44 25 rythme correctement les divers sorties de signaux de temps de sorte que l'émission de cet avion particulier se produit dans la position de temps voulu. L'information de la boucle à phase fixe de mesure de distance à pseudo-bruit 51 est également transmise au comparateur de phase et à l'indicateur de distance satellite-avion 52 dont l'autre entrée est reliée à la sortie de l'horloge de 30 réception 45. Le comparateur et l'indicateur 52 peuvent comprendre, par exemple, un compteur ou tout autre dispositif de mesure approprié pour donner une mesure directe de la distance satellite-avion, correctement agencé, pour éliminer le facteur de 2 illustré à la figure 2. Le comparateur indicateur 52 mesure la différence de phase entre les deux signaux et fournit directement la distance 35 satellite-avion. Les données de sortie du codeur d'ordre 50 et les autres données de télémesure sont transmises aux canaux de données à vitesse lente établis dans l'intervalle de synchronisation d'une micro-seconde, comme décrit en relation — la figurée 3. Le décodeur d'ordre 71 reçoit son signal d'entrée de l'un des 40 intervalles de synchronisation d'une micro-seconde constituant les canaux de COPY 71 16365 2096745 15 données à vitesse lente par l'intermédiaire du démultiplexeur et démodulateur 52. Suivant un procédé bien connu, le signal de sortie du démodulateur 52 correspondant à l'avion considéré est envoyé à l'entrée du décodeur d'ordre 71, choisi au moyen de commutateurs ou autres dispositifs, par l'opérateur de l'équipement. 5 La mesure de distance ayant ainsi été obtenue, la localisation peut être obtenue dans un système à un satellite par la fermeture du commutateur 72 de manière que la valeur de l'altitude soit envoyée à l'un des canaux de données à vitesse lente, et en fermant le commutateur 73» de sorte que le détecteur Doppler 54 puisse délivrer à sa sortie le taux de variation de distance, en vue de 10 l'envoi à un autre canal de données à vitesse lente, pour transmission à la station terrestre, ladite information étant récupérée dans les dispositifs utilisateurs de données à vitesse lente 74 par l'intermédiaire des démultiplexeurs et démodulateurs 47. Ainsi, l'altitude et le taux de variation de la distance étant présents dans l'un des dispositifs de sortie 74 et l'indication de distance étant enregis-15 trée dans le dispositif 52, il est possible de localiser la position de l'avion considéré. Dans un système à deux satellites, l'équipement des figures 4 et 5 serait doublé et un second satellite, serait associé avec ce double équipement ainsi qu'il a été exposé en relation avec la figure 1. Dans cet arrangement, les deux 20 mesures de distance, l'une par rapport au satellite 42 et l'autre par rapport au satellite 43, conjointement avec l'information d'altitude obtenue de l'altimètre 55, le commutateur 72 étant fermé, permettent de localiser l'avion considéré. Dans cet arrangement, le détecteur Doppler 54 est mis au repos par l'ouverture du commutateur 73. 25 En plus des canaux de données à vitesse lente, des canaux de données à vitesse élevée ou de données acoustiques peuvent être prévus par l'utilisation des multiplexeurs et modulateurs 68 et des démultiplexeurs et démodulateurs 58 de la station terrestre, tels qu'ils sont illustrés à la figure 4, et des multiplexeurs et modulateurs 75, et des démultiplexeurs et démodulateurs 76 de l'équi-30 pement des avions, montrés à la figure 5. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. COPY 71 16365 2096745 16 REVENDICATIONS Système de synchronisation à accès multiple à répartition dans le temps pour commander la transmission de signaux émis par une station pilote et N sta-tions asservies en vue de leur propagation à travers au moins un répéteur conmun 5 dans l'une au choix de M positions de temps d'une trame multiplex à répartition dans le temps,lesdites stations et ledit répéteur se déplaçant les tins par rapport aux autres, N étant un nombre entier supérieur à 1 et M étant un nombre entier supérieur à 1. mais inférieur à N,lui-même multiple pair de M, caractérisé en ce qu'il comprend : 10 - des premiers moyens prévus à la station pilote pour émettre un flot d'impulsions | de synchronisation pilote à travers le répéteur dans l'une des positions de tempe; - des seconds moyens prévus à la station pilote, commandUts par le flot d'impulsions de synchronisation pilote du répéteur pour consolider l'émission de signaux de temps utilisés pour connander la durée de transmission de ce flot d'impulsions 15 de synchronisation pilote et des autres signaux émis par la station pilote ; - des troisièmes moyens disposés dans chacune des stations asservies, sensibles ! au flot d'impulsions de synchronisation pilote du répéteur pour connander 1*émission de signaux de temps destinés à connander le tenrpe de transmission des signaux étais par la station asservie qui est concernée ; 20 - des quatrièmes moyens disposés dans chacune des stations asservies, reliés à l'un des troisièmes moyens, pour transmettre un signal de mesure de distance k travers le répéteur, dans la position de temps concernée; 1 - des cinquièmes moyens disposés dans la station pilote, couplés a'JX seconds ■ moyens pour détecter l'information de phase dans le signal de mesure de distance. 25 reçu de la station asservie correspondante à travers le répéteur ; - des sixièmes moyens disposés dans la station pilote, reliés aux seconds et cinqu- j ièmes moyens pour émettre l'information de phase à travers le répéteur dans celle des ! positions de temps qui correspond à la station asservie concernée j j - des septièmes moyens disposés dans chacune des stations asservies, reliés aux 30 troisièmes moyens sensibles à l'information de phase correspondant à la station asservie concernée pour régler la phase des signaux de temps engendrés par les troisièmes moyens,de manière à ce que le temps de transmission des signaux émis par cette station au répéteur soit tel que les signaux se présentent dans la position de temps appropriée. 35 2. Système tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte de plus : - des huitièmes moyens situés dans la station pilote,reliés aux seconds et cinquième moyens pour mesurer et indiquer la distance entre le répéteur et la station asservie considérée. 40 3. Système tel que défini à la revendication l,1 caractérisé en ce que les 71 16365 17 2096745 signaux de/deSofïltance comprennent Tin signal en code de pseudo bruit à faible puissance. 4. Système tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des positions de temps delà trame comprend : un premier intervalle destiné 5 à transmettre au moins le signal de mesure de distance et un second intervalle pour la transmission des données par N/M stations asservies selon m processus du type "appuyer pour parler", chacune desdites positions de temps étant définie |i l'aide de premiers signaux de temps, chacun des N/M premiers intervalles de chacune des positions de temps étant défini à l'aide de seconds signaux de temps 10 en vue de permettre la synchronisation des N/M stations asservies. 5. Système tel que défini à la revendication 4, caractérisé en ce que les seconds et troisièmes moyens engendrent,de plus,des troisièmes signaux de temps pour définir au moins L des N/M du premier intervalle de chacune desdites positions de temps pour permettre à X des L du premier intervalle de chacune des positions 15 de temps de fournir le signal de mesure de distance sous la forme d'un signal en code du type à pseudo-bruit à faible niveau de puissance, L étant un nombre entier inférieur à N, et X étant m nombre entier supérieur à un mais inférieur à L. 6. Système tel que défini à la revendication 5» caractérisé en ce qu'il comprend de plus des huitièmes moyens auxiliaires prévus dans chacune des 20 stations asservies, reliés aux troisièmes moyens et des neuvièmes moyens prévus à la station pilote et couplés aux seconds moyens pour permettre l'utilisation de (L - X) du premier intervalle de chacune des positions de temps comme canaux de données à vitesse lente entre la station pilote et les stations asservies. 25 7. Système tel que défini à la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend de plus : - des dixièmes moyens prévus à chacune des stations asservies, couplés aux troisièmes et huitièmes moyens pour détecter le taux de variation de la distance entre le répéteur et celle des stations asservies qui est intéressée, et pour transmettre 30 ce taux de variation de distance à la station pilote sur l'un choisi des canaux de données à vitesse lente ; et - des onzièmes moyens prévus à chacune des stations asservies pour déterminer 1'altitude de celles-ci, et pour transmettre cette altitude à la station pilote sur autre canal de données à vitesse lente. 35 8. Système tel que défini à la revendication 7» caractérisé en ce qu'il comprend de plus î - des douzièmes moyens prévus à la station pilote couplés aux seconds et cinquièmes moyens pour mesurer et indiquer la distance entre le répéteur et celle des stations asseryiefe concernée ; 40 - des treizièmes moyens disposés à la station pilote pour fournir une indication 71 16365 18 2096745 du taux de variation de la distance et de ladite altitude, le taux de variation de la distance,la distance et l'altitude contribuant à localiser la position de celles des stations asservies qui est concernée. 9. Système tel que défini à la revendication 6, caractérisé en en qu'il 5 comprend : - un second répéteur commun - le doublage des premiers aux neuvièmes moyens pour coopérer avec le second répéteur ; - des dixièmes moyens auxiliaires disposés à chacune des stations asservies pour 10 en déterminer l'altitude et transmettre cette altitude à la station pilote sur l'un des canaux de données à vitesse lente choisi à cet effet ; - des onzièmes moyens auxiliaires disposés dans la station pilote, reliés aux seconds et cinquièmes moyens pour mesurer et fournir une indication de la première distance entre le premier répéteur et l'une correspondante des stations asservies; 15 - des douzièmes moyens auxiliaires prévus à la station pilote, reliés aux seconds moyens doublés et aux cinquièmes moyens doublés pour mesurer et indiquer la seconde distance entre le second répéteur et la station asservie qui est concernée, l'indication d'altitude, de première distance et de seconde distance contribuant à localiser la position de celle des stations asservies qui est intéressée. 20 10. Système tel que défini à la revendication 6, caractérisé en ce que les sixièmes moyens transmettent l'information de phase sur l'un des canaux de données à vitesse lente choisi à cet effet. GOPY