FR2697956A1 - Procédé et poste de radio-communication entre ou avec des postes mobiles. - Google Patents
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Abstract
Le procédé de radio-communication à courte distance est applicable aux liaisons entre ou avec des postes mobiles. Il utilise l'accès multiple à répartition dans le temps: chaque message est transmis sous forme numérique à la cadence d'une horloge d'émission au cours de tranches temporelles de même numéro d'ordre de trames (10) successives. Chaque tranche comprend un en-tête (12) de synchronisation au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée ayant plusieurs transitions. A la réception, on met enphase une horloge d'échantillonnage de même fréquence nominale que l'horloge d'émission avec cette dernière par référence aux transitions du mot d'en-tête.
Description
PROCEDE ET POSTE DE RADIO-COMMUNICATION ENTRE OU AVEC DES
POSTES MOBILES
La présente invention concerne les procédés de radio-communication en réseau multi-points à courte distance (quelques centaines de mètres à quelques kilomètres) entre ou avec des postes mobiles, dans des conditions d'emploi telles que le nombre de postes mobiles susceptibles de communiquer directement avec un poste donné est très variable dans le temps.
POSTES MOBILES
La présente invention concerne les procédés de radio-communication en réseau multi-points à courte distance (quelques centaines de mètres à quelques kilomètres) entre ou avec des postes mobiles, dans des conditions d'emploi telles que le nombre de postes mobiles susceptibles de communiquer directement avec un poste donné est très variable dans le temps.
L'invention trouve une application particulièrement importante dans les communications entre véhicules automobiles en l'absence de toute infracstructure sol, par exemple pour la diffusion d'alarmes, la régulation de trafic, l'aide à la conduite ou le pilotage, la gestion de flottes de véhicules, etc.
Cette application n'est cependant pas exclusive et l'invention est applicable à de nombreux autres domaines, tels que les communications entre et avec des robots ou d'intervention dans des zones dangereuses ou polluées, les communications protégées entre véhicules militaires d'une même unité, les communications discrètes à courte distance entre bâtiments naviguant de conserve.
On a déjà proposé des procédés de radio-communication entre mobiles utilisant le multiplexage dans le temps, suivant des techniques de compétition, c'est-à-dire d'accès aléatoire, comme ALOHA ou ALOHA crénelé, ou suivant des techniques de réservation, c'est-à-dire d'accès déterministe comme AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps) ou
TDMA (Time Division Multiple Access). Des techniques intermédiaires, conjuguant réservation et compétition ou permettant la réservation dynamique (par exemple par jeton circulant) ont également été proposées.
TDMA (Time Division Multiple Access). Des techniques intermédiaires, conjuguant réservation et compétition ou permettant la réservation dynamique (par exemple par jeton circulant) ont également été proposées.
Toutes ces techniques d'accès se rapportent à la couche 2 (liaisons de données) du modèle de référence OSI (Interconnexion des Systèmes Ouverts), norme IS 7498 de l'ISO. Plus précisément elles relèvent de la sous couche MAC (Contrôle d'Accès au Milieu) de la couche 2.
Les techniques de compétition présentent l'avantage d'une relative facilité de synchronisation, mais l'inconvénient de collisions inévitables entre émetteurs, surtout à trafic élevé.
Les techniques de réservation sont peu efficaces à trafic faible et réclament des moyens significatifs de synchronisation : cette dernère difficulté peut être contournée par exemple par la définition d'un poste maître, distribuant la synchronisation bit et éventuellement la synchronisation trame. Mais il n'est pas toujours possible de disposer d'un maître (à moins de confier ce rôle à une infrastructure fixe) et en outre la survie du réseau dépend de l'existence de ce maître.
Beaucoup de techniques intermédiaires conjuguant réservation et compétition soulèvent également des problèmes de synchronisation.
L'invention envisage une technique mixte, où la réservation est obtenue après compétition et où la synchronisation bit et éventuellement la synchronisation trame sont élaborées de manière distribuée ou répartie, un objectif étant d'éliminer le poste maître permanent et dédié.
De même qu'en TDMA pur, chaque message est transmis sous forme numérique, à une cadence quasi fixe, au cours de tranches isolées ou de tranches s'enchaînant d'une trame à l'autre, avec le même numéro d'ordre dans chaque trame. Les tranches sont séparées par des intervalles de garde permettant d'absorber les différences de temps de propagation.
Au niveau supérieur, le système peut alors être exploité en mode datagramme diffusé, par exemple à raison d'un message par tranche, ou en mode connexion, c'est-à-dire en constituant un canal avec une succession de tranches réservées. La réception des messages peut être ou non confirmée. Dans beaucoup d'applications le rafraîchissement des informations toutes les trames est privilégié par rapport à la garantie d'acheminement.
Pour assurer le fonctionnement des récepteurs et la synchronisation répartie, l'invention propose notamment un procédé suivant lequel on fait précéder le contenu de chaque tranche d'un en-tête ou préambule d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée. Ce mot a un contenu de synchronisation, c'est-à-dire un nombre minimal de transitions. A la réception on met en phase une horloge locale d'échantillonnage, de fréquence proche de la fréquence nominale de bit, avec l'horloge portant le message reçu, par référence aux transitions du mot de l'en-tête.
La première partie de ce préambule peut être utilisée pour recaler la dynamique de la voie de réception du poste mobile. Ce recalage peut être très rapide et intervenir sur quelques bits. Cette première partie du préambule sera éventuellement perturbée en aval (absorption de bits, bits erronés).
La seconde partie de ce préambule peut alors être exploitée par la voie de réception pour en extraire la synchronisation bit propre à la tranche. Le préambule doit donc avoir un contenu de synchronisation, c'est-à-dire comporter un nombre minimal de transitions entre états binaires. Le principe retenu consiste à mettre en phase une horloge locale de même fréquence nominale - à la précision près - que l'horloge d'émission, avec le motif du préambule, et notamment à aligner les flancs de l'horloge sur les transitions de ce préambule.
Il suffit de quelques bits pour assurer la synchronisation à chaque tranche : dans la pratique, on affectera souvent un octet à cete opération. Les tranches étant, dans la plupart des applications, de courte durée ( moins d'un millier de bits), la synchronisation, une fois établie par mise en phase peut rester inchangée pour toute la tranche, la dérive relative des horloges étant liée à leur imprécision qui peut ne pas dépasser 10-6 dans les réalisations habituelles. La phase peut être approchée avec une résolu tion suffisante, de l'ordre de quelques centièmes de la période bit, en intégrant la mesure sur la durée utile du préambule.
La frontière entre première partie et deuxième partie du préambule s'établit naturellement en fonction de la dynamique instantanée de réception. Par contre la fin du préambule est identifiée par un motif spécifique qui sert à délimiter le début du message utile.
Le problème de l'accès en émission suppose d'abord la reconstitution d'une trame par le récepteur du poste, l'identification de tranches libres et le choix d'une tranche d'émission sur laquelle la trame sera initialisée en local.
La trame peut être reconstituée localement par chaque récepteur, par comptage à partir de son horloge propre.
Pour éviter les dérives à long terme liées à l'imprécision de l'horloge locale, l'invention propose, à titre subsidiaire, de recaler de temps à autre la trame élaborée localement sur celle d'un poste bien identifié jouant le rôle de pilote momentané.
En d'autres termes, il est alors proposé un procédé suivant lequel la trame est définie localement en réception, par référence à l'horloge locale, avec la première tranche correspondant à l'émission éventuelle et est soumise à des réalignements ou recadrages périodiques, au maximum toutes les trames.
Dans un mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention, on insère, dans chaque tranche de message de chaque émetteur, un champ indiquant le nombre de tranches que l'émetteur a perçu occupées sur sa propre voie de réception au cours de la trame précédente. Une écoute permanente est effectuée à chaque poste en dehors des périodes d'émission et, au niveau d'un récepteur, le rôle de pilote est momentanément attribué à celui des postes ayant perçu, sur son propre récepteur, le nombre moyen de tranches occupées le plus élevé pendant un nombre déterminé de trames successives. Le critère d'élection du pilote traduit en fait le souci de constituer un groupe de postes, ou "cellule", momentané, centré sur le poste naturellement le mieux placé pour les radio-communications.
L'application, au critère, d'une pondération donnant un effet dégressif aux trames les plus anciennes, permet, une fois un poste pilote momentané choisi, d'éviter des changements trop fréquents de ce pilote.
En pratique, la durée de la trame élaborée localement est recalée de temps à autre, par exemple toutes les trames ou à chaque changmeent de pilote, par rapport au préambule d'émission du pilote, en jouant sur la durée de la tranche d'émission éventuelle.
Le mode de synchronisation trame ci-dessus n'est cependant pas le seul possible.
Une solution plus simple mais moins stable consiste à synchroniser la trame et la tranche d'émission en intégrant les opérations de synchronisation au niveau bit. La durée de la trame locale tient alors compte des horloges de tous les postes présents sur le réseau.
Comme dans tous les systèmes où il n'y a pas une allocation de tranche à partir d'une station maître permanente ou allocation dynamique du type "passage de jeton", il existe un risque de collision lorsque deux postes choisissent d'accéder à la même tranche qui était reconnue libre lors de la trame précédente.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, on réduit le risque de collision par application d'un critère particulier de choix de tranche. Ce critère peut être l'insertion sur une tranche ou un canal (constitué de tranches de même rang sur les trames successives) pour lequel une somme pondérée des occupations de tranches sur plusieurs trames précédentes est minimale et de préférence nulle.
Cela n'empêche pas deux postes placés dans les mêmes conditions de tenter d'émettre sur la même tranche. Il est proposé, pour résoudre les conflits d'accès et les contentions, d'utiliser l'absence de synchronisme rigoureux entre les postes qui cherchent à émettre. Chaque poste gère en local sa propre trame, qui n'est recalée que de temps à autre. Les limites de tranches dérivent donc légèrement d'un poste par rapport à l'autre et à cela s'ajoute l'effet de variation des distances, donc des temps de propagation.
Il existe donc forcément un poste qui émet un peu avant ses compétiteurs.
Un dispositif rapide de détection de signal permet d'empêcher chacun des autres postes d'émettre comme il prévoyait de le faire et donc d'éviter la contention avec le premier.
La procédure d'accès, avec les aléas qu'elle comporte, est relancée pour les compétitions infructueuses.
La nature et le nombre des aléas sont tels que la parité est pratiquement assurée pour tous les postes.
Dans certains cas, il est nécessaire que certains messages soient transmis de façon privilégiée, notamment avec un risque réduit ou nul de conflit d'accès.
Les trames peuvent alors comporter un certain nombre de tranches ou de canaux réservés aux messages ayant un champ de priorité de valeur supérieure à un seuil ou un champ indiquant une priorité maximale. Différents niveaux de priorités peuvent être gérés simultanément.
Enfin le paramétrage de la trame, c'est-à-dire les caractéristiques de période, de nombre de tranches, de longueur d'une tranche, peuvent être réajustés dynamiquement, sous l'action d'un applicatif extérieur. Cette facilité permet une meilleure adaptation aux configurations géographiques rencontrées réellement, mais ne peut être assurée que sur un consensus suffisant entre postes et après décision commune et connue (donc diffusée sous forme de consigne de service) de changement de paramètres.
Un temps mort est alors ménagé pour assurer la transition entre deux paramétrages différents et une stratégie de repli est prévue pour le cas d'anomalies.
L'invention propose également une structure de poste émetteur-récepteur utilisable pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini. Un tel poste peut comprendre une horloge munie de moyens de resynchronisation par déphasage d'une fraction de bit, une voie d'émission et une voie de réception : la voie d'émission est prévue pour insérer dans chaque tranche un en-tête ou préambule d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée ayant un nombre minimal de transitions et la voie- de réception est munie de moyens pour mettre l'horloge en phase avec celle du mot d'en-tête de chaque tranche de message reçu.
En pratique, le poste comporte deux sous-ensembles de technologies différentes, l'un regroupant les parties radiofréquence, modulation, démodulation et synchronisation bit, l'autre regroupant les parties numériques et notamment la synchronisation trame, le contrôle d'accès et les priorités, c'est-à-dire le contrôle de protocole.
Le premier sous-ensemble constitue un modem plus ou moins spécifique. Le second sous-ensemble est construit par exemple autour d'une carte intelligente de communication intégrant un ou plusieurs processeurs fonctionnant en temps réel (notamment un contrôleur de communications) et un environnement logiciel approprié.
L'interface entre les deux sous-ensembles est avantageusement banalisée suffisamment pour assurer un certain découplage. Il est possible de recourir à différents types de modems avec le même contrôle de protocole ou de réaliser plusieurs implémentations du contrôle de protocole dans différents environnements informatiques en utilisant le même modem. En outre, il est possible de mettre en oeuvre le protocole directement à partir de l'interface, sans modem, en utilisant des liaisons par câble.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels
- la figure 1 est un schéma de principe montrant une constitution possible des trames de transmission permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention
- les figures 2A et 2B sont des schémas synoptiques de principe de la partie radio-électrique et de la partie numérique d'un poste émetteur-récepteur utilisable pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention.
- la figure 1 est un schéma de principe montrant une constitution possible des trames de transmission permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention
- les figures 2A et 2B sont des schémas synoptiques de principe de la partie radio-électrique et de la partie numérique d'un poste émetteur-récepteur utilisable pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention.
La figure 1 montre une constitution possible. de trame de radio-communication utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention. Les trames de communication sont constituées de N tranches de même longueur, par exemple de
N = 256 tranches, chaque trame ayant par exemple une durée de 100 ms. Chacune des tranches comporte un préambule 12 au niveau bit, constitué par exemple d'un à deux octets, et un message 14, constitué par exemple de 280 bits. La partie finale de la tranche 16 constitue un intervalle de garde, destiné à absorber les différences de temps de propagation, représentant par exemple huit octets.
N = 256 tranches, chaque trame ayant par exemple une durée de 100 ms. Chacune des tranches comporte un préambule 12 au niveau bit, constitué par exemple d'un à deux octets, et un message 14, constitué par exemple de 280 bits. La partie finale de la tranche 16 constitue un intervalle de garde, destiné à absorber les différences de temps de propagation, représentant par exemple huit octets.
Chaque tranche peut comporter un motif de synchronisation de tranche 18 (un octet par exemple), un champ 20 indiquant le nombre de tranches reçu au cours de la trame précédente par le poste (un octet par exemple), un champ 22 indiquant le niveau de priorité (un octet par exemple) et les données 24 (y compris les adresses des postes concernés).
Enfin, le dernier champ peut remplir diverses fonctions, telles que la détection d'erreurs ou le paramétrage du protocole. Ce dernier champ 26 peut comporter par exemple deux octets. I1 peut s'agir d'une séquence CRC, prévue par les recommandations CCITT.
La transmission des messages s'effectue sur un support hertzien. Pour la communication de données dans un rayon allant jusqu'à quelques kilomètres, on peut notamment utiliser une fréquence porteuse dans la bande ISM (2,4 à 2,8 GHz). On peut cependant utiliser des bandes de fréquences différentes, et notamment la bande de 5,85 GHz envisagée pour les projets CEE PROMETHEUS et DRIVE. Lorsque la discrétion est un impératif, il est avantageux d'utiliser une fréquence pour laquelle l'absorption atmosphérique est élevée, par exemple vers les 60 GHz qui correspondent à une raie d'absorption des radicaux OH.
Pour des porteuses à quelques Gigahertz, on utilisera des modulations simples telles que FSK (déplacement de fréquence), PSK (déplacement de phase) ou MSK (déplacement combiné minimal). Dans la bande millimétrique, une modulation à étalement de spectre sera plus efficacement utilisée.
Chaque poste peut avoir la constitution de principe montrée en figures 2A et 2B. Il comprend alors une antenne 28 omnidirectionnelle en azimut, généralement à polarisation circulaire, reliée à un circulateur 30 de liaison avec une voie de réception et une voie d'émission. Le poste comporte encore une horloge 32 ayant une fréquence nominale déterminée, identique pour tous les postes, pouvant être resynchronisée par décalage ou déphasage.
La voie de réception a une constitution générale classique et ne sera donc que sommairement décrite. Elle comprend un filtre passe-bande d'entrée 34 suivi d'un amplificateur 36. L'amplificateur est suivi d'étages de conversion de fréquence pouvant comprendre un premier mélangeur 38 qui reçoit un signal de conversion d'un synthétiseur de fréquence 40, un amplificateur logarithmique 42, un second multiplieur 44 et un filtre passe-bande 46.
La voie de réception est avantageusement munie de moyens de recalage de dynamique, permettant d'accepter un signal d'entrée d'amplitude très variable, par exemple dans une plage de 80 dB. Dans le cas illustré sur la figure 2A, l'amplificateur 36 est commandé par la tension et l'entrée de réglage du gain reçoit un signal élaboré par un générateur 48 à partir du signal de sortie de l'amplificateur 44.
Le réglage de dynamique peut s'effectuer très rapidement, à partir des premiers bits de chaque tranche reçus, notamment à partir de l'en-tête 12 de chaque tranche.
Le filtre passe-bande 46 peut être suivi d'un amplificateur 50 prévu pour la seconde fréquence intermédiaire FI2.
A la sortie de l'amplificateur 50, qui peut lui aussi être un amplificateur logarithmique, le signal est échantillonné en 52 puis éventuellement décodé en 74 afin de reconstituer le train de bits en sortie B1 démodulé. La cadence d'échantillonnage est fixée par un circuit 54 de synchonisation au niveau bit qui sera décrit plus loin.
La partie radio-fréquence de la voie d'émission comporte, à partir d'une entrée B1 qui reçoit les bits destinés à constituer les trames, un codeur éventuel 80 et, un modulateur 56 relié à un oscillateur 58 fournissant la porteuse.
Le codeur 80 et le décodeur 74 ont pour objet d'adapter le train binaire aux caractéristiques de la transmission : adaptation de bande passante, suppression de la composante continue, capacité d'autosynchronisation.
Le signal modulé est appliqué à un mélangeur 60 de transposition de fréquence, qui reçoit un signal provenant du synthétiseur 40. Ce multiplieur est suivi d'un filtre passe-bande 62 et d'amplificateurs 64 permettant de porter le signal à un niveau approprié à la transmission, par exemple 200 mW environ dans le cas d'une portée limitée à quelques centaines de mètres à quelques Gigahertz.
Diverses méthodes de synchronisation du signal d'horloge fourni à l'échantillonneur 52 sont utilisables. Il est notamment possible de suréchantillonner le signal reçu pendant l'en-tête 12 d'une tranche de manière à déterminer le déphasage à appliquer à l'horloge locale pour assurer la synchronisation bit. Cette détermination peut faire appel à une moyenne sur plusieurs bits, avant sélection de la phase optimale. Pour que le cadrage s'effectue rapidement, on donnera à l'en-tête une constitution ayant un nombre maximum de transitions : dans le cas d'un codage dit AMI (signal bipolaire avec alternance des "1"), l'en-t8te pourra notamment être constitué uniquement de bits 1.
La partie numérique du poste peut avoir la constitution montrée en figure 2. Elle comporte alors une unité de traitement 66 ayant plusieurs fonctions, et notamment la constitution des trames locales, la sélection de la tranche d'insertion des messages et la résolution des contentions.
Cette unité de traitement, qui peut être constituée par un microprocesseur, est associée à une mémoire de programme 68.
Elle reçoit les messages à transmettre d'une source locale 70 et restitue les messages reçus à une unité d'exploitation 72, comprenant par exemple un afficheur, une alarme sonore, etc.
La voie de réception comporte un contrôleur 76 (contrôleur ZILOG Z8530 par exemple) qui notamment traite les messages reçus au niveau de la couche 2 de la norme OSI (liaison de données). La référence de synchronisation de trame nécessaire au fonctionnement du contrôleur 76 peut être fournie par l'unité de traitement 66. Les données de message D fournies par le contrôleur 76 sont transférées par l'unité de traitement 66 à l'unité 72, sous forme d'un message restitué.
La partie numérique de la voie d'émission présente une constitution comparable à celle de la voie de réception : les données D et le signal de synchronisation de trame sont fournis par l'unité de traitement 66 au contrôleur 78 qui assure d'une part le contrôle de ligne, d'autre part le traitement au niveau de la couche 2 du protocle OSI.
On voit que ce contrôleur participe à la synchronisation au niveau bit, mais cette fois à l'émission, et à la synchronisation de trame. Il peut être constitué par un contrôleur
ZILOG Z8530.
ZILOG Z8530.
Le fonctionnement d'un tel système peut être contrôlé par des programmes mémorisés dans la mémoire 68 et une mémoire morte supplémentaire 82 associée aux contrôleurs 76 et 78.
Etant donné qu'une partie du fonctionnement est la même que celle de postes bien connus, seules seront mentionnées maintenant des caractéristiques originales.
La synchronisation au niveau bit peut s'effectuer de façon rapide en utilisant les transitions du préambule ou en-tête 12, et peut aisément être réalisée sur quelques bits seulement, ce qui est suffisant pour des messages courts, de l'ordre de 1 ms pour une longueur représentative de mille échantillons à un débit de 1 Mbits par seconde.
La dynamique du récepteur peut être recalée sur une durée ne dépassant pas trois bits, à partir du signal de sortie de l'amplificateur logarithmique 42.
La synchronisation au niveau tranche lors de l'émission peut s'effectuer aisément moyennant le respect de deux conditions
- Chaque poste doit diffuser, dans chaque tranche qu'il émet, le nombre de tranches occupées (NTO) qu'il a perçu au cours de la trame précédente. Cette information peut être contenue dans le mot 20 inséré immédiatement après un motif 18 de synchronisation de tranche, derrière l'entête 12.
- Chaque poste doit diffuser, dans chaque tranche qu'il émet, le nombre de tranches occupées (NTO) qu'il a perçu au cours de la trame précédente. Cette information peut être contenue dans le mot 20 inséré immédiatement après un motif 18 de synchronisation de tranche, derrière l'entête 12.
- Chaque poste (sauf lorsqu'il émet et que la voie d'émission sature la voie de réception) doit écouter la totalité des trames.
Dans ce cas, l'unité de traitement 66 peut être prévue pour commander le contrôleur 78 de façon à synchroniser la trame d'émission par rapport au poste qu'il a précédemment entendu et qui présente le NTO le plus élevé.
Une pondération temporelle peut être effectuée dans la détermination du NTO, de façon à prendre en considération plusieurs trames successives : un poids maximum est alors affecté à la dernière trame reçue.
Le choix de la tranche dans laquelle s'effectue l'insertion peut s'effectuer par simple tirage au sort entre les tranches inoccupées au cours de la trame précédente.
Cependant il est également possible, comme indiqué plus haut, de faire un choix tenant compte de la disponibilité de tranches non seulement au cours de la trame immédiatement précédente, mais au cours de trames antérieures.
Le traitement des collisions peut s'effectuer de plusieurs façons, par exemple en utilisant le décadrage quasi-aléatoire existant entre les trames locales et les divers postes et en ne retenant que le premier poste ayant commencé son émission. Une tentative peut alors être faite ultérieurement pour les messages inhibés.
Lorsque des messages doivent impérativement être transmis, il est possible de réserver un certain nombre de tranches à des messages contenant un mot de priorité maximum 22.
D'autres solutions sont possibles : en particulier, le mot de priorité peut être prévu pour avoir des poids différents et l'unité de traitement 66 peut alors être prévue pour provoquer des collisions sur des tranches à priorité inférieure, afin de forcer l'insertion du message.
On voit par ailleurs qu'il est possible de constituer chaque poste de façon à créer une séparation fonctionnelle entre d'une part le contrôle de protocole et d'autre part le modem. Le contrôle peut être réalisé par une carte de communications comprenant un processeur spécialisé temps réel. Le modem comprend alors des circuits de modulationémission et de réception-démodulation- synchronisation, avec, entre les deux, une interface banalisée autorisant le fonctionnement sur liaisons cuivre en l'absence de modem, ou la substitution de différents modems, par exemple à diverses fréquences et/ou avec divers types de modulation.
L'invention n'est pas limitée aux modes particuliers de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemple. En particulier le procédé peut être mis en oeuvre pour la radio-communication avec des émetteurs et récepteurs à agilité de fréquence, permettant d'étaler le spectre et de pallier les évanouissements dûs à des trajets multiples. Le codage des messages peut être à détection d'erreur ou à correction d'erreur, par bloc ou convolutionnel. Les applications de l'invention sont également très nombreuses et les messages peuvent avoir des natures très diverses, et concerner notamment la sécurité (transmission des alarmes et signaux d'urgence), la régulation du trafic, le pilotage dynamique, la diffusion d'information et le paiement automatique des péages.
Claims (9)
1. Procédé de radio-communication à courte distance entre ou avec des postes mobiles, à accès multiple à répartition dans le temps suivant lequel on transmet chaque message sous forme numérique, à la cadence d'une horloge d'émission, au cours de tranches temporelles isolées ou s'enchaînant avec le même numéro d'ordre sur des trames successives,
caractérisé en ce qu'on fait précéder le message, dans chaque tranche, d'un en-tête ou préambule d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée ayant un contenu de synchronisation, c ' est-à-dire un nombre minimal de transitions et en ce que, à la réception, on met en phase une horloge locale d'échantillonnage, de fréquence proche de la fréquence nominale de bit, avec l'horloge portant le message reçu, par référence aux transitions du mot de l'en-tête.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trame est définie localement en réception, par référence à l'horloge locale, avec la première tranche correspondant à l'émission éventuelle et est soumise à des réalignements ou recadrages périodiques, au maximum toutes les trames.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on insère dans chaque tranche du message un mot indiquant le nombre de tranches que l'émetteur a perçu occupées en réception au cours de la trame précédente, en ce qu'une écoute permanente est effectuée à chaque poste en dehors des périodes d'émission et en ce que la trame locale est réalignée ou recadrée par rapport au début de la tranche associée à celui des postes pour lequel le nombre moyen de tranches perçues occupées en réception est le plus élevé, la moyenne étant obtenue par pondération sur un nombre déterminé de trames successives.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on insère chaque message à émettre par un poste dans une tranche ou un canal constitué d'une séquence de tranches de même rang dans les trames, la tranche ou le canal étant choisis de façon aléatoire parmi ceux reconnus inoccupés au cours d'une ou quelques trames précédentes ; en ce que, grâce à un dispositif de détection rapide de présence signal, on évite la collision de plusieurs postes voulant accéder à la même tranche par une inhibition de l'émission des messages au-delà du premier, les dérives temporelles entre les différentes trames locales assurant un caractère aléatoire à l'émission ainsi autorisée, et donc la parité entre les accès des postes.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on insère chaque message à émettre dans une tranche ou un canal déclaré libre à la trame précédente pour lequel une somme pondérée des occupations de tranches sur plusieurs trames précédentes est minimale.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on affecte à chaque tranche, en plus de l'en-tête de synchronisation, un mot de priorité et en ce qu'on prévoit dans les trames au moins une tranche ou un canal de numéro d'ordre déterminé réservé aux messages ayant un mot de priorité de valeur supérieure à un seuil ou un mot indiquant une priorité maximale.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une séparation fonctionnelle, entre d'une part le contrôle de protocole, réalisé par une carte de communications comprenant un processeur spécialisé temps réel, et d'autre part le modem, comprenant des circuits de modulation-émission et de réception-démodulation-synchronisation, avec, entre les deux, une interface banalisée autorisant le fonctionnement sur liaisons cuivre en l'absence de modem, ou la substitution de différents types de modulation.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par des moyens supplémentaires de modification dynamique des paramètres du protocole (nombre de tranches, longueur des tranches, période de trame) après consensus et diffusion de la consigne à l'ensemble des postes.
9. Poste émetteur-récepteur destiné à des radiocommunications à courte distance entre ou avec des postes mobiles, à accès multiple à répartition dans le temps suivant lequel chaque message est transmis sous forme numérique au cours de tranches temporelles isolées ou de même numéro d'ordre dans les trames successives, comprenant une horloge, un modem qui regroupe une voie d'émission et une voie de réception, dans lequel
la voie d'émission est prévue pour insérer dans chaque tranche un en-tête d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée ayant un contenu de synchronisation, c'est-à-dire un nombre suffisant de transitions, et
la voie de réception comporte des moyens pour mettre l'horloge locale en phase avec celle de l'en-tête de chauqe tranche de chaque message reçu.
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1992
- 1992-11-06 FR FR9213423A patent/FR2697956B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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FR2697956B1 (fr) | 1995-02-10 |
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