FR2724085A1 - Procede et dispositif de telecommunications assurant un positionnement temporel adaptatif d'emission de salves - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de télécommunications possédant des unités (10, 11) qui communiquent sous forme de salves périodiques sur un canal fonctionnant en division temporelle. Une fenêtre temporelle périodique est identifiée, qui se répète entre crêtes d'activité sur le canal, la fenêtre ayant une durée au moins égale à la durée d'une salve d'émission. On sélectionne cette fenêtre au titre de la tranche de temps d'émission. Des salves d'émission sont reçues de la part d'une unité, qui comprennent des informations de trafic, et des signaux de signalisation sont émis à destination de l'unité, sous forme de salves s'intercalant entre les salves reçues, sur le même canal, l'unité qui reçoit les informations de trafic et qui émet des signaux de signalisation assurant la synchronisation des salves émises en fonction des salves reçues. Une demande de réquisition peut être relayée d'une unité réceptrice, qui se trouve à portée de l'unité réquisitrice, à une unité émettrice pouvant se trouver hors de portée de l'unité réquisitrice.

Description

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de

télécommunications ayant, selon un aspect, des caractéristiques temporelles d'émission en salves adaptatives et, selon d'autre aspects, des caractéristiques de signalisation par salves de retour et de réquisition Il existe un certain nombre de systèmes de télécommunications dans lesquels les informations sont émises et reçues sous la forme d'une série de salves placées à des intervalles de temps réguliers (par exemple un système à accès multiple par division temporelle, ou TDMA) sur une liaison de transmission. Ces systèmes comprennent des systèmes radio cellulaires GSM, les normes CT2 et DECT pour téléphones sans fil, et la norme TETRA pour radiotéléphones mobiles

dits commutés ("trunked").

Dans ces systèmes, on impose un cahier de charges rigoureux pour éviter l'apparition d'interférences entre un ou plusieurs signaux présents sur une certaine fréquence porteuse et un ou plusieurs signaux présents sur une fréquence porteuse adjacente. Ceci constitue ce que l'on appelle généralement les "interférences entre canaux adjacents". Un aspect important de la réduction des interférences entre canaux adjacents s'appuie sur des transmissions effectuées à des fréquences très précises, le signal précis d'une station de base étant utilisé comme référence de fréquence. Typiquement, une station de base peut avoir une tolérance de fréquence de 0,2 partie par million (ppm), tandis qu'une unité mobile peut avoir

une tolérance de fréquence de 2 ppm.

Dans les systèmes radiocellulaires et les systèmes radio mobiles "commutés", il est ordinairement prévu plus d'un utilisateur sur une unique fréquence porteuse, dans le mode TDMA. On désigne souvent les interférences entre signaux présents sur la même porteuse par l'appellation "interférences sur le même canal". Un moyen important pour éviter les interférences sur le même canal consiste à synchroniser le schéma temporel suivi par les unités mobiles sur des

mots de synchronisation émis par une station de base.

On pourra par exemple se reporter à Mobile Radio Communications de Ray Steele, Pentech Press, 1992 pour prendre connaissance des principes de base concernant la tolérance vis-à-vis de signaux brouilleurs dans le contexte du

multiplexage par division temporelle.

La norme TETRA relative aux systèmes radio commutés est prévue pour les communications en mode direct, c'est-à-dire des communications d'un mobile à l'autre sans l'aide d'aucune station de base. L'absence d'une station de base pour donner des références de fréquence et de positionnement dans le temps donne naissance à des problèmes d'interférences entre canaux adjacents et sur un même canal. Le fait d'améliorer la tolérance de fréquence de l'oscillateur de l'unité mobile aurait pour effet d'augmenter son coût. En réalité, une demande existe plutôt pour abaisser la précision de fréquence de l'équipement mobile dans le but de réduire son coût. Les schémas actuellement existant qui visent à réduire les interférences font appel à des changements de la fréquence d'émission dans le but d'éviter le brouillage, ce qui est coûteux du point de vue de l'utilisation des canaux, ou bien à l'augmentation de l'écartement des canaux par rapport à la vitesse d'émission des informations dans le but de compenser les effets des imprécisions des références de fréquence, ce qui entraîne simplement une aggravation des problèmes dans le canal adjacent. Une autre manière de réduire l'effet des interférences entre canaux adjacents consiste à réduire la vitesse de transmission des données pour une largeur de bande de canal donnée, ce qui n'est pas souhaitable pour des raisons de capacité

de traitement et pour des raisons de complexité.

La demande de brevet britannique n 9400879.4 de la société Motorola Ltd. décrit, entre autres particularités, une technique qui réduit les effets des interférences grâce à une modification aléatoire de la fréquence et du temps d'émission des salves, ce qui revient donc à prendre la moyenne, sur le temps, de l'effet des signaux de brouillage. La technique des sauts dans le temps et en fréquence est efficace lorsqu'il y a un grand nombre de canaux disponibles (et par conséquent de signaux de brouillage), du fait qu'on a pris la moyenne des interférences. Lorsque le nombre des signaux de brouillage est plus petit, ceci ne

réduit pas nécessairement les interférences totales ni les interférences en moyenne.

La réduction des interférences d'un système de télécommunications

TDMA est une nécessité.

Dans la norme TETRA du mode direct, il existe une unique liaison de télécommunications fonctionnant en alternat pour chaque porteuse, qui émet pendant un quart du temps disponible sous la forme de salves d'émission à une puissance fixe (à plein débit) pendant des "tranches" de temps périodiques. En raison de l'absence d'une station de base assurant la synchronisation dans le temps, des unités intervenant dans une communication bidirectionnelle ou un groupe adoptent une synchronisation temporelle "ad hoc", en recevant de la part d'une unité émettrice, en se synchronisant sur cette unité, et en continuant sur la même séquence de tranches. Les trois autres quarts restants du temps du canal restent inutilisés, sauf qu'une particularité de surveillance double est prévue selon laquelle une unité contrôle la 18e trame d'un canal de commande TETRA ( qui est émise environ chaque seconde) venant d'une station de base de commutation possible de façon à surveiller l'arrivée d'un signalisation entrante (et en cessant toute transmission ou réception en mode direct pour effectuer cette surveillance). Un tel agencement est inflexible en ce qui concerne la gestion des interférences, que ce

soit d'un point de vue général ou en liaison avec des situations d'urgence.

Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un procédé destiné à un système de télécommunications possédant des unités qui communiquent à l'aide de salves périodiques sur un canal en division temporelle, o l'intervalle entre salves adjacentes venant d'une unité donnée dépasse la durée d'une salve. Le procédé comprend les opérations suivantes: surveiller l'activité sur un canal; identifier une fenêtre temporelle périodique, se répétant entre crêtes d'activité sur le canal, qui possède une durée au moins égale à la durée d'une salve d'émission; sélectionner cette fenêtre temporelle comme tranche de temps

répétitive pour l'émission; et émettre pendant cette tranche de temps répétitive.

De préférence, la fenêtre temporelle qui s'étend sur une période d'activité minimale du canal est identifiée comme étant la fenêtre temporelle périodique. Une structure de trames répétitive peut être appliquée à l'activité surveillée sur le canal de façon que des crêtes d'activité se répétant régulièrement soient considérées comme se trouvant dans des trames successives. On peut prendre la moyenne des niveaux d'activité sur un certain nombre de trame à des instants différents d'une trame de façon à identifier une fenêtre temporelle

périodique de faible activité dans une trame.

Selon l'invention, on a trouvé que, en plus des sources normales d'interférences, la liaison subit une interférence qui est périodique avec la même fréquence de salves ou avec des divisions entières de la fréquence de salves utilisée sur la liaison (à savoir une interférence d'un multiplex temporel, ou TDM, à l'autre lorsque l'émetteur est la référence pilote de positionnement temporel). L'invention propose un moyen systématique de réduire les effets des interférences sur la qualité

de la liaison.

Les émetteurs-récepteurs intervenant dans la communication ont de préférence la capacité de déplacer l'instant o ils émettent et reçoivent. Cet agencement s'applique principalement lorsque la référence temporelle est établie par l'émetteur indépendamment d'une référence pilote (c'est-à-dire que la communication est complètement dépourvue d'infrastructure). La référence temporelle nécessaire à la transmission de salves dans le temps est fixée entre les deux unités qui communiquent. Toutefois, l'agencement peut encore s'appliquer dans les limites des contraintes d'un système si le système permet de modifier

l'instant d'émission, soit indépendamment du système, soit en l'imposant à celui-

ci. L'invention se révèle particulièrement avantageuse lorsqu'il existe un

petit nombre de signaux de brouillage.

L'activité présente sur le canal peut venir de l'activité interne au canal ou de l'activité de canaux adjacents débordant dans le canal considéré. La première unité peut ou non tenir compte du fait que l'activité surveillée est propre au canal

ou est celle liée à un canal adjacent.

Dans le cas d'un système TETRA, l'invention a pour avantage de réduire les interférences entre canaux adjacents, puisque l'activité d'un canal adjacent, venant d'une autre unité TETRA débordant dans le canal voulu, aura la même périodicité sur le canal voulu que les émissions délibérées faites en provenance de la première unité. L'invention permet de choisir des périodes à

interférences minimales entre canaux adjacents.

Selon ce premier aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de télécommunications comprenant: un récepteur destiné à recevoir des salves de signaux de la part d'un canal de télécommunications, le récepteur ayant une sortie de surveillance de canal servant à surveiller l'activité présente sur le canal; un émetteur qui émet des salves d'une durée prédéterminée sur le canal; et un dispositif de calcul servant à analyser les signaux venant de la sortie de surveillance de canal afin d'identifier des crêtes d'activité se répétant sur le canal et d'identifier une fenêtre temporelle périodique, se répétant entre crêtes d'activité sur

le canal, qui possède une durée au moins égale à la durée prédéterminée.

L'émetteur répond au dispositif de calcul en émettant sélectivement des impulsions

pendant la fenêtre temporelle périodique identifiée.

Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un procédé permettant d'assurer le fonctionnement d'une première unité communiquant avec une deuxième unité sur un canal de télécommunications travaillant en division temporelle. Le procédé comprend les opérations suivantes: recevoir des salves d'émission de la part de la deuxième unité, qui comprennent le trafic (et délivrer le trafic sur une sortie); et émettre une signalisation à destination de la deuxième unité sous forme de salves s'intercalant entre les salves reçues sur le même canal, o la première unité positionne temporellement les salves émises en fonction des

salves reçues.

Cet agencement permet une souplesse de fonctionnement beaucoup

plus grande dans la liaison de télécommunications établie.

L'opération d'émission peut comprendre l'émission de la signalisation de synchronisation qui vise à donner instruction à la première unité d'avancer ou de

retarder le positionnement temporel de ses salves d'émission.

L'activité peut être surveillée sur le canal, la présence d'une source d'interférences donnant naissance à des interférences périodiques ayant la même période que les salves qui viennent de la deuxième unité peut être identifiée, et une durée de chevauchement, dans la première unité, entre une salve venant de la deuxième unité et les interférences venant de la source d'interférences peut aussi être identifiée. Un signal peut être émis de la première unité à la deuxième unité pour ajuster le positionnement temporel des émissions afin de réduire la durée de

chevauchement.

Dans le cas o l'activité surveillée est l'activité propre au canal, l'invention permet d'augmenter l'utilisation du canal, ou bien elle peut assurer des

interférences minimales pendant la réquisition par une unité prioritaire.

La réquisition est imposée dans le cahier de charges TETRA. Une unité en mode direct déclenchant un appel d'urgence hors couverture du système doit utiliser un canal en mode direct et, si nécessaire, faire usage de réquisition par rapport à toute communication utilisant ce canal. Il doit être prévu qu'une communication en mode direct subisse une réquisition de façon à pouvoir assurer

le service des appels d'urgence.

De manière facultative, l'activité présente sur le canal est surveillée dans la première unité, la présence d'une unité prioritaire est identifiée, et l'opération d'émission comprend l'émission, à destination de la deuxième unité,

d'un signal visant à faire cesser l'émission sur le canal.

De cette manière, la réquisition effectuée sur une première unité par une unité d'urgence peut être relayée à une deuxième unité, l'unité d'urgence pouvant émettre à destination de la première unité, mais étant en dehors de la portée de la deuxième unité, cette dernière n'étant donc pas elle-même réquisitionnée. L'opération d'émission peut comprendre l'émission d'une signalisation de commande de puissance donnant instruction à la première unité d'ajuster la

puissance de ses salves d'émissions.

L'opération d'émission consiste de préférence à émettre, moins d'une fois sur deux, entre les intervalles entre salves reçues. Par exemple, une unique salve de retour peut être émise une fois chaque multitrame, une multitrame étant une suite de plusieurs trames, (dans le cas de TETRA, cette émission a lieu une fois toutes les 18 trames ou salves reçues). Selon cet aspect de l'invention, il est également proposé un dispositif de télécommunications comprenant: un récepteur destiné à recevoir des salves de signaux de la part d'un canal de télécommunications et à extraire de celui-ci des informations de trafic; un circuit d'horloge qui assure la synchronisation sur les salves de signaux reçues et produit des signaux de commande de positionnement temporel d'émission; et un émetteur qui répond aux signaux de commande de positionnement temporel d'émission en émettant une signalisation sous forme de

salves se répartissant entre les salves de signaux reçues.

Les deux aspects précédents de l'invention peuvent être combinés dans un procédé de télécommunications entre une première unité et une deuxième unité sur un canal de télécommunications fonctionnant par division temporelle, le procédé comprenant les opérations suivantes: émettre sous forme de salves périodiques, de la deuxième unité à la première unité; dans la première unité, surveiller l'activité présente sur le canal, en identifiant la présence d'une source d'interférences donnant naissance à des interférences périodiques qui ont la même période que les salves venant de la deuxième unité et en identifiant, dans la première unité, un temps de chevauchement entre une salve venant de la deuxième unité et les interférences venant de la source d'interférences; émettre, de la première unité à la deuxième unité, un signal visant à ajuster le positionnement temporel des émissions afin de réduire le temps de chevauchement; et ajuster le positionnement temporel des émissions dans la deuxième unité en réponse au

signal venant de la première unité.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé permettant d'assurer des communications entre une première unité et une deuxième unité sur un canal de télécommunications, qui comprend les opérations suivantes: émettre, de la deuxième unité à la première unité; surveiller, dans la première unité, l'activité présente sur le canal et identifier la présence d'une unité prioritaire; émettre, de la première unité à la deuxième unité, un signal demandant l'arrêt de l'émission; et arrêter l'émission dans la deuxième unité en réponse au signal

venant de la première unité.

Selon cet aspect, l'invention a pour avantage qu'une demande de réquisition peut être relayée d'une unité réceptrice, qui peut se trouver à portée d'une unité réquisitrice, à une unité émettrice qui peut être hors de portée de l'unité réquisitrice. Cet aspect de l'invention est indépendant de la nature du canal ou du multiplexage du canal. Le "canal" peut être l'un quelconque d'un grand nombre de

types de moyens de télécommunications.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise

à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 illustre un scénario générique o interviennent deux utilisateurs dans une communication à multiplexage par division temporelle (TDM), en présence d'une source d'interférences; - la figure 2 montre la structure périodique de salves échangées entre des unités présentées sur la figure 1, ainsi que la nature périodique de l'interférence présentée sur la figure 1; - la figure 3 montre les éléments matériels compris dans l'une des unités de la figure 1; - la figure 4 est un diagramme temporel illustrant le fonctionnement de l'unité de la figure 3 selon le mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 5 est un organigramme montrant un algorithme de commande de l'unité de la figure 3; - la figure 6 est un diagramme temporel servant à illustrer certains aspects de l'invention se rapportant à la réquisition; et - la figure 7 est un diagramme temporel servant à illustrer certains

aspects de l'invention se rapportant à la signalisation.

On va considérer le système de transmission représenté sur la figure 1.

Deux émetteurs-récepteurs 10 et 11 (que l'on appellera l'unité A et l'unité B) sont

des émetteurs-récepteurs radio TETRA pouvant fonctionner en mode direct.

Naturellement, ces émetteurs récepteurs pourraient être d'autres types d'émetteurs-

récepteurs.

Les unités A et B se sont vues attribuer un canal de transmission pour communiquer. Ce canal est par exemple un canal radio d'une fréquence donnée présentant une largeur de bande donnée. Les unités A et B n'occupent pas nécessairement le canal en permanence. Lorsque A et B communiquent, des informations sont transmises, à des instants réguliers, sous forme de salves de durée fixe. Le canal de transmission subit des interférences de la part d'une source C. La figure 2 représente un exemple dans lequel les informations sont transmises pendant une fraction du temps disponible sur le canal. Dans cet exemple, cette fraction correspond à un quart du temps disponible (cette fraction pourrait être, au plus, d'une moitié dans le présent contexte). Dans cet exemple, le temps mort pendant lequel aucune transmission n'a lieu, n'est pas utilisé et n'est attribué à aucun autre utilisateur, comme c'est le cas dans un système TETRA. Une structure de positionnement temporel (c'est-à-dire un positionnement en tranches)

peut être établie entre A et B lorsque la transmission commence.

Les interférences venant de la source C ont le même taux de répétition que le canal reliant A et B (ou bien un certain diviseur entier de ce taux). Le positionnement temporel des interférences est asynchrone par rapport à celui du canal reliant A et B, et celles-ci peuvent survenir en même temps que A et B communiquent (comme représenté sur la figure 2). Dans l'exemple d'un système radio, les interférences peuvent être du type "sur le même canal" ou bien elles peuvent rejaillir depuis un canal adjacent. Un tel rejaillissement, venant d'un canal adjacent, peut survenir du fait que A et B et le signal de brouillage fonctionnent indépendamment à partir d'une référence de fréquence stable et que leurs références propres ne sont pas suffisamment précises pour empêcher qu'une

certaine puissance ne s'échappe des bandes de fréquence qui leurs sont attribuées.

Les interférences peuvent alors dégrader sévèrement la qualité de la liaison entre A et B. Dans l'exemple, o le signal de brouillage est très rapproché de A (mais émet dans un canal adjacent), l'effet de rejaillissement sur le canal de A

et B peut complètement masquer la communication.

Il peut exister un deuxième scénario connexe. Sur la figure 1, C peut ne pas être une source de signaux de brouillage, mais peut être une unité TETRA 12 que souhaite adresser des signaux à l'unité A et, ou bien, à l'unité B. Par exemple, C peut souhaiter "réquisitionner" la conversation entre A et B et utiliser le canal pour une émission présentant une priorité supérieure. Dans ce cas, le risque existe que C puisse émettre pendant que A et B sont en communication, et le signal de réquisition peut se perdre du fait des interférences dues à A et B. Pour débloquer ce

problème, on fait appel à un ajustement adaptatif du temps d'émission des salves.

A titre d'explication, on présente sur la figure 3 un schéma montrant les éléments matériels nécessaires d'une unité 10. Ce schéma s'applique aux unités 10,11 et 12 de la figure 1, qui désignent respectivement A, B et C. L'unité 10 comprend un récepteur 21 et un émetteur 22 qui sont tous deux reliés à une antenne 23 (si nécessaire par l'intermédiaire d'un duplexeur), le récepteur 21 fournissant des signaux de trafic à un haut-parleur 24, ou d'autres signaux de sortie (par exemple des données de télécopie, ou autres). Dans le cas de signaux vocaux, les signaux de trafic de sortie demandent généralement à être décodés dans un codeur vocal (non représenté). Un microphone, ou un autre moyen d'entrée, 25 est connecté à l'émetteur 22 pour lui fournir des données de trafic d'entrée à émettre (de nouveau par l'intermédiaire d'un codeur vocal si cela

est nécessaire).

A l'émetteur 22 et au récepteur21, est connecté un synthétiseur30 assurant la commande de fréquence. Un microprocesseur 31 est destiné à assurer la commande générale de l'unité. Le microprocesseur possède un circuit 32 de positionnement temporel, ou d'horloge, et il comporte une mémoire 33. Un bouton dit 'de conversation" (FI), ou un autre moyen d'entrée, 34 est connecté au microprocesseur 31. Entre le microprocesseur 31 et l'émetteur 22, sont connectées

une ligne de données de signalisation (ou un bus) 40 et une ligne de commande 41.

Une ligne 42 d'indication d'intensité de signal reçu (RSSI) et une ligne (ou un bus) de signalisation de réception 43 sont connectées du récepteur 21 au microprocesseur 31. Un bus de commande de fréquence 44 est connecté entre le

microprocesseur 31 et le synthétiseur 30.

On va d'abord considérer le cas o l'unité souhaite émettre sur un canal vacant. Le microprocesseur 31 sélectionne une fréquence appropriée via le bus 44 de commande de fréquence, et le récepteur 21 reçoit des signaux de la part du canal et fournit une indication sur la ligne RSSI 42 en ce qui concerne l'activité présente sur le canal. Dans l'hypothèse o le canal est vacant, l'utilisateur peut presser le bouton FIT 34 et le microprocesseur 31 commande à l'émetteur 22, via la ligne de commande 41, d'émettre des données de trafic à partir du microphone 25 suivant un multiplexage par division temporelle qui couvre un quart du canal. Le positionnement temporel, commandé par l'horloge 32, fonctionne sur une périodicité prédéterminée, à savoir des trames de longueur fixe,

cette périodicité étant prédéterminée en fonction de la configuration du système.

Du fait de l'émission de salves sur le canal, l'unité 10 possède des tranches de temps définies pour l'émission et des fenêtres d'inactivité entre ces tranches de temps. Lorsque l'unité 11 souhaite répondre, elle surveille, sur sa propre ligneRSSI 42, l'activité émanant de l'unité 10 et synchronise son propre cadencement de trames sur la "tranche" reçue. L'unité 11 maintient le même positionnement temporel et, lorsque l'unité 10 a cessé d'émettre et que l'unité 11 commence, elle continue d'émettre des salves suivant la même séquence périodique, c'est- à-dire dans les mêmes "tranches". Pour un observateur extérieur, il n'y a pas nécessairement de différence sensible dans le positionnement temporel de la séquence de tranches entre l'émission effectuée par une unité et l'émission

effectuée par l'autre unité.

Une particularité nouvelle significative selon un aspect de l'invention consiste à prévoir un canal de signalisation de retour allant de l'unité qui reçoit le

signal de trafic à l'unité qui émet le signal de trafic.

Si on suppose que l'unité 10 est en train de recevoir, des salves de trafic sont reçues dans l'unité 21 et sont délivrées par le haut-parleur 24 (ou par une quelconque autre sortie). La ligne de signal RSSI 42 indique au microprocesseur 31 la montée et la descente des salves entrantes. Le microprocesseur 31 définit une tranche d'émission de signalisation de retour qui va se trouver entre la fin d'une salve recue et le début de la salve reçue suivante. Par exemple, la tranche de signalisation d'émission de retour possède la même durée qu'une tranche de trafic reçu (c'est-à-dire le quart d'une trame) et est placée centralement entre l'extrémité d'une tranche de trafic reçu et le début de la tranche de trafic reçu qui est prévue ensuite. Le microprocesseur 31 fait en sorte que l'émetteur 22 se règle et émette des informations de signalisation via la ligne (ou

bus) de signalisation 40.

Il n'est pas nécessaire que la tranche de signalisation d'émission apparaisse à chaque trame. Elle peut être présente une trame sur deux, ou même de façon très peu fréquente. Par exemple, elle peut apparaître après un certain nombre de trames (multitrame), de façon à donner chaque seconde environ une tranche de

signalisation de retour. Selon la norme TETRA, une multitrame comprend dix-

sept trames de trafic et une trame de signalisation (dans la même direction).

Comme décrit ci-après, cette tranche de signalisation de retour peut être utilisée pour la commande de synchronisation ou pour la commande de réquisition. En fait, cette tranche de signalisation de retour peut être utilisée

également pour la commande de la puissance.

Dans la mémoire 33 des unités A et B, il est prévu un algorithme qui traite de l'ajustement du moment o une émission a lieu, de façon à éviter des

interférences de la nature de celles présentées sur la figure 2.

L'algorithme comprend trois opérations de base: (1) surveiller la puissance utile reçue dans le canal et déterminer la période d'interférence minimale comprise à l'intérieur du taux de répétition de l'émission; (2) pendant l'émission, ajuster le moment o l'émission a lieu de façon que l'émission se trouve dans les limites de la période d'interférence minimale; et (3) à signaler à l'autre partie intervenant dans la transmission d'avoir à aligner son positionnement temporel sur

celui de la première partie.

L'ajustement du temps d'émission est systématique, de sorte qu'on évite complètement les interférences. Un ajustement systématique du temps d'émission est généralement applicable aux cas o le nombre potentiel de sources

de brouillage est petit.

Pour illustrer l'algorithme, on va de nouveau considérer l'exemple présenté sur la figure 1. Les unités A et B sont des unités radio qui se sont vu attribuer un canal leur permettant d'être en communication directe d'une unité mobile à l'autre. Le système associé à l'exemple présenté, sous lequel les unités radio fonctionnent, utilise une structure detranches de temps 4: 1, qui est représentée sur la figure 2. L'unité C est une unité radio qui utilise un canal identique, adjacent à celui des unités A et B. Les unités A, B et C fonctionnement indépendamment de toute infrastructure du système, et les inexactitudes apparaissant dans les références de fréquence à l'intérieur des unités radio sont suffisamment importantes pour provoquer d'importantes interférences entre canaux adjacents. En liaison avec la figure 4, on va examiner divers cas, o le signal Q est l'activité mesurée (interférences) sur un canal considéré, le signal R correspond à l'émission suivant un positionnement temporel ajusté sur les points de repos du canal, et le signal S correspond à une émission ajustée de façon à maximiser la capacité d'utilisation du canal. Le premier cas considéré concerne les interférences

détectées avant l'établissement de la communication.

Dans l'état libre, les unités A et B surveillent leur propre canal afin d'y rechercher des interférences périodiques. Si l'unité C émet, le signal Q fait apparaître la puissance mesurée par A et, ou bien, par B dans leur propre bande de fréquence. Les moments o la puissance mesurée augmente correspondent au fait que l'unité C rejaillit dans la bande des unités A et B. Alors, si A souhaite émettre à destination B, A choisira d'émettre dans les périodes de moindre interférence apparaissant entre les émissions de C (c'est-à-dire les périodes présentées en liaison avec le signal R). B détectera le signal de A et ajustera sa synchronisation pour émettre pendant les mêmes tranches de temps. Aucune signalisation supplémentaire n'est nécessaire pour ajuster la synchronisation initiale de B. Le schéma de signalisation selon l'invention, décrit ci-dessus en liaison avec la figure 3 est utilisé pour permettre à une unité réceptrice de renvoyer une signalisation de commande à une unité émettrice. Si le positionnement relatif des émissions de la source de brouillage et des unités A et B dérive, alors l'unité A ou l'unité B enverra de message de signalisation à intervalles périodiques en vue d'ajuster leur positionnement temporel, de façon à suivre l'évolution temporelle

optimale pour l'émission (ce qu'on appelle les points de repos).

Si l'unité radio qui fait commencer la communication se trouve hors de portée de la source d'interférence, de sorte que l'unité radio appelée e st celle qui subit l'interférence, l'unité radio appelée peut signaler à l'unité radio ayant fait commencer la communication d'avoir à ajuster son positionnement temporel pour

s'écarter de la source d'interférence.

Selon une autre possibilité, le schéma du signal S de la figure 4 est tel que A et B ajustent leur positionnement temporel de façon à occuper une "tranche" qui est à la suite de celle contenant les interférences. Ceci assure que le temps inutilisé de la structure de trames (c'est-à- dire un temps pendant lequel A ou B n'émet pas et qui ne contient pas d'interférences), lequel, dans le présent cas, correspond à deux tranches, est disposé de façon contiguë. Cette grande fenêtre peut être utilisée pour une réquisition ou un message de signalisation émanent

d'une infrastructure associée, ou même pour une autre conversation.

On va maintenant examiner un deuxième cas, dans lequel les

interférences sont détectées après l'établissement de la communication.

Si A et B sont déjà en train de communiquer lorsque les interférences

apparaissent, alors le canal de signalisation de retour, qui est utilisé (comme ci-

dessus indiqué) pour suivre l'évolution des points de repos, est employé pour faire passer à une tranche écartée de la source d'interférences. Il est intéressant de noter que si on adopte cette technique sur un système radio, alors ce scénario ne se produira que sur le bord des bandes. Si C fait partie du même système que A et B, C évitera les tranches de temps de A et B pour établir sa propre communication

après que A et B ont commencé le leur.

Un troisième scénario correspond au cas o une tierce partie souhaite interrompre une transmission (par exemple dans le cas d'une réquisition). La tierce partie peut se synchroniser sur la transmission avant d'émettre un message de réquisition. Il existe une subtile différence avec le cas o on cherche à éviter les interférences, en ce qu'une synchronisation directe du temps et de la fréquence a lieu avant l'émission. Pour éviter les interférences, A ou B recherche une période contenant le moins d'interférences. A ou B ne se synchronise pas activement sur

une autre émission.

Un exemple de l'algorithme mémorisé dans la mémoire 33 pour commander le microprocesseur 31 est présenté sur la figure 5. Lorsqu'on appuie sur le bouton FIT (étape 100) se trouvant à l'entrée 34, le microprocesseur 31

détermine, à l'étape 101, s'il existe une activité de nature périodique sur le canal.

Ceci s'effectue par contrôle de la ligne de signal RSSI 42. Le microprocesseur 31 applique une structure de trames au signal RSSI en le divisant en trames (d'une durée prédéterminée qui est fonction du système) et il suppose que les crêtes d'activité apparaissant régulièrement dans une trame résultent de l'activité d'une autre unité du système. Il mesure le niveau de signal en différents points de la

trame (échantillons) et prend la moyenne de ces échantillons sur plusieurs trames.

S'il n'existe aucune activité périodique, l'unité peut simplement s'emparer du canal (étape 102). S'il existe une activité périodique, l'étape 103 prend en considération l'éventualité d'une émission d'urgence. Si l'émission est une émission prioritaire, une fenêtre de moindre activité est identifiée à l'étape 104 et, pendant la durée de

cette fenêtre, un signal est émis qui indique aux autres unités de quitter le canal.

Puisque le signal a été émis lors de la période de moindre activité sur le canal, elle

a les plus grandes chances d'être reçue par les autres unités.

On note que toutes les unités possèdent la particularité nouvelle de pouvoir surveiller l'apparition d'une semblable signalisation, soit pendant la période de repos existant sur le canal, soit au point constituant le milieu des salves de trafic sur le canal. Après plusieurs trames servant à émettre ce signal selon l'étape 105, l'unité prioritaire fait simplement accès à la fenêtre de moindre activité

au titre de "tranche de temps" et commence à émettre dans cette tranche de temps.

Il est laissé à la responsabilité des autres unités de cesser leur émission dès qu'elles

reçoivent le signal de réquisition.

Lorsque l'émission n'est pas une émission prioritaire, l'étape 110 identifie la fenêtre de moindre activité (de la même façon que pour l'étape 104). Le niveau plancher de bruit existant au cours de cette fenêtre est mesuré et, si, à l'étape 111, le plancher de bruit se trouve en dessous d'un seuil prédéterminé, il est déterminé que ce plancher de bruit est suffisamment bas pour permettre l'émission, et la "tranche de temps' identifiée, c'est-à-dire la fenêtre de moindre activité, est utilisée pour l'émission à l'étape 108. Si, à l'étape 111, le plancher de bruit est trop élevé pour permettre l'émission, l'unité peut essayer un canal différent, à

l'étape 112 (si l'on suppose qu'il possède la capacité d'utiliser plus d'un canal).

On peut noter que l'étape 111 permet à l'unité de faire accès au canal en s'appuyant seulement sur le niveau de bruit minimal présent sur le canal. Ce niveau de bruit peut être faible même dans le cas o il existe une activité sur le canal (par exemple dans le cas o un utilisateur est présent sur le canal à une certaine distance). Cette particularité permet une plus grande utilisation du canal. D'autres critères peuvent être fixés. Par exemple, si le niveau de crête d'activité est trop élevé, il peut être envisagé que l'unité évite complètement le canal. Ceci peut être nécessaire pour permettre à des utilisateurs présents sur le canal une utilisation

exclusive du 'temps de repos", par exemple pour effectuer la signalisation.

Si A et B sont déjà en train de communiquer, et que C souhaite effectuer une réquisition de la communication, C se synchronise sur l'émission de A et B et envoie son message de réquisition dans la tranche située à michemin entre les deux. Pour que la réquisition soit réalisée, il faut que A et B soient à l'écoute de la tranche située à mi-chemin entre leurs propres tranches, soit à chaque trame, soit toutes les N trames. Par conséquent, l'unité radio doit être en mesure de commuter entre émission et réception pendant une tranche dans un

système à quatre tranches. Ceci est illustré sur la figure 6.

La figure 6 montre, à sa partie supérieure, une structure de trames établie par les unités A et B et, au-dessous de la structure de trame, elle montre les "tranches" transmises. Dans la partie inférieure de la figure 6, on peut voir des "tranches" qui représentent les possibilités offertes à l'unité C d'exercer une réquisition de la conversation en cours entre A et B, après que C se soit synchronisé sur la structure de trames de A et B. Comme représenté, le signal de réquisition venant de C est placé à mi-chemin entre les tranches d'émission de A ou de B, de façon à donner aux unités A et B le plus de temps possible pour commuter de l'émission à la réception et pouvoir ainsi recevoir le signal de réquisition. Il existe un certain nombre d'avantages importants à l'ajustement adaptatif du temps d'émission des salves. Ce sont: une réduction des interférences, conduisant à des liaisons plus fiables et de meilleure qualité; un cahier des charges réduit en ce qui concerne la stabilité de fréquence et les canaux adjacents; et une augmentation du rendement spectral ainsi que la possibilité de partager des canaux dans le temps à l'intérieur d'un système dépourvu d'infrastructure. Le premier de ces avantages est dû à l'émission et à la réception en l'absence d'interférences. Le deuxième avantage tient au fait que des temps d'émission de salves pouvant être ajustés assurent une isolation du récepteur vis-à-vis des interférences qui s'exerce dans le temps plutôt qu'en fréquence. Ceci est préférable (ou peut s'ajouter) à la mise en place d'un cahier des charges très serré concernant la dérive autorisée pour les émetteurs (par spécification d'une référence très précise dans les unités radio) et de spécifications serrées concernant le rejaillissement autorisé d'une bande dans une autre (ce qui demande des filtres très précis et des amplificateurs d'émission très linéaires). Une telle isolation temporelle permet un relâchement des

spécifications, ce qui réduit le coût des unités radio.

Un autre avantage de l'invention est qu'elle autorise le mécanisme qui consiste à ajuster le positionnement temporel des tranches par l'intermédiaire du canal de signalisation de retour. Ce mécanisme peut aussi être employé pour d'autres fonctions de l'unité radio. A titre d'exemple, la figure 7 montre une transmission effectuée entre deux unités radio qui peuvent être engagées dans une conversation en toute indépendance par rapport à une infrastructure à laquelle elles

appartiennent toutes deux (mode direct dans un système commuté (ou "trunked")).

Une unité radio peut se trouver dans la zone de couverture du système, et l'autre non. Des nécessités peuvent exister pour qu'un système commuté interrompe la conversation entre les unités radio. Pour permettre une telle interruption par le système, l'unité radio se trouvant dans la zone de couverture doit écouter l'infrastructure sur un autre canal. Toutefois, la découpe temporelle des tranches dans le système peut ne pas être reliée à la structure temporelle d'une communication en mode direct. L'infrastructure peut appeler l'unité radio se trouvant dans sa zone de couverture tandis qu'elle écoute sa conversation dans le mode direct. Pour éviter toute collision avec la communication en mode direct, l'unité radio se trouvant dans la zone de couverture peut ajuster le positionnement temporel de la communication en mode direct de façon qu'elle possède une fenêtre ouverte entre les tranches du mode direct lui permettant d'écouter l'infrastructure au juste moment. Ceci rappelle la réquisition, mais, dans ce cas, la conversation en cours ajuste son positionnement temporel pour s'aligner avec l'interrupteur potentiel (le système commuté), au lieu que ce soit le système interrupteur qui

synchronise son positionnement temporel sur celui de la communication en cours.

Le canal de signalisation de retour est important pour permettre ce réalignement du

découpage temporel des tranches.

On note que, dans ce cas, le canal de signalisation de retour occupe chaque douzième tranche de la séquence de tranches de trafic établie des unités A

et B (au lieu du point se trouvant à mi-distance entre ces tranches, comme ci-

dessus indiqué). Ceci n'est pas essentiel, mais est simplement indiqué comme un

autre arrangement possible.

Au lieu que les durées des salves soient fixes et qu'on ajuste le début et la fin des transmissions, il est possible de faire varier de façon adaptative la durée

des salves pour remplir les points de repos et maximiser la vitesse de transmission.

L'invention peut être appliquée à toute situation dans laquelle une communication entre deux partie utilise structure à tranches de temps pour communiquer tandis que des sources d'interférences potentielles utilisent le même taux de répétition. Un exemple est le mode direct TETRA. La proposition relative au mode direct TETRA consiste à utiliser une structure de tranches 4 1 o une seule tranche est utilisée par chaque porteuse, de façon que le mode direct reste compatible avec la norme commutée ("trunked") TETRA. Toutefois, en l'absence de système commuté, l'imprécision des fréquences de référence des unités radio provoque des interférences importantes entrt canaux adjacents. De plus, le mode direct de la norme TETRA doit autoriser la réquisition du canal (qui n'est actuellement pas définie) et la possibilité que l'infrastructure interrompe une

communication sur un canal différent (surveillance double).

La technique présentée et décrite s'applique tout particulièrement aux situations dans lesquelles il existe une nombre limité de sources d'interférences et un nombre réduit de canaux disponibles et o les communications ont sensiblement lieu en l'absence d'infrastructure. Le procédé permet d'éviter systématiquement les interférences dans le domaine temporel sans devoir faire appel à une référence de positionnement temporel large du système et autorise une amélioration du rendement spectral des systèmes dépourvus d'infrastructure sans pour autant imposer un cahier des charges rigoureux en ce qui concerne la

référence de fréquence locale.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des

dispositifs et des procédés dont la description vient d'être donnée à titre

simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne

sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Procédé destiné à assurer le fonctionnement d'un système de télécommunications possédant des unités qui communiquent par salves périodiques sur un canal fonctionnant en division temporelle, o l'intervalle entre salves adjacentes venant d'une unité donnée dépasse la durée d'une salve, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: surveiller l'activité présente sur un canal, identifier une fenêtre temporelle périodique, qui se répète entre des crêtes d'activité sur le canal, la fenêtre possédant une durée au moins égale à celle d'une salve d'émission, sélectionner cette fenêtre temporelle comme tranche de temps répétitive en vue de l'émission, et

émettre pendant cette tranche de temps répétitive.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on identifie au titre de la fenêtre temporelle périodique une fenêtre temporelle qui s'étend sur une

période d'activité minimale du canal.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à appliquer une structure de trames se répétant à l'activité surveillée sur un canal, de façon que des crêtes d'activité se répétant régulièrement soient considérées comme se trouvant dans des trames successives et à prendre la moyenne d'un certain nombre de niveaux d'activité de trames à différents instants d'une trame pour identifier une fenêtre temporelle périodique de faible activité

dans une trame.

4. Dispositif de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend: un récepteur (21) servant à recevoir des salves de signaux de la part d'un canal de télécommunications, le récepteur ayant une sortie de surveillance de canal (42) qui sert à surveiller l'activité présente sur le canal; un émetteur (22) qui émet sur le canal des salves d'une durée prédéterminée; et un dispositif de calcul (30, 31) servant à analyser les signaux venant de la sortie de surveillance de canal afin d'identifier des crêtes d'activité se répétant sur le canal, et à identifier une fenêtre temporelle périodique, se répétant entre crêtes d'activité présentes sur le canal, qui possède une durée au moins égale à la durée prédéterminée; o l'émetteur répond au dispositif de calcul en émettant sélectivement

des salves pendant la fenêtre temporelle périodique identifiée.

5. Procédé permettant à une première unité de communiquer avec une deuxième unité sur un canal de télécommunications fonctionnant en division temporelle, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: recevoir, de la part de la deuxième unité, des salves d'émission, contenant des informations de trafic, et émettre des signaux de signalisation à destination de la deuxième unité sous forme de salves s'intercalant entre des salves reçues sur le même canal, o la première unité positionne dans le temps les salves émises en fonction des salves reçues.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'opération d'émission consiste à émettre moins d'une fois sur deux entre les intervalles

séparant des salves reçues.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'opération

d'émission consiste à émettre une salve à chaque multitrame de salves reçues.

8. Procédé selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que l'opération d'émission consiste à émettre une signalisation de positionnement temporel afin de donner à la première unité l'instruction d'avancer ou de retarder le

positionnement temporel de ses salves d'émission.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé

en ce qu'il comprend l'opération consistant, dans la première unité, à surveiller l'activité présente sur le canal, à identifier la présence d'une source d'interférences qui donne naissance à des signaux d'interférence périodiques qui ont la même période que les salves venant de la deuxième unité et à identifier une durée de chevauchement, dans la première unité, entre une salve venant de la deuxième unité et le signal d'interférence venant de la source d'interférences, o l'opération d'émission consiste à émettre à destination de la deuxième unité un signal demandant d'ajuster le positionnement temporel d'émission afin de réduire la durée

de chevauchement.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9,

caractérisé en ce que l'opération d'émission comprend l'émission d'une signalisation de commande de puissance afin de donner instruction à la première

unité d'ajuster la puissance de ses salves d'émission.

11. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant, dans la première unité, à surveiller l'activité présente sur le canal et à identifier la présence d'une unité prioritaire, o l'opération d'émission comprend l'émission, à destination de la deuxième unité, d'un signal demandant de

cesser l'émission sur le canal.

12. Procédé de transmission entre une première unité et une deuxième unité sur un canal de télécommunications fonctionnant en division temporelle, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: émettre des salves périodiques de la deuxième unité à la première unité, dans la première unité, surveiller l'activité présente sur le canal, identifier la présence d'une source d'interférences donnant naissance à des signaux d'interférence périodiques qui ont la même période que les salves venant de la deuxième unité et identifier une durée de chevauchement dans la première unité entre une salve venant de la deuxième unité et le signal d'interférence venant de la source d'interférences, émettre, de la première unité à la deuxième unité, un signal demandant d'ajuster le positionnement temporel de l'émission afin de réduire la durée de chevauchement, et ajuster le positionnement temporel d'émission dans la deuxième unité

en réponse au signal venant de la première unité.

13. Dispositif de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend: un récepteur (21) servant à recevoir des salves de signaux de la part d'un canal de télécommunications et à en extraire des informations de trafic; un circuit d'horloge (32) assurant la synchronisation sur les salves de signaux reçues et produisant des signaux de commande de positionnement temporel d'émission; et un émetteur (22) qui répond aux signaux de commande de positionnement temporel d'émission en émettant une signalisation sous forme de

salves s'intercalant entre les salves de signaux reçues.

14. Procédé de transmission entre une première unité et une deuxième unité sur un canal de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: émettre de la première unité à la deuxième unité; dans la deuxième unité, surveiller l'activité présente sur le canal et identifier la présence d'une unité prioritaire; émettre de la deuxième unité à la première unité un signal demandant d'arrêter l'émission; et arrêter l'émission dans la première unité en réponse au signal venant de

la deuxième unité.

15. Paire d'unités de télécommunications destinées à transmettre des informations de trafic entre elles sur un canal de télécommunications, caractérisée en ce qu'une première unité (10) de la paire possède un moyen servant à surveiller l'activité présente sur le canal et à identifier la présence d'une unité prioritaire, et un émetteur servant à émettre à destination de l'autre unité de la paire un signal demandant d'arrêter l'émission, et en ce que l'autre unité (11) possède un moyen permettant d'arrêter l'émission à destination de la première unité en réponse au

signal venant de la première unité.

16. Dispositif de télécommunications conçu pour transmettre des informations de trafic sur un canal de télécommunications, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de surveillance (42) servant à surveiller l'activité présente sur le canal et à identifier la présence d'une unité prioritaire; un émetteur (22) servant à émettre sur le canal un signal donnant instruction à d'autres unités d'arrêter d'émettre en réponse à l'identification de la présence d'une unité prioritaire sur le canal; un moyen de commande (31) servant à arrêter la poursuite de l'émission en réponse à l'identification de la présence d'une unité prioritaire; et un récepteur (21) servant à recevoir de la part du canal un signal d'instruction demandant d'arrêter l'émission, o le moyen de commande est en

outre conçu pour arrêter l'émission en réponse au signal d'instruction.