FR2750559A1 - TERMINAL FOR RADIOTELEPHONE SYSTEM AND SYSTEM AND METHOD USING THE TERMINAL - Google Patents
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Abstract
Description
Terminal pour système radiotéléphonique et système et procédé utilisant ce
terminal
La présente invention concerne les communications téléphoniques et trouve plus particulièrement application dans les zones à habitat dispersé. Eile vise alors à ce que le coût du raccordement des habitants de ces zones à un réseau soit suffisamment bas pour ne pas influer de manière significative sur le coût des communications.Terminal for radiotelephone system and system and method using this
terminal
The present invention relates to telephone communications and is more particularly applicable in areas with dispersed habitats. Eile then aims to ensure that the cost of connecting the inhabitants of these areas to a network is low enough not to significantly affect the cost of communications.
Selon la présente invention il a été trouvé qu'un tel raccordement à faible coût pouvait être obtenu en utilisant certaines caractéristiques techniques de systèmes connus de coût beaucoup plus élevé tels que ceux qui sont conçus selon le standard de radiotélécommunication public dit GSM (Groupe Special Mobile). According to the present invention it has been found that such a low cost connection could be obtained by using certain technical characteristics of known systems of much higher cost such as those which are designed according to the standard of public radio telecommunications known as GSM (Special Mobile Group). ).
Un tel système connu peut présenter la forme d'un réseau en étoile organisé autour d'une station centrale (dite parfois "station de base" ou encore "hub" pour moyeu) qui communique avec chacun des terminaux par transmission de paquets. Cette transmission peut avantageusement être réalisée par l'intermédiaire d'un satellite géostationnaire. Une liaison montante, c'est à dire allant d'un terminal à la station de base, est réalisée par l'envoi d'un certain nombre de paquets contenant chacun une partie d'une information à transmettre. Le contenu d'un certain nombre de tels paquets permettra ultérieurement de reconstituer par exemple la voix d'un utilisateur émetteur. II fournit bien entendu aussi l'adresse d'un destinaire. Il en est de meme de la liaison descendante qui va de la station centrale au terminal. Such a known system can take the form of a star network organized around a central station (sometimes called "base station" or even "hub" for hub) which communicates with each of the terminals by transmission of packets. This transmission can advantageously be carried out via a geostationary satellite. An uplink, that is to say going from a terminal to the base station, is carried out by the sending of a certain number of packets each containing a part of an information to be transmitted. The content of a certain number of such packets will subsequently make it possible, for example, to reconstruct the voice of a transmitting user. It of course also provides the address of a recipient. The same applies to the downlink from the central station to the terminal.
Un tel système peut réaliser un entrelacement émission-réception c'est à dire que les paquets d'une liaison montante sont entrelacés avec ceux d'une liaison descendante concernant toutes deux un même terminal. Un tel entrelacement permet par exemple de réaliser une conversation orale bidirectionnelle entre les utilisateurs de deux terminaux, sans que ces utilisateurs aient à effectuer des manoeuvres liées au fait que c'est l'un ou l'autre de ces utilisateurs qui parle, ou les deux ensemble, la liaison bidirectionnelle étant alors du type dit "full duplex". Such a system can perform a transmission-reception interleaving, that is to say that the packets of an uplink are interleaved with those of a downlink both concerning the same terminal. Such interleaving makes it possible, for example, to carry out a two-way oral conversation between the users of two terminals, without these users having to carry out maneuvers linked to the fact that it is one or the other of these users speaking, or the two together, the bidirectional link then being of the so-called "full duplex" type.
Compte tenu du fait que le nombre des terminaux est typiquement très grand, le système utilise très généralement un multiplexage temporel etlou en fréquence. Given the fact that the number of terminals is typically very large, the system very generally uses time and / or frequency multiplexing.
Dans le cadre d'un multiplexage temporel les signaux reçus par chaque terminal doivent lui permettre de déterminer la position temporelle qui doit, au sein de ce terminal, être celle d'une trame de réception qui est commune à l'ensemble du système et au sein de laquelle une ou plusieurs voies prédéterminées sont typiquement assignées à la réception d'informations par ce terminal. Chacune de ces voies est constituée par un intervalle de temps se retrouvant dans une même position au cours de chacune des trames successives. Les signaux portant les informations à émettre par ce terminal sont émis dans une ou plusieurs voies assignées à ce terminal dans le cadre d'une trame d'émission qui comporte typiquement la même succession de voies que la trame de réception. In the context of time multiplexing, the signals received by each terminal must enable it to determine the time position which must, within this terminal, be that of a reception frame which is common to the entire system and to within which one or more predetermined channels are typically assigned to the reception of information by this terminal. Each of these channels is made up of a time interval ending up in the same position during each of the successive frames. The signals carrying the information to be transmitted by this terminal are transmitted in one or more channels assigned to this terminal within the framework of a transmission frame which typically comprises the same succession of channels as the reception frame.
Sauf cas exceptionnel des différences existent entre les longueurs des trajets qui relient chacun des terminaux à la station de base. Ces différences de longueurs entrainent des différences de temps de propagation et sont donc susceptibles, en l'absence de dispositions adéquates, de faire parfois interférer au niveau de la station de base deux paquets émis par deux terminaux sur une même fréquence porteuse. C'est pourquoi il est connu de programmer dans le système une procédure qui réalise automatiquement un décalage temporel convenable de la trame d'émission de chaque terminal par rapport à la position temporelle de la trame de réception définie par les signaux reçus par ce terminal. Cette procédure utilise par exemple, pour chaque terminal, I'intervalle qui apparait au niveau de la station centrale entre un message émis par cette station et la réception d'un message qui est émis en réponse par ce terminal. Except in exceptional cases, differences exist between the lengths of the paths which connect each of the terminals to the base station. These differences in length lead to differences in propagation time and are therefore likely, in the absence of adequate arrangements, to sometimes cause two packets transmitted by two terminals on the same carrier frequency to interfere at the base station. This is why it is known to program in the system a procedure which automatically performs a suitable time offset of the transmission frame of each terminal with respect to the time position of the reception frame defined by the signals received by this terminal. This procedure uses, for example, for each terminal, the interval which appears at the central station between a message transmitted by this station and the reception of a message which is transmitted in response by this terminal.
Un multiplexage qui serait réalisé seulement en fréquence ferait disparaitre la nécessité d'une telle procédure de décalage temporel. II serait cependant coûteux en ce qui conceme surtout la réalisation du terminal. Multiplexing which would be carried out only in frequency would eliminate the need for such a time shift procedure. It would however be costly, especially as regards the construction of the terminal.
Les systèmes connus du genre ci-dessus apparaissent trop coûteux pour pouvoir être prochainement mis en oeuvre dans les villages de certains pays en voie de développement. Pour permettre néanmoins à ces villages de bénéficier d'un système de communication moderne la présente invention a notamment pour objet un terminal pour système radiotéléphonique à multiplexage temporel. Comme connu en soi, ce terminal comporte: -des moyens de réception pour recevoir des signaux radio définissant pour ce terminal la position temporelle d'une trame de réception de structure temporelle prédéterminée, et - des moyens d'émission pour émettre des signaux radio dans une voie d'émission assignée à ce terminal dans le cadre d'une trame d'émission de structure temporelle prédéterminée accordée à ladite trame de réception, une position temporelle de celle trame d'émission dans ce terminal présentant un décalage de trame de ce terminal par rapport à ladite trame de réception. The known systems of the above kind appear too costly to be able to be implemented soon in the villages of certain developing countries. However, to allow these villages to benefit from a modern communication system, the present invention relates in particular to a terminal for a radiotelephone system with time multiplexing. As known per se, this terminal comprises: - reception means for receiving radio signals defining for this terminal the time position of a reception frame of predetermined time structure, and - transmission means for transmitting radio signals in a transmission channel assigned to this terminal within the framework of a transmission frame of predetermined time structure granted to said reception frame, a time position of that transmission frame in this terminal having a frame offset from this terminal with respect to said reception frame.
Ce terminal est caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens de fixation de décalage permettant de règler ledit décalage de trame à une valeur permanente, ce décalage étant insensible aux dits signaux radio reçus ultérieurement par ce terminal. This terminal is characterized by the fact that it further comprises offset fixing means making it possible to adjust said frame offset to a permanent value, this offset being insensitive to said radio signals subsequently received by this terminal.
De tels moyens de fixation de décalage présentent l'avantage de pouvoir être réalisés à très faible coût. Ils sont par exemple commandés manuellement. Such offset fixing means have the advantage of being able to be produced at very low cost. They are for example manually controlled.
Pour chaque terminal ils sont mis en oeuvre lors de la fixation de ce terminal en un point pour règler ledit décalage de trame à une valeur définie par la position de ce point. Cette position peut être par exemple déterminée par le système connu dit GPS.For each terminal, they are used when fixing this terminal at a point to adjust said frame offset to a value defined by the position of this point. This position can for example be determined by the known system known as GPS.
En ce qui conceme le décalage de la trame d'émission par rapport à la trame de réception il doit être compris que cette dernière trame intervient seulement ici en tant que référence temporelle pour le calage de la trame d'émission et que la présence dans cette trame de diverses voies de réception assignées aux divers terminaux n'est donc nullement nécessaire pour constituer une telle référence. Cependant, de préférence, et conformément aux systèmes connus utilisant un multiplexage temporel, de telles voies sont présentes aussi bien dans la trame de réception que dans celle d'émission. As regards the offset of the transmission frame with respect to the reception frame, it must be understood that the latter frame only intervenes here as a time reference for setting the transmission frame and that the presence in this frame of various reception channels assigned to the various terminals is therefore in no way necessary to constitute such a reference. However, preferably, and in accordance with known systems using time division multiplexing, such channels are present both in the reception frame and in the transmission frame.
Chaque terminal comporte alors: -une interface de réception apte à foumir à un utilisateur une information portée par ceux desdits signaux radio reçus par lesdits moyens de réception qui étaient compris dans une voie de réception assignée à ce terminal dans le cadre de ladite trame de réception, et -une interface d'émission apte à recevoir dudit utilisateur une information à transmettre incluant l'adresse d'un destinataire et à transférer cette information aux dits moyens d'émission de ce terminal pour la faire porter par les dits signaux radio émis par ces moyens d'émission.Each terminal then comprises: a reception interface capable of providing a user with information carried by those of said radio signals received by said reception means which were included in a reception channel assigned to this terminal within the framework of said reception frame , and a transmission interface capable of receiving from said user information to be transmitted including the address of a recipient and of transferring this information to said transmission means of this terminal in order to have it carried by said radio signals transmitted by these means of emission.
Les moyens de localisation connus, notamment le système GPS qui utilise des satellites, permettent de déterminer à faible coût la position d'un point d'installation d'un terminal avec une précision suffisante pour éviter toute interférence entre paquets lorsque le système selon l'invention utilise un entrelacement émission-réception. Un tel entrelacement est donc de préférence réalisé pour bénéficier de ses avantages connus précédemment décrits. Known localization means, in particular the GPS system which uses satellites, make it possible to determine at low cost the position of a point of installation of a terminal with sufficient precision to avoid any interference between packets when the system according to the The invention uses a transmission-reception interleaving. Such interlacing is therefore preferably carried out in order to benefit from its known advantages previously described.
Le système selon l'invention comporte: - une pluralité de terminaux du genre décrit ci-dessus, ces terminaux étant fixes, lesdites trames ayant les mêmes structures temporelles prédéterminées pour tous ces terminaux, certains au moins des dits destinataires d'information étant des terminaux destinataires appartenant à cette pluralité de terminaux, et -une station centrale communiquant en émission et en réception par les dits signaux radio avec chacun desdits terminaux dans le cadre desdites trames pour recevoir chaque dite information à transmettre incluant l'adresse d'un terminal destinataire et pour émettre en réponse des signaux radio portant cette information dans une dite voie assignée à ce terminal destinataire. The system according to the invention comprises: - a plurality of terminals of the type described above, these terminals being fixed, said frames having the same predetermined time structures for all these terminals, at least some of said information recipients being terminals recipients belonging to this plurality of terminals, and a central station communicating in transmission and in reception by said radio signals with each of said terminals within the framework of said frames to receive each said information to be transmitted including the address of a destination terminal and to transmit in response radio signals carrying this information in a said channel assigned to this destination terminal.
De préférence, et comme connu en soi, la station centrale est une station terrestre fixe communiquant avec chacun des dits terminaux par l'intermédiaire d'un satellite géostationnaire propre à recevoir, amplifier et réémettre les dits signaux radio. L'utilisation d'un tel satellite permet en effet d'éviter l'installation coûteuse de liaisons radio de surface. Preferably, and as known per se, the central station is a fixed earth station communicating with each of said terminals via a geostationary satellite suitable for receiving, amplifying and re-transmitting said radio signals. The use of such a satellite in fact makes it possible to avoid the costly installation of surface radio links.
Les figures schématiques ci-après illustrent une mise en oeuvre de la présente invention. The schematic figures below illustrate an implementation of the present invention.
La figure 1 représente un système selon cette l'invention. Figure 1 shows a system according to this invention.
La figure 2 représente un terminal du système de la figure 1. FIG. 2 represents a terminal of the system of FIG. 1.
La figure 3 représente les diagrammes temporels des émissions de signaux par le satellite et par deux terminaux du système de la figure 1. FIG. 3 represents the time diagrams of the signal emissions by the satellite and by two terminals of the system of FIG. 1.
Conformément à la figure 1 trois terminaux A,B et C communiquent avec une même station centrale Q par l'intermédiaire d'un satellite S en orbite géostationnaire au dessus de la terre T. Les liaisons assurant cette communication sont des liaisons radio bidirectionnelles. Elles sont représentées par des traits tiretés tels que L. De préférence le satellite comporte des antennes directionnelles non représentées pour assurer ces liaisons. De préférence le mulltiplexage est réalisé non seulement en temps mais aussi en fréquence. In accordance with FIG. 1, three terminals A, B and C communicate with the same central station Q by means of a satellite S in geostationary orbit above the earth T. The links ensuring this communication are two-way radio links. They are represented by dashed lines such as L. Preferably the satellite has directional antennas not shown to provide these links. Preferably the mulltiplexing is carried out not only in time but also in frequency.
Conformément à la figure 2 le terminal A comporte les éléments suivants: - Une antenne bidirectionnelle 2. In accordance with FIG. 2, terminal A comprises the following elements: - A bidirectional antenna 2.
-Des moyens de réception 4 alimentés par cette antenne. -Receiving means 4 supplied by this antenna.
-Une interface de réception 6 munie de mémoire.-A reception interface 6 provided with memory.
-Des moyens d'émission 8 alimentant l'antenne 2.-Transmission means 8 supplying the antenna 2.
- Une interface d'émission 10 munie de mémoire.- A transmission interface 10 provided with memory.
-Des moyens de pilotage 12 constituant notamment lesdits moyens d'entrelacement. Ces moyens de pilotage sont synchronisés par les signaux reçus par les moyens 4. Ils pilotent d'une part les moyens d'émission 8 pour l'émission de paquets porteurs d'information, d'autre part l'interface de réception 6 pour la sélection, par cette interface, des paquets porteurs d'information reçus sur la ou les voies de réception attribuées au terminal A.- Control means 12 constituting in particular said interleaving means. These control means are synchronized by the signals received by the means 4. They control on the one hand the transmission means 8 for the transmission of packets carrying information, on the other hand the reception interface 6 for the selection, via this interface, of information-carrying packets received on the reception channel (s) allocated to terminal A.
-Des moyens de fixation de décalage 14.-Offset fixing means 14.
-Enfin un combiné 16 à la disposition de l'utilisateur du terminal. Ce combiné est classiquement raccordé aux interfaces 6 et 10 par un cable souple 18.Finally, a handset 16 available to the user of the terminal. This handset is conventionally connected to interfaces 6 and 10 by a flexible cable 18.
Comme connu en soi, les moyens 4, 6, 8, 10 et 12 sont avantageusement réalisés sous la forme d'un ou plusieurs circuits intégrés à grande ou très grande échelle. As known per se, the means 4, 6, 8, 10 and 12 are advantageously produced in the form of one or more large or very large integrated circuits.
Sur la figure 3 le temps t est représenté en abscisses. Les diagrammes
HS, HA et HB représentent les émissions et réceptions au niveau du satellite S, du terminal A et du terminal B, respectivement. Les deux distances apparaissant sur la figure entre d'une part le diagramme HS, d'autre part les deux diagrammes HA et HB sont représentatives des deux distances existant entre d'une part le satellite S d'autre part les deux terminaux A et B, respectivement. Sur chaque diagramme les périodes d'émission et de réception sont représentées respectivement au dessus en Tx et au dessous en
RX de la ligne horizontale de ce diagramme.In Figure 3 the time t is shown on the abscissa. The diagrams
HS, HA and HB represent the transmissions and receptions at satellite S, terminal A and terminal B, respectively. The two distances appearing in the figure between on the one hand the diagram HS, on the other hand the two diagrams HA and HB are representative of the two distances existing on the one hand the satellite S on the other hand the two terminals A and B , respectively. On each diagram the transmission and reception periods are shown respectively above in Tx and below in
RX of the horizontal line of this diagram.
Des trames du système sont identiques les unes aux autres. Une telle trame est représentée en F en tant que trame d'émission au niveau du satellite. System frames are identical to each other. Such a frame is represented at F as a transmission frame at the satellite level.
Cette trame comporte cinq voies V1 à V5 représentées sous la forme de rectangles. Une en-tête telle que 22 de chaque voie telle que V1 est utilisée pour des signaux auxiliaires autres que l'information à transmettre, notamment à des fins de synchronisation. Sur chaque diagramme de tels rectangles sont hachurés seulement lorsque la voie correspondante est utilisée en émission ou en réception par le terminal concerné par ce diagramme ou par le satellite S pour communiquer avec l'un des terminaux A et B. Des flèches LSB, LSA, LBS et LAS représentent la propagation du début d'un paquet du satellite S vers le terminal B, du satellite S vers le terminal A, du terminal B vers le satellite S et du terminal A vers le satellite S, respectivement, chaque paquet occupant une voie.This frame comprises five channels V1 to V5 represented in the form of rectangles. A header such as 22 of each channel such as V1 is used for auxiliary signals other than the information to be transmitted, in particular for synchronization purposes. On each diagram, such rectangles are hatched only when the corresponding channel is used for transmission or reception by the terminal concerned by this diagram or by the satellite S to communicate with one of the terminals A and B. Arrows LSB, LSA, LBS and LAS represent the propagation of the start of a packet from satellite S to terminal B, from satellite S to terminal A, from terminal B to satellite S and from terminal A to satellite S, respectively, each packet occupying a way.
Sur le diagramme HB apparait un décalage de trame DB entre une trame de réception et la trame d'émission consécutive du terminal B. Un intervalle minimal GRTB est nécessaire entre la fin d'une période de réception et le début d'une période d'émission consécutive pour éviter les risques d'interférence entre paquets au niveau de ce terminal. Un intervalle GTRB est aussi prévu entre la fin d'une période d'émission et le début de la période de réception consécutive. Il est plus grand que l'intervalle GRTB pour des raisons qui apparaitront plus loin. The HB diagram shows a DB frame offset between a reception frame and the consecutive transmission frame of terminal B. A minimum GRTB interval is necessary between the end of a reception period and the start of a consecutive transmission to avoid the risks of interference between packets at this terminal. A GTRB interval is also provided between the end of a transmission period and the start of the consecutive reception period. It is greater than the GRTB interval for reasons which will appear later.
Les terminaux A et B sont ceux qui, dans le système représenté, sont respectivement le plus proche et le plus éloigné du satellite S. II en résulte que, lors de la liaison LSB par exemple, les signaux émis par le satellite atteignent le terminal B après s'être propagés pendant un temps de propagation maximal
TB plus grand qu'un temps minimal TA qui leur aurait été nécessaire pour atteindre le terminal A La différence de temps de propagation est
TB-TA = d.Terminals A and B are those which, in the system shown, are respectively the closest and the furthest from satellite S. It follows that, during the LSB link for example, the signals transmitted by the satellite reach terminal B after propagating for a maximum propagation time
TB greater than a minimum time TA which they would have needed to reach terminal A The difference in propagation time is
TB-TA = d.
Pour éviter au niveau du satellite S une interférencee entre les paquets émis par les terminaux A et B il apparait que le décalage de trame DA du terminal A doit être supérieur au décalage de trame DB du terminal B, la différence des décalages devant être égale au double de la différence des temps de propagation:
DA-DB = 2d.To avoid interference at the satellite S level between the packets transmitted by terminals A and B, it appears that the frame offset DA of terminal A must be greater than the frame offset DB of terminal B, the difference of the offsets must be equal to the double the difference in propagation times:
DA-DB = 2d.
Les moyens de fixation tels que 14 permettent de réaliser cette différence. L'intervalle GTRA entre la fin d'une période d'émission et le début de la période de réception consécutive du terminal A est plus petit que l'intervalle correspondant GTRB du terminal B. Ceci résulte de la différence entre les décalages de trame DA et DB. C'est pourquoi le décalage GTRB devait être relativement grand. The fixing means such as 14 make it possible to realize this difference. The interval GTRA between the end of a transmission period and the start of the consecutive reception period of terminal A is smaller than the corresponding interval GTRB of terminal B. This results from the difference between the frame offsets DA and DB. This is why the GTRB offset had to be relatively large.
Le système de la présente invention est particulièrement intéressant lorsque le temps 2d est faible, ce qui est le cas des couvertures spot de satellite (couverture typique 1000-2000 km). On peut montrer que, dans ce cas,
I'effet du mouvement des satellites géostationnaires est négligeable. The system of the present invention is particularly advantageous when the time 2d is low, which is the case of satellite spot coverage (typical coverage 1000-2000 km). We can show that, in this case,
The effect of the movement of geostationary satellites is negligible.
Claims (7)
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| FR9608052A FR2750559A1 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | TERMINAL FOR RADIOTELEPHONE SYSTEM AND SYSTEM AND METHOD USING THE TERMINAL |
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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- 1997-06-27 AU AU35448/97A patent/AU3544897A/en not_active Abandoned
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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