CA2259870C - Procede de communication d'informations et application de ce procede a un systeme de telereleve de compteurs - Google Patents

Abstract

Procédé de communication d'informations dans un système ayant plusieurs émetteurs (10) aptes à émettre chacun un signal de radiofréquence et un récepteur (14) situ à distance des émetteurs (10) pour la réception et le traitement des signaux émis par les émetteurs (10), des informations à transmettre étant divisées en symboles de N bits, caractérisé en ce qu'il consiste .alpha.: - attribuer une valeur numérique à chaque symbole (23), - effectuer une compression de donnés selon un codage CHIP dans lequel les valeurs des symboles sont transposés dans une base B en une valeur codée présentant x chiffres, chaque chiffre étant ensuite représenté sous la forme de n chips, la base B, le nombre n de chips et le nombre × de chiffres de la valeur codée respectant les conditions : B<=2" et 2N <= B x de manière à ce que le nombre total de chips x.n représentant la valeur codée soit inférieur à 2.N.

Description

s PROCEDE DE COMMUNICATION D'INFORMATIONS ET
APPLICATION DE CE PROCEDE A UN SYSTEME DE TELERELEVE
DE COMPTEURS
La présente invention se rapporte à un procédé de communication dans ~o un système ayant plusieurs émetteurs aptes à émettre chacun un signal de radiofréquence et un récepteur situé à distance des émetteurs pour la réception et le traitement des signaux émis par les émetteurs, des informations à transmettre étant divisées en symboles de N bits. Elle s'applique notamment à un système de télérelève de compteurs.
ls On connaît des systèmes ayant plusieurs émetteurs transmettant des signaux de radiofréquence reçus par un récepteur situé à distance. En particulier, le brevet US 4799059 décrit un système de télérelève dans lequel, à la suite de la réception d'un signal d'éveil émis par le récepteur, ao chaque émetteur transmet un signal de radiofréquence comportant des informations relatives à un compteur d'eau, de gaz ou d'électricité. Les informations sont notamment un préambule, un numéro d'identification, un paramètre de fraude, les valeurs des paramètres mesurés, le type d'instrument de mesure.
zs Selon l'enseignement de ce document, les informations à transmettre sont codées à l'aide d'un code correcteur d'erreurs BCH (Acronyme du nom de ses inventeurs : Bose, Chaudhuri, Hocquenghem) y compris tout ou partie du préambule utilisé notamment par le récepteur pour s'assurer que le 3o message reçu provient bien d'un émetteur du système. Les informations présentées sous forme de bits, sont codées par un encodeur Manchester qui transpose la suite de bits en une suite de chips plus adaptés à la transmission.
3s Dans le brevet cité US 4799059, le nombre de bits consacrés aux informations relatives à l'instrument de mesure et aux paramètres mesurés est égal à cinquante quatre auxquels on ajoute cinq bits réservés à une évolution éventuelle du message. Avec les séquences de préambule de vingt et un bits et la séquence engendrée par le code 4o correcteur d'erreurs BCH de seize bits, le nombre total de bits d'un

2 s message est égal à quatre vingt seize.
Or, il est intéressant de pouvoir allonger la longueur du message à
transmettre, et donc le nombre de bits qui le compose. En effet, on peut souhaiter ajouter des informations permettant une meilleure gestion des ~o messages reçus, comme par exemple des indications relatives à la localisation de l'instrument de mesure, ou encore améliorer la précision des valeurs des paramètres mesurés.
Mais allonger la longueur du message à transmettre pose le problème de is la dégradation des performances du système, due en particulier à
l'augmentation du nombre de collisions entre les messages issus des différents émetteurs. Lorsque deux messages issus de deux émetteurs différents sont reçus simultanément par le récepteur, ce dernier, au pire ne peut traiter ces messages et au mieux traite des messages entachés ao d'erreurs.
La présente invention concerne un procédé de communication d'informations dans un système ayant plusieurs émetteurs aptes à
émettre chacun un signal de radiofréquence et un récepteur situé à
as distance des émetteurs, pour la réception et le traitement des signaux émis par les émetteurs, des informations à transmettre étant divisées en symboles de N bits et permettant de diminuer la probabilité de collision entre deux trames provenant d'émetteurs différents, toutes choses étant égales par ailleurs et en particuliers le nombre de bits d'information.
3o Autrement dit, l'invention permet de diminuer le taux d'occupation d'un canal radiofréquence. Selon l'invention, le procédé se caractérise en ce qu'il consiste à
- attribuer une valeur numérique à chaque symbole, - effectuer une compression de données selon un codage "chip" dans 3s lequel les valeurs des symboles sont transposées dans une base B en une valeur codée présentant x chiffres, chaque chiffre étant ensuite représenté sous la forme de n chips, la base B, le nombre n de chips et le nombre x de chiffres de la valeur codée respectant les conditions 4o B<_2~ et 2N 5 gX

3 s de manière à ce que le nombre total de chips x.n représentant la valeur codée soit inférieur à 2.N.
Selon un mode préféré de réalisation, les chiffres formant la valeur codée io sont représentés par un nombre égal de chip 1 et chip 0. Cela permet d'éviter d'éventuelles composantes continues provenant de la suite des chips émis, en obtenant une moyenne nulle de la répartition des chips de valeur 1 et ceux de valeur 0. Les performances du système et notamment de la réception du signal sont ainsi améliorées.
~s Selon un mode particulier de réalisation, chaque symbole possède cinq bits, la base B est la base 6, et le nombre n de chips est égal à quatre.
Dans ce cas, un symbole codé sous forme de chips selon l'enseignement de l'art antérieur serait transmis sur dix chips alors que conformément à
ao l'invention la transmission est effectuée sur huit chips.
Selon un mode particulier de réalisation, les chiffres de la base 6 sont choisis égaux, en ordre croissant, à 1, 2, 3, 5, 6, 7. Ce choix particulier entraine une simplification de l'implémentation de la conversion binaire Zs générant les chips à transmettre.
Selon un mode particulier de réalisation, le traitement des signaux reçus par le récepteur comprend une étape de filtrage adapté.
~o Selon un mode préféré de réalisation, on applique un code correcteur d'erreurs aux informations à transmettre. L'introduction de ce code correcteur d'erreurs permet de diminuer le taux d'erreur message (TEM), c'est-à-dire le rapport entre le nombre de messages mal reçus et le nombre total de messages reçus au cours d'une période de temps 3s donnée. De plus, l'introduction d'un code correcteur d'erreurs augmente la probabilité de succès relative à une lecture d'informations après traitement. La fiabilité de la communication est donc accrue. Cela permet de réduire la fréquence temporelle des émissions de message par un même émetteur. Par conséquent, on augmente la durée de vies des piles 4o éventuellement nécessaires au fonctionnement des émetteurs, et on

4 s diminue aussi le nombre de collisions. Avantageusement, le code correcteur d'erreurs est un code Reed-Solomon.
Selon un mode particulier de réalisation, le code Reed-Solomon est défini dans le corps de Galois CG(32).
De manière avantageuse, le code correcteur d'erreurs Reed-Solomon est un code raccourci avec des paramètres [S = 21, K = 16, d = 6]. S
représente le nombre de symboles traités ; K représente le nombre de symboles sur lesquels on applique le code correcteur d'erreurs Reed-~s Solomon ; d est la distance minimale du code dans le corps de Galois considéré et est égale à S - K + 1. Dans le corps de Galois CG(32), S
peut être égal au maximum à trente et un. L'utilisation d'un code raccourci évite d'allonger inutilement la trame émise tout en conservant des performances compatibles avec l'application envisagée.
Selon un mode avantageux de réalisation, le traitement des signaux reçus par le récepteur comprend une étape d'attribution d'un indice de fiabilité à
chaque symbole au cours d'une étape de décompression des données.
zs En théorie, l'application d'un code correcteur d'erreurs Reed-Solomon permet de corriger un nombre maximum d'erreurs égal à E [(d-1 )/2] où E
est l'opérateur de partie entière et d la distance minimale du code dans le corps de Galois considérée. Si on utilise un code raccourci de paramètres [21, 16, 6], le nombre d'erreurs que l'on peut corriger est égal à deux. Or, 3o comme on le verra plus en détail dans la description qui suit, l'utilisation des indices de fiabilité permet de corriger jusqu'à cinq erreurs.
Selon un mode préféré de réalisation, on ajoute en téte de trame un préambule aux informations codées et compressées, ce préambule ~s comportant une séquence de niveau de signal et une séquence de synchronisation. La séquence de synchronisation du préambule est du type Turyn à corrélation apériodique. De manière préférée, cette séquence de synchronisation est 000000001110010101100100.
4o Selon un mode particulier de réalisation, les signaux de radiofréquence s sont émis en permanence par les émetteurs sous forme d'impulsions émises successivement à une période pseudo-aléatoire. Dans ce cas, le système est dit "à une voie", en ce sens que les récepteurs ne sont pas aptes à émettre des signaux et les émetteurs ne sont pas aptes à en recevoir.
~o Le procédé selon l'invention s'applique avantageusement à un système de télérelève de compteurs, ceux-ci pouvant étre par exemple des compteurs d'eau, de gaz, d'électricité ou de chaleur.
is Selon un mode de réalisation particulier, les informations à transmettre sont divisées, dans cet ordre, en un champ d'identification, un champ de catégorie, un champ de fraude, un champ de registre, un champ de réseau, et un champ d'évolution.
ao Selon un autre mode de réalisation particulier, les informations à
transmettre sont divisées, dans cet ordre, en un champ d'identification, un champ de catégorie, un champ de fin, un champ de canal, un champ d'évolution et un champ de données.
zs La description qui suit, donnée à titre indicatif et non limitatif, fait référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente schématiquement un système mettant en oeuvre le procédé de l'invention ;
~o - les figures 2A et 2B représentent schématiquement les étapes du procédé selon l'invention mises en oeuvre par un émetteur et un récepteur, respectivement ;
- la figure 3 représente schématiquement une suite de champs d'informations ;
~s - la figure 4 représente schématiquement une autre suite de champs d'informations ;
- la figure 5 représente schématiquement une suite de symboles ;
- la figure 6 représente schématiquement les étapes d'une compression conformément à l'invention ;
40 - la figure 7 représente un tableau de correspondance entre les valeurs s des symboles en base 10 et en base 6, conformément à l'invention ;
- la figure 8 représente un tableau de correspondance entre les chiffres de la base 6 et leur codage sur quatre chips, conformément à
l'invention ;
- la figure 9 représente schématiquement un préambule conforme à un io mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 10 représente schématiquement une suite d'impulsions émise par un émetteur conformément à un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention ;
- la figure 11 représente schématiquement une suite de chips 101010.
is - la figure 12 représente schématiquement les étapes d'une décompression conformément à l'invention.
Comme on peut le voir sur la figure 1, un système mettant en oeuvre le procédé selon l'invention comprend plusieurs émetteurs 10A-10C aptes à
Zo émettre chacun un signal de radiofréquence. Dans l'exemple représenté, chaque émetteur 10A-10C est relié à un instrument de mesure 12A-12C
qui peut étre un compteur d'eau, de gaz, d'électricité ou encore de chaleur. Les paramètres mesurés par l'instrument de mesure sont délivrés à l'émetteur. Ces paramètres avec d'autres informations relatives à
as l'instrument de mesure, et/ou à l'émetteur et/ou au système sont traités pour étre transmis sous forme de modulation de l'amplitude d'un signal de radiofréquence.
Le système décrit est un système "une voie" c'est-à-dire que chaque ~o émetteur 10A-10C émet en permanence un signal impulsionnel à une période pseudo-aléatoire, par exemple à une période temporelle moyenne T comprise entre deux et huit secondes. Les écarts à cette période moyenne permettent de désynchroniser temporellement des impulsions issues de deux émetteurs au même moment. Le système peut aussi être 3s du type "une voie et demi", pour lequel un signal d'éveil active l'émission du signal de radiofréquence par les émetteurs.
La fréquence FA-FC du signal de radiofréquence émis par chaque émetteur 10A-10C est pseudo-aléatoire et comprise dans une bande de 4o fréquences déterminées, par exemple allant de 902 MHz à 928 MHz.

s Chaque impulsion issue d'un méme émetteur est donc émise par un signal de fréquence différente de la précédente, ce qui a pour effet de diminuer considérablement la possibilité que deux émetteurs transmettent leurs impulsions au méme moment et à la même fréquence deux fois de suite. Dans un système de télérelève d'instruments de mesure, tel que io représenté sur la figure 1, la relève des instruments de mesure 12A-12C
est effectuée par un récepteur 14 qui peut-étre fixe ou mobile dans la zone de couverture des émetteurs 10A-10C.
Le récepteur 14 reçoit et traite les signaux de radiofréquence émis par les is émetteurs de manière à délivrer les informations concernant les instruments de mesure 12A-12C ainsi que les paramètres mesurés par ces derniers à des moyens de traitement 16 qui effectuent par exemple des statistiques, émettent des facturations ou tout autre type de traitement pouvant être utile à la bonne gestion d'un parc de compteurs.
Si les informations à transmettre doivent être traitées en temps quasi-réel par les émetteurs 10A-10C, les opérations de réception et de traitement effectuées par le récepteur 14 peuvent être découplées ; le récepteur 14 peut, par exemple, recevoir et stocker les informations portées par les Zs signaux de radiofréquence, pour les traiter de manière différée.
Les figures 2A-2B représentent schématiquement les différentes étapes du procédé de communication selon l'invention. La figure 2A représente schématiquement les étapes mises en oeuvre par un émetteur 10, étant ~o entendu que ces étapes sont identiques pour tous les émetteurs du système.
Au cours de l'étape 18, les informations reçues par l'émetteur 10 en provenance de l'instrument de mesure 12 sont tout d'abord mises sous la ~s forme d'une série de champs, cette opération pouvant éventuellement étre effectuée par l'instrument de mesure 12 lui-méme.
La figure 3 représente schématiquement une suite de champs convenant à une utilisation avec des compteurs. Les données à transmettre sont par 4o exemple composées de quatre vingt bits se répartissant sur six champs s ID: champs d'identification composé par exemple de trente deux bits ; il représente le numéro d'identification du l'émetteur et/ou du compteur auquel il est connecté ;
io CAT : champs de catégorie composé par exemple de huit bits ; il représente le type de compteur (compteur d'eau, de gaz, d'électricité ou autre), le format de lecture (binaire ou hexadécimal), ainsi qu'éventuellement des caractéristiques de l'emetteur (par exemple, basse ou haute puissance d'émission).
~s FRAU : champs de fraude composé par exemple de huit bits ; il indique si une fraude, telle qu'une tentative non autorisée de manipulation du compteur ou de l'émetteur, a été commise. II
peut aussi contenir une indication du nombre de fraudes zo commises.
REG : champs de registre composé par exemple de vingt quatre bits ; il indique la valeur du paramètre mesuré.
zs RES : champs du réseau composé par exemple de deux bits ; il indique si l'émetteur est relié à un compteur unique ou à plusieurs compteurs reliés en réseau.
EVOL : champs d'évolution composé par exemple de six bits et réservé
~o à des évolutions éventuelles de l'arrangement des données. Le champ évolution peut comporter les bits supplémentaires qu'il faut éventuellement introduire pour que la division des informations de données en symboles de N bits soit entière, ou autrement dit que l'on ait un nombre entier de symboles de 3s N bits.
La figure 4 représente schématiquement une autre suite de champs convenant à une utilisation avec des compteurs. Les données à
transmettre sont par exemple composées de quatre vingt bits se 4o répartissant sur six champs s ID: champs d'identification composé deux bits ;
CAT : champs de catégorie composé par exemple de huit bits ;
~o FIN : champs de fin composé par exemple d'un bit prenant la valeur 0 tant que le champ ne fait pas partie du dernier paquet transmis sur une fréquence donnée et la valeur 1 lorsque le champ fait partie du dernier paquet transmis sur une fréquence de donnée ;
is CAN : champs de canal composé par exemple de six bits ; il indique le numéro du canal radiofréquence utilisé ;
EVOL : champs d'évolution composé par exemple d'un bit ;
?o DON : champs de données composé par exemple de trente deux bits et indiquant les valeurs des paramètres mesurées ;
Selon le mode de réalisation décrit sur la figure 2A, cette suite de bits est divisée en symboles. Chaque symbole est composé de N bits, N étant par as exemple égal à cinq. Dans ce cas, la suite de quatre vingt bits correspond à seize symboles.
L'étape 20 suivante consiste à appliquer un code correcteur d'erreurs à
cette suite de bits. Le code correcteur d'erreurs est par exemple un code 3o Reed-Solomon. La théorie du code correcteur d'erreurs Reed-Solomon est connue et décrite par exemple, dans l'ouvrage intitulé "Digital Communications" rédigé par John G. PROAKIS édité par Mc Graw Hill International Editions dans la collection Computer Science Series.
3s Le code correcteur d'erreurs Reed-Solomon utilisé est par exemple un code raccourci défini sur le corps de Galois CG(32) avec des paramètres [S=21, K=16, d=6]. Le choix des paramètres est un compromis entre le nombre de bits à transmettre et le nombre d'erreurs à corriger pour obtenir un TEM jugé acceptable. Les seize symboles sont représentés sous la 4o forme polynomiale suivante s U(Y) - u15Y2° + u14Y'9 +....+ ~.1~y6 + u0Y5 où y représente la variable et U,S, ...., uo les amplitudes associées appartenant à l'ensemble [0, 31 ].
Le polynôme générateur du code g(y) s'écrit 9'iY~ = iY - ~ Z~ iY - ~'~ iY - ~ °~ iY - ~+'~ iY - a+Z~
~s où ~ est une racine primitive du polynôme y5+ y2+ 1 = 0.
La forme du polynôme générateur découle du choix du corps de Galois.
L'application du code correcteur d'erreurs Reed-Solomon détermine des zo symboles de redondance qui serviront, lors de la réception, à détecter et corriger les erreurs intervenues au cours de la transmission dans la composition des symboles.
Des symboles de redondance sont obtenus en divisant le polynôme u(y) Zs par le polynôme générateur g(y). Le reste r(y) de cette division est un polynôme de degré 4 et on obtient ainsi des mots de code c(y) pouvant s'écrire sous la forme polynomiale c(Y) = u (Y) + r (Y) qui permet de déduire cinq symboles de redondance.
Le code correcteur d'erreurs Reed-Solomon autorise un codage systématique qui permet l'écriture des mots de code sous la forme d'une 3s suite des seize symboles S1 - S16 sur lesquels le code Reed-Solomon a été appliqué et d'une suite de cinq symboles de redondance R1-R5, comme illustré sur la figure 5. Dans l'exemple décrit présentement, les symboles de redondance possède eux aussi cinq bits.
4o L'étape 22 (figure 2A) suivante est constituée par une compression s décrite plus en détails ci-après en référence à la figure 6. La compression consiste à faire correspondre chaque symbole issu du codage Reed-Solomon à une valeur prédéfinie et représentée sous la forme d'un certain nombre de chips. La notion de chip est explicitée plus en détails dans l'ouvrage rédigé par John G. PROAKIS précédemment cité.
lo Chaque symbole possédant cinq bits, il existe donc trente deux (25) symboles différents auxquels on fait correspondre une valeur de 0 à 31.
Ainsi au cours de l'étape 23, la valeur correspondante est attribuée à
chaque symbole issu du codage Reed-Solomon.
Is Au cours de l'étape 24, chaque valeur ainsi obtenue est transposée dans une base B en une valeur codée présentant x chiffres.
Au cours de l'étape 25, chaque chiffre entrant dans la composition des ao valeurs codées est représenté sous la forme n chips.
La base B, le nombre x de chiffres composant une valeur codée en 2N <_ BX base B, et le nombre n de chips respectant les conditions B <_ 2n et de manière à ce que le nombre total de chips x.n représentant la valeur zs codée en base B soit inférieur à 2. N.
Dans l'exemple de réalisation décrit présentement, la base B est choisie comme étant la base 6, le nombre x étant égal à 2 et le nombre n de chips étant choisi préférentiellement pair, par exemple égal à 4.
~o Le tableau de la figure 7 présente les correspondances attribuées à
chacune des valeurs de 0 à 31 codées sur deux chiffres (x = 2) en base 6. Dans ce tableau, les chiffres 1, 2, 3, 5, 6, 7 ont été
préférés à la représentation usuelle 0, 1, 2, 3, 4, 5.
~s Le tableau de la figure 8 présente les chiffres de la base 6 codés sur quatre chips. Pour obtenir ce résultat, on utilise trois vecteurs de base u, v, w dont la représentation antipodale est orthogonale.
4o u = 1111 s v=0101 w=0011 z est l'expression sur quatre chips du chiffre et est obtenu par l'opération suivante ~o z = s.u O+ a.v O+ b.w où s, a, b sont les trois bits de la représentation binaire du chiffre concerné.
~s En effectuant ces opérations, on obtient donc un codage de chaque symbole sur huit chips. Dans la pratique, une table de correspondance peut directement attribuer à chaque symbole issu du codage Reed-Solomon sa valeur codée sur huit chips.
?o En utilisant un codage chip usuel, selon l'art antérieur chaque bit d'un symbole est codé sur deux chips, et on aboutit alors à un codage du symbole sur dix chips.
A nouveau en référence à la figure 2A, l'étape 26 suivante consiste à
Zs ajouter un préambule à la tête de la suite de chips représentant les symboles. Ce préambule comprend par exemple trente deux bits, chaque bit étant codé sur deux chips, avec par exemple bit 0 = (chip 0, chie 1 ) et bit 1 = (chip1, chip0).
~o La figure 9 représente schématiquement un mode de réalisation du préambule 27 avant son codage sous forme de chie. Ce dernier comporte une première séquence 28, par exemple de huit bits tous égaux. Sur la figure 9, ces bits ont été choisis égaux à 1 mais ils peuvent être choisis égaux à 0. La séquence 28 permet la détection du message transmis par ~s le récepteur ainsi qu'une calibration du niveau de signal. Une deuxième séquence 29 de vingt quatre bits par exemple, suit la première 28 et est du type TURYN du nom de son inventeur. On trouve une description générale de ce type de séquence dans l'article de R. Turyn intitulé
"Sequence with Small Correlation" publiée dans l'ouvrage "Error 4o Correcting Codes", Proceedings of a Symposium at the University of s Wisconsir, Madison, May 6-8, 1968, édité par Henry B. Mann, John Wiley & Sons, New York, 1968. Finalement, dans l'exemple de réalisation présenté, on obtient un message constitué par un préambule comprenant soixante quatre chips suivi de la suite des symboles comprenant cent vingt huit chips, elle même suivi de la suite des symboles de redondance ~o comprenant quarante chips, soit un total de deux cent trente deux chips à
transmettre.
A nouveau en référence à la figure 2A, l'étape 30 suivante consiste à
transmettre le message. En permanence, l'émetteur va émettre des is impulsions de signal de radiofréquence, chaque impulsion portant le message mis à jour au fur et à mesure des modifications des paramètres délivrés par le compteur.
La figure 10 représente schématiquement une suite d'impulsions 34 ?o émises par un émetteur. Les impulsions 34 ne sont pas séparées temporellement par une période fixe mais par une période qui varie pseudo-aléatoirement autour d'une valeur moyenne T, par exemple comprise entre deux et huit secondes.
?s De manière similaire, la fréquence du signal varie pseudo-aléatoirement d'une impulsion à l'autre dans une bande de fréquences allant par exemple de 902 Hz à 928 Hz.
Chaque émetteur étant indépendant des autres et fonctionnant de ~o manière similaire, on réduit de cette manière la probabilité d'occupation d'un même canal radio au méme moment par deux impulsions issues de deux émetteurs.
La figure 11 représente schématiquement une suite de chips 101010 3s portée par le signal de radiofréquence. Le message est transmis sous forme de modulation d'amplitude "tout ou rien". Par exemple, la transmission du chip 1 est effectuée par modulation du signal et celle du chie 0 par absence de modulation. La durée d'émission d'un chip est par exemple de 30.5 ps.

s Lorsqu'un récepteur 14 se trouve dans la zone de couverture d'un émetteur 10, il capte le signal de radiofréquence grâce à son antenne 36.
Les différentes étapes de la réception et du traitement du signal sont décrites ci-après en référence à la figure 2B. Etant donné que la fréquence du signal se situe dans la bande radio, le signal porteur du io message transmis se trouve mélangé à une quantité d'autres signaux émanant de radio téléphones, d'émetteurs radiophoniques, de transducteurs actionnant des portes de garage ou encore de systèmes d'alarme. Ces derniers signaux sont des parasites pour le récepteur 14 qui ne prend en compte, au cours de l'étape 38 que les signaux ~s présentant un préambule de la forme de celui décrit précédemment. La détection du préambule permet en outre de synchroniser le traitement effectué par le récepteur 14 avec le signal reçu. Les opérations suivantes ne sont effectuées que sur les symboles du message dépouillé du préambule.
La décompression - étape 40 - est réalisée par demi-symbole. Dans l'exemple décrit plus haut, la compression est telle que huit chips correspondent à une valeur codée en base 6. Ainsi un demi-symbole est représenté par quatre chips, l'arrangement de ces derniers faisant zs obligatoirement partie des ensembles de quatre chips représentés sur le tableau de la figure 8 (colonne z).
La figure 12 représente schématiquement les étapes de décompression.
La décompression 40 se décompose en un filtrage adapté 50, une 3o normalisation des valeurs de sorties 52, et une attribution d'indices de fiabilité 54.
L'étape 50 est donc constituée par un filtrage adapté. Un tel filtrage est décrit de manière générale dans l'ouvrage de John G. PROAKIS
3s précédemment cité. Dans l'exemple décrit précédemment, trois filtres adaptés FA(1 ), FA(2), FA(3) sont utilisés auxquels est ajouté un quatrième FA(4) représentant l'énergie de l'ensemble de quatre chips considérés.
Les filtres adaptés sont définis comme suit 4o FA(1 ) _ + Z(1 ) + Z(2) - Z(3) - Z(4) s FA(2) _ + Z(1 ) - Z(2) + Z(3) - Z(4) FA(3) _ + Z(1 ) - Z(2) - Z(3) + Z(4) FA(4) _ + Z(1 ) + Z(2) + Z(3) + Z(4) i0 où Z(i), avec 1 <_ i <_ 4 , représente l'énergie mesurée par le récepteur pour le chip de numéro i.
Sur le tableau de la figure 8, on voit que le chiffre 5 correspond aux quatre chips 1100, le chiffre 6 aux chips 1010, le chiffre 7 aux chips 1001. Pour ~s FA(1 ), FA(2) et FA(3) l'attribution des signes + ou - devant les énergies correspond respectivement au chip 1 et au chip 0 pour chacun des chiffres 5, 6, 7. FA(4) correspond à la somme des énergies, c'est-à-dire à
l'énergie totale reçue par le récepteur 14 pour la suite des quatre chips considérée.
De manière équivalente, les filtres adaptés peuvent être définis à partir du codage des chiffres 1, 2, 3 (figure 8).
FA(1 ), FA(2), FA(3) sont normalisés par rapport à FA(4) - étape 52 ; les 2s valeurs de sortie normalisées des filtres adaptés sont donc F*(1 ) = FA(1 ) / FA(4) F*(2) = FA(2) / FA(4) F*(3) = FA(3) / FA(4) Lorsque le récepteur 14 traite un demi-symbole, il calcule donc les valeurs de F*(1 ), F*(2), F*(3) et détermine l'indice im (1 <_ im <_ 3) pour lequel la valeur absolue de F*( im) est la plus grande.
3s Le chiffre en base 6 correspondant à la suite de quatre chips reçus est alors égal à
im si F*( im) < 0 ou im + 4 si F*( im) > 0 s Le traitement synchronisé effectué par le récepteur 14 permet d'apparier correctement les demi-symboles reçus et par conséquent les deux chiffres en base 6 qui sont déduits.
La valeur codée en base 6 calculée à partir des chips reçus permet de ~o retrouver la valeur du symbole par simple correspondance dans un tableau identique à celui de la figure 6.
Le symbole codé sur cinq bits est obtenu à partir de cette valeur par simple correspondance.
is A chacun de ces symboles est attribué un indice de fiabilité - étape 54.
Les indices de fiabilité sont déterminés à partir des filtres adaptés normalisés. Un poids est calculé pour chaque demi-symbole reçu, ce zo dernier étant codé sur quatre chips dans l'exemple décrit. Pour cela, on détermine les premier et second maxima M,, M2 des valeurs absolues des valeurs de sortie normalisées des filtres adaptés. Le poids P' du demi-symbole considéré est alors : P' = M, - M2.
Zs Grâce à la synchronisation du traitement, le récepteur 14 effectue la détermination du poids P" du demi-symbole qui forme un symbole avec le précédent.
L'indice de fiabilité P du symbole considéré est alors égal au plus petit des 3o poids P' et P" soit P = Min (P', P") L'étape 40 de décompression permet donc d'obtenir chaque symbole, que ~s celui-ci corresponde à un symbole de données ou un symbole de redondance, codé sur cinq bits dans l'exemple décrit. L'indice de fiabilité
P est ajouté à la suite de chaque symbole. Cet indice P est par exemple codé sur deux bits, ce qui autorise quatre valeurs correspondant à la probabilité estimée que le symbole considéré a bien été reçu par le 4o récepteur 14. P égal à 00 indique que le symbole est certainement erroné

s alors que P égal à 11 indique qu'il est peu probable que le symbole considéré soit erroné.
De retour à la figure 2B, l'étape 42 suivante consiste à effectuer la détection et la correction des erreurs par application d'un décodage Reed-~o Solomon à l'ensemble des symboles issus de la décompression.
La recherche des erreurs dans la trame effectuée à partir du calcul des syndromes. Ces derniers sont au nombre de cinq lorsqu'on utilise le code raccourci avec des paramètres [21, 16, 6]. L'ouvrage de S. LIN et D.I
is COSTELLO, Jr. (1983) "Error Control Coding Fundamentals and applications" - Prentice-Hall, Englenwood Cliffs, N.Y. U.S.A. décrit de manière générale le calcul des syndromes et leur utilisation pour la détection et la correction d'erreurs.
zo Le récepteur 14 recherche si la trame considérée comporte zéro, une ou deux erreurs, deux étant le nombre maximum théorique d'erreurs pouvant étre traitées avec le code raccourci de paramètres [21, 16, 6]. Si le récepteur détecte plus de deux erreurs, la trame n'est pas rejetée mais le récepteur 14 utilise les indices de fiabilité pour tenter de la corriger.
as Comme cela a été mentionné plus haut, le système est capable de corriger cinq erreurs. En fait pour diminuer la probabilité d'apparition de cas où le traitement effectué aboutit à une solution acceptable par le récepteur mais qui ne correspond pas au message réellement émis, on limite le traitement à deux cas supplémentaires permettant la correction ~o éventuelle d'au plus quatre erreurs. Si malgré tout, après les différents traitements effectués, le récepteur 14 détecte des erreurs restantes, la trame est rejetée et par conséquent n'est pas transmise aux moyens de traitement 16.
~s Le récepteur 14 calcule donc les syndromes. Si ces derniers sont tous nuls, la trame ne comporte aucune erreur et est transmise aux moyens de traitement 16.
Au cas où les syndromes ne sont pas nuls, le récepteur 14 recherche si 40 les syndromes présentent entre eux des rapports déterminés s SY2/SY, = SY,/SYo = SYo/SY_, = SY_,/SY_z où SY_2, SY_,, SYo, SY,,SY2 représentent les syndromes calculés.
Si c'est le cas, cette relation entre les syndromes indique que la trame ne comporte qu'une erreur unique et permet, de plus, de la localiser ainsi que io d'en déduire sa valeur. En effet, on montre que dans ce cas la position p de l'erreur est égale à
p = loge (SY2/SY, ) où ~ est la racine du polynôme générateur mentionnée plus haut, et la valeur de l'erreur de l'erreur est égale à So. Le récepteur 14 corrige la is trame et recalcule les syndromes qui doivent étre nuls. Si c'est le cas, le récepteur 14 transmet la trame corrigée au moyens de traitement 16.
Au cas où la relation mentionnée plus haut n'est pas vérifiée, ou si après recalcul les syndromes ne sont pas nuls, le récepteur 14 recherche si la Zo trame considérée comporte deux erreurs.
Une erreur correspond à deux inconnues : la position de l'erreur et sa valeur. Deux erreurs correspondent donc à quatre inconnues. Les cinq syndromes permettent d'établir dans ce cas un système non linéaire de as cinq équations à quatre inconnues. L'équation supplémentaire est utilisée pour vérifier l'exactitude des résultats obtenus à partir de la résolution du système des quatre autres équations. Si c'est le cas, le récepteur 14 corrige la trame et recalcule les syndromes qui doivent être nuls. Si c'est le cas, le récepteur 14 transmet la trame corrigée aux moyens de 3o traitement 16.
Au cas où aucune solution ne découle du calcul précédent ou si les résultats obtenus ne vérifient pas la cinquième équation, ou encore si après recalcul les syndromes ne sont pas nuls, la trame comporte plus de 3s deux symboles erronés et dans une utilisation usuelle du décodage Reed-Solomon, la trame serait rejetée. Le récepteur 14 mettant en oeuvre le procédé de l'invention, utilise les indices de fiabilité calculés précédemment afin d'essayer de corriger la trame malgré tout.
4o Pour cela, les quatre symboles présentant les indices de fiabilité les plus s faibles sont effacés par le récepteur 14 étant entendu toutefois que si le nombre d'indices de fiabilité de faible valeur est supérieur à quatre, la trame est rejetée. Par indice de fiabilité de faible valeur, on entend par exemple des indices de valeur inférieure à trois si les indices sont codés sur quatre valeurs. La position des effacements étant connue, il résulte ~o donc de cette opération quatre inconnues qui sont les valeurs réelles des syndromes effacées. Le récepteur 14 résout un système de cinq équations à quatre inconnues découlant de la mise en équation des syndromes.
is Comme précédemment, à la suite de la résolution de ce système d'équations, le récepteur 14 recalcule les syndromes qui sont nuls si les erreurs ont été corrigées. Dans ce cas, le récepteur 14 transmet la trame corrigée aux moyens de traitement 16. On comprend que l'attribution des indices de fiabilité permet de réduire le nombre d'inconnues en faisant ao l'hypothèse que les indices de fiabilité les plus faibles sont attribués à
des symboles erronés dont la position est alors connue.
Dans le cas contraire, ou si le système d'équations n'accepte pas de solution, le récepteur 14 efface les deux symboles possédant les indices Zs de fiabilité les plus faibles. II recherche ensuite si la trame présente une erreur en plus des effacements par résolution par résolution du système de cinq équations à quatre inconnues (position et valeur pour l'erreur, position pour les deux effacements).
~o Si ce système admet des solutions et qu'après correction les syndromes recalculés sont nuls, le récepteur 14 transmet la trame corrigée aux moyens de traitement 16. Dans le cas contraire la trame est rejetée.
Un émetteur 10 convenable pour la mise en oeuvre du précédé selon ~s l'invention est principalement constitué d'un microprocesseur muni d'une mémoire non volatile, du type E2PROM par exemple et d'une mémoire vive (RAM) pour le stockage des valeurs. Le microprocesseur est programmé de manière adaptée à la mise en oeuvre du procédé, ce qui est aisément réalisé par l'Homme du Métier. Le microprocesseur est 4o connecté au module d'interface de communication comprenant des s moyens connus en soi pour engendrer, moduler et transmettre un signal de radiofréquence par l'intermédiaire de l'antenne 32, figure 2A.
Un récepteur 14 convenable pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est principalement constitué d'un module d'interface de io communication comprenant une antenne 36 - figure 2B - et des moyens connus en soi pour recevoir et filtrer des signaux de radiofréquence compris dans une bande de fréquences déterminée. Ce module délivre ensuite les signaux sélectionnés à un microprocesseur associé à ses mémoires usuelles ou à un ordinateur. La programmation du ~s microprocesseur ou de l'ordinateur est aisément réalisable par un Homme du Métier.
La description qui précède a été donnée principalement en relation avec une application à la télérelève de compteurs, mais de manière similaire zo elle peut aussi s'appliquer à tout type de système au fonctionnement analogue comme par exemple un système de télésurveillance ou de sécurité. Les instruments de mesure sont alors des détecteurs de présence et les données transmises correspondent à la localisation du détecteur et aux paramètres qu'il mesure. Le récepteur peut alors être as relié à un poste de sécurité qui déclenchera une alarme si une présence anormale est détectée. La qualité des informations transmises est différente mais le procédé de communication, objet de la présente invention, s'applique de manière similaire.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé de communication d'informations dans un système ayant plusieurs émetteurs (10) aptes à émettre chacun un signal de radiofréquence et un récepteur (14) situé à distance des émetteurs (10) pour la réception et le traitement des signaux émis par les émetteurs (10), des informations à transmettre étant divisées en symboles de N bits, caractérisé en ce qu'il consiste à :
- attribuer une valeur numérique à chaque symbole (23), - effectuer une compression de données selon un codage CHIP
dans lequel les valeurs des symboles sont transposées dans une base B en une valeur codée présentant x chiffres, chaque chiffre étant ensuite représenté sous la forme de n chips, la base B, le nombre n de chips et le nombre x de chiffres de la valeur codée respectant les conditions B<=2n et 2N <= B x de manière à ce que le nombre total de chips x.n représentant la valeur codée soit inférieur à 2.N.

2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les chiffres formant la valeur codée sont représentés par un nombre égal de chip 0 et de chip 1.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 dans lequel chaque symbole possédant 5 bits, la base B est la base 6, et le nombre n de chips est égal à 4.

4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel les chiffres x des valeurs de symboles codées en base 6 sont représentées en ordre croissant, par 1, 2, 3, 5, 6, 7.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le traitement des signaux reçus par le récepteur (14) comprend une étape de filtrage adapté.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 consistant à appliquer un code correcteur d'erreurs (20) aux informations à
transmettre.

7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel le code correcteur d'erreurs est un code Reed-Solomon.

8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel le code correcteur d'erreurs Reed-Solomon est défini dans le corps de Galois CG(32).

9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel le code correcteur d'erreurs Reed-Solomon est un code raccourci avec des paramètres [21, 16, 6].

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 dans lequel le traitement des signaux reçus par le récepteur (14) comprend une étape d'attribution d'un indice de fiabilité (P) à chaque symbole.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel les informations à transmettre sont réunies en une trame comprenant un préambule (27) ajouté au début de la trame aux informations codées et compressées, ce préambule (27) comportant une séquence de niveau de signal (28) et une séquence de synchronisation (29), égale à : 000000001110010101100100.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel les signaux de radiofréquence sont émis en permanence par les émetteurs (10) sous forme d'impulsions émises successivement selon une période pseudo-aléatoire.

13. Application d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 à un système de télérelève de compteurs.

14. Procédé selon la revendication 13 dans lequel les informations à
transmettre sont divisées, dans cet ordre, en un champ d'identification (ID), un champ de catégorie (CAT), un champ de fraude (FRAU), un champ de registre (REG), un champ de réseau (RES), et un champ d'évolution (EVOL).

15. Procédé selon la revendication 13 dans lequel les informations à
transmettre sont divisées, dans cet ordre, en un champ d'identification (ID), un champ de catégorie (CAT), un champ de fin (FIN), un champ de canal (CAN), un champ d'évolution (EVOL) et un champ de données (DON).