EP0889609A1 - Protocole et réseau adaptif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs radiofréquences mobiles - Google Patents

Protocole et réseau adaptif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs radiofréquences mobiles Download PDF

Info

Publication number
EP0889609A1
EP0889609A1 EP98401605A EP98401605A EP0889609A1 EP 0889609 A1 EP0889609 A1 EP 0889609A1 EP 98401605 A EP98401605 A EP 98401605A EP 98401605 A EP98401605 A EP 98401605A EP 0889609 A1 EP0889609 A1 EP 0889609A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frequency
retransmission
mobile
broadband
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP98401605A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Joel Richard
Jean-Yves Savary
Claude Vinatier
Jean-Jaques Delmas
Gérard Fiderspil
Philippe Wang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Orange SA
Original Assignee
Telediffusion de France ets Public de Diffusion
France Telecom SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telediffusion de France ets Public de Diffusion, France Telecom SA filed Critical Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Publication of EP0889609A1 publication Critical patent/EP0889609A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/20—Arrangements for broadcast or distribution of identical information via plural systems
    • H04H20/22—Arrangements for broadcast of identical information via plural broadcast systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/65—Arrangements characterised by transmission systems for broadcast
    • H04H20/71—Wireless systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/02—Arrangements for relaying broadcast information
    • H04H20/06—Arrangements for relaying broadcast information among broadcast stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/53—Arrangements specially adapted for specific applications, e.g. for traffic information or for mobile receivers
    • H04H20/57—Arrangements specially adapted for specific applications, e.g. for traffic information or for mobile receivers for mobile receivers

Definitions

  • the invention relates to a protocol and a network. broadband audio-video broadcast adaptive for mobile radio receivers.
  • analog channel coding techniques are indeed resistant to the Doppler effect, causing slipping or frequency shift due to relative speed transceiver, only when the coding process is spectrally limited to a narrow band.
  • COFDM channel coding is used in particular in the context of digital audio transmission or DAB, for Digital Audio Broadcasting.
  • the broadcast takes place by radio, terrestrial or satellite.
  • Broadcasting by satellite hertzian allows reception over very large geographic areas, the scale of a continent, and finally in any area included in the general coverage area of satellite transponder, whether this geographical area is fixed or evolves over time.
  • a relevant geographic area evolving over time can for example be materialized, in the general coverage area, by a set vehicles moving in this coverage area general.
  • the mobile radio receiver has an antenna external parabolic whose pointing is controlled on the transmitting satellite.
  • Such servo systems are expensive, fragile and bulky.
  • the terrestrial hertzian way thus appears at present only possible in order to allow the reception by unmarked mobile radio-frequency receivers, in which no installation of slave receiving antenna is necessary.
  • the current terrestrial radio networks are fixed and the coverage area of this type of network can in no way be reconfigured in real time.
  • the only possibility of serving a changing geographic area over time would be to cover a general coverage area by means of such networks, making it possible to include any changes in this changing geographic area.
  • Such a solution cannot in practice be envisaged, due, on the one hand, to the very high, prohibitive cost of infrastructure, and, on the other hand, to the permanent occupation of a reception frequency in this area of general coverage in the field of terrestrial radio frequencies.
  • the object of the present invention is to remedy the disadvantages mentioned above by implementing a protocol and an adaptive audio-video broadband broadcast network allowing direct reception by receivers unmarked mobile radio frequencies.
  • Another object of the present invention is the implementation implementation of a protocol and an adaptive network of audio-video broadband broadcasting, this network being configurable in real time.
  • the adaptive broadcast protocol and network broadband audio-video for radio frequency receivers mobile objects of the present invention are remarkable in that each consists of, respectively allows, subject the audio-video signal to source coding to generate an encoded source signal and submit the signal source encoded with channel encoding to generate a signal broadband encoded, this broadband encoded signal consisting of in a series of fixed-term symbols spaced in the time domain of a time guard interval and distributed in the frequency domain over intervals of disjoint frequencies, the carrier waves of each of symbols being separated by a frequency guard interval.
  • the broadband coded signal is transmitted to a first center frequency, broadcast frequency, in one broadband coded signal broadcast over a coverage area general.
  • the broadband coded signal broadcast is transposed at a second center frequency and retransmitted from at least minus a retransmission relay, located in the general coverage, this second central frequency being equal to the reception frequency, in at least one area of local coverage, instant seat of radio frequency receivers mobile, which allows to adapt the coverage area local to the position of the radio frequency receivers mobile for optimal reception.
  • the protocol for broadband broadcasting of a signal audio-video to mobile radio receivers designates a series of technical steps, which correspond in fact to a process for ensuring dissemination an audio-video signal to unmarked mobile receivers, that is to say, meeting the definition given above in the description.
  • the protocol which is the subject of the present invention is primarily intended for broadcasting audio frequency signals, of video signals, of data signals as well as audio-video signals for example, such as signals television, as will be described later in the description.
  • the protocol which is the subject of this invention is implemented from a step 1000, starting stage according to which an audio-video signal is available for example in baseband, noted for this reason sav.
  • the audio-video signal sav is then submitted, in one step 1001, at source coding to generate a signal coded source, which is noted ssc.
  • the source signal coded ssc advantageously consists of a single binary train presenting specific characteristics allowing transmission and broadcasting this signal over the air or satellite, for example.
  • step 1001 is itself followed by a step 1002 in which the source signal coded ssc is subjected to channel coding to generate a coded signal broadband, noted sclb in Figure 1.
  • the signal broadband coded sclb consists of a series of symbols of fixed duration spaced in the time domain of a temporal and distributed guard interval in the domain frequency over disjoint frequency intervals, the carrier waves of each of the symbols being separated by a specific frequency guard interval.
  • step 1002 is itself followed by a step 1003 consisting in transmitting and broadcasting the coded wideband signal sclb from at least one broadcasting source at a first central frequency, denoted F 1 for example, and designating the frequency of broadcast, into a coded broadband signal broadcast over a general coverage area.
  • F 1 first central frequency
  • FIG. 1 the coded broadband coded signal sclbd 1 has been noted, the index 1 recalling the character of diffusion of this signal at the first central frequency F 1 .
  • step 1004 of transposition - retransmission at a second central frequency, denoted F 2 from at least one retransmission relay located in the zone of general coverage of this same coded signal with broadband broadcast sclbd 1 transposed to this second central frequency F 2 , this coded signal with broadband broadcast transposed being for this reason noted sclbd 2 , with reference to the second central frequency F 2 mentioned above.
  • the second central frequency F 2 is equal to the reception frequency of the mobile receivers to which the latter are tuned.
  • the retransmission operation is thus carried out in a local coverage area, totally or partially included in the general coverage area, this local coverage area being of course the instant seat of mobile radio frequency receivers.
  • reception frequency due to the retransmission at the second central frequency F 2 , reception frequency, on the local coverage area and under the conditions of emission and reception by the mobile radio frequency receivers corresponding substantially to those of a network. over the air, reception of the broadcast signal, denoted 1005 in FIG. 1, can thus be made optimal.
  • the retransmission relay (s) can be activated depending on the position of the mobile or the collection of mobiles with radio frequency receivers tuned to the receiving frequency and located in the local coverage area, so as to adapt this area of local coverage depending on the movement of the collection mobiles, the re-transmission relay (s) can Furthermore, as will be described later in the description, be themselves mobile in order to adapt by moving the local coverage area to the geographic area in which the collection of mobiles is located cited above.
  • FIG 2a describes in more detail the steps 1000 and 1001 shown in Figure 1.
  • this one can include, as shown in FIG. 2a above, an analog audio signal component, a component of analog video signal, or a signal component analog data for example, or even a combination of these signals delivered by corresponding sources.
  • object of the present invention to have an audio-video-digital signal, issued by a corresponding source, this signal digital audio-video that can be delivered by a satellite telecommunications for example or any other source adapted.
  • the set of digital signals put at arrangement in FIG. 2a is subjected, in step 1001, to the previously mentioned source coding process, which may advantageously consist, for each audio-video-digital signal, audio-digital, video-digital and data digital, to carry out a source coding proper, followed by a compression process to reduce the volume of data transmitted.
  • the previously mentioned source coding process which may advantageously consist, for each audio-video-digital signal, audio-digital, video-digital and data digital, to carry out a source coding proper, followed by a compression process to reduce the volume of data transmitted.
  • step 1001 such as represented in FIG. 2a
  • steps 1001 are operations of the type classic and for this reason will not be described in more detail.
  • channel coding step 1002 broadband it indicates that the coding process of channel selected for the implementation of the protocol, object of the present invention is a functionally coding similar to the COFDM coding used to date for DAB transmission applications.
  • COFDM coding is a coding derived from OFDM coding, COFDM coding making it possible to guarantee excellent immunity to destructive interference between symbols and good protection against frequency distortions of the transmission channel.
  • the COFDM coding is an OFDM type coding in which additionally achieved, by coding, a contribution of redundancy between distant signals and time and frequency interleaving symbols transmitted.
  • the performances of the COFDM coding are then linked to an average criterion of signal to noise ratio, this signal-to-noise ratio then being reinforced thanks to the presence of reception interference with constructive interference, that is, echoes from which it is possible to take advantage in order to strengthen the quality of the information transmitted.
  • These different stages successively include applied to the ssc coded source signal, an optional step 1002a of energy dispersion, a step 1002b of coding convolutional, a time interleaving step 1002c, a step 1002d of forming the digital symbols, the formation of digital symbols being carried out from a synchronization signal, denoted SYNCHRO, a step 1002e consisting of operations on the symbols obtained in step 1002d and having the object of introducing spacing in time between these symbols and a decomposition on orthogonal carrier waves, a step 1002f of modulation of PSK or QAM type carriers, a step 1002g frequency interleaving, and, finally, a 1002h step of carrier multiplexing.
  • step 1002h we obtains coded broadband signal sclb in baseband as previously mentioned in the description in link with figure 1.
  • the synchronization signal contains two symbols, the first being empty of any signal and the second comprising all the carriers whose phases to origin have been fixed, in order to allow receivers mobiles to synchronize in time, frequency and phase.
  • ⁇ is around 20% of the duration of the period T. This value ensures, on the one hand, a sufficient value for the time guard interval and, on the other hand, a sufficient flow of symbols during the transmission.
  • the time guard interval ⁇ thus allows, for any delay echo ⁇ ⁇ ⁇ , to take into account the value of this echo at a mobile receiver for example, to ensure, on the one hand, the discrimination of posterior echoes to each symbol, and, on the other hand, strengthening the useful signal from any echo received during the interval time guard.
  • guard interval ⁇ is also much less than the duration of a Ts symbol.
  • the time guard interval is equal to 1/4 of the duration Ts of each symbol.
  • FIG. 3b represents, in the frequency domain, the spectrum of the signal obtained following the decomposition on orthogonal carriers in step 1002e.
  • a plurality of carrier waves denoted f 0 , ... f i , ... f n , each carrier being spaced from an adjacent carrier by an interval of frequency ⁇ f in terms of central frequency.
  • FIG. 3c represents, after multiplexing of the carriers in step 1002h of FIG. 2b and change of frequency for transposition of frequency to the first central frequency F1, the frequency spectrum in the frequency space of the broadband coded signal broadcast sclbd 1 .
  • this signal has a spectral distribution in the frequency space similar to that represented in FIG. 3c, the term F1 being simply replaced by the term F2.
  • this spectral distribution of the wideband coded signal broadcast sclbd 2 is simply represented in the drawing by substitution of F2 for F1.
  • ⁇ F a sliding in frequency, either of the signal at the central frequency F1, that is to say of the coded broadband signal sclbd 1 , or of the coded broadband signal to the second center frequency F2 sclbd 2 .
  • a relative speed between a transmitter and a receiver introduces a slip or frequency shift of the signal by Doppler effect.
  • c denotes the speed of propagation of an electromagnetic wave in the atmosphere and K denotes a coefficient, greater than 2, which of course makes it possible to provide a fastening zone sufficiently wide for reception, corresponding substantially at most to half of the intercarrier spacing ⁇ f, as shown in FIG. 3c for the first central frequency F1 and the second central frequency F2.
  • the inter-carrier spacing can for example be taken equal to 1 / Ts to obtain maximum spectral efficiency.
  • v 2 the relative speed of 300 km / h between the retransmission relay and a mobile
  • a reception frequency of 2 GHz the contribution of the relative speed v 2 to the Doppler effect reaches the value of 556 Hz. This value is much less than the spacing ⁇ f in mode III for example, which is equal to 8 KHz.
  • type broadband channel coding parameters COFDM being chosen
  • the mobility of the source (s) of broadcast, re-broadcast stations and, where applicable, mobile radio receivers can then be chosen so as to meet the hooking constraints in reception, in order to maintain the quality of reception during any displacement or adaptation of the area of local coverage.
  • the hanging condition is stated in one constraint on the overall value of slip or frequency shift according to the above-mentioned relation (1), global shift or slippage which must of course remain much less than the intercarrier spacing ⁇ f.
  • the summation between the contributions of each relative speed v 1 and v 2 is understood to be an algebraic summation taking into account the approximation and / or the relative distance between the transmitter and the receiver.
  • this constraint being induced by the modification of the geometric configuration of the adaptive network when this adaptive network is constituted by a plurality broadcasting sources, that is to say when, in fact, more than one broadcasting source at the first central frequency F1 are used, and, on the other hand, when more than one retransmission station are also used in the local coverage area.
  • Figure 4a shows the case where we consider a source of transmission - broadcast at first frequency F1 control panel and two retransmission relays located in the area general coverage of the transmission source - aforementioned broadcast and whose local coverage area is intersects, a mobile radio frequency receiver M being located in the area of intersection of local coverage areas of the two retransmission relays.
  • the adaptive network thus formed in fact constitutes a monofrequency network adaptive, retransmission at the second central frequency being effected by the two aforementioned retransmission relays.
  • the step consisting in retransmitting from at least one retransmission relay the coded broadband signal broadcast sclbd 2 at the second central frequency of value F2 is carried out using a plurality of retransmission relays constituting the above-mentioned monofrequency network at the reception frequency.
  • two retransmission relays as shown in FIG. 4a are at most distant by a maximum distance D verifying the relation (2): 2.
  • ⁇ denotes the maximum processing delay introduced by the retransmission operation in each of the two retransmission relays
  • ⁇ 2 and ⁇ 1 denotes the delay of each retransmission operation
  • ⁇ denotes the maximum admissible time offset between the reception signals received by each mobile radio-frequency receiver, the receiver M in FIG. 4a, offset at most equal to the time guard interval separating two symbols in the time domain, as mentioned previously in the description.
  • the adaptive configuration of a network comprising for example, as shown in FIG. 4a, several retransmission relay stations in COFDM coding, can be carried out without difficulty, provided that the constraint on echo compatibility, echo offset less than the time guard interval ⁇ , be satisfied.
  • the presence of several stations re-transmission relay at the second central frequency F2 is therefore not destructive of the reception conditions as soon as when the different signals arriving at the same point, the mobile M in FIG. 4a, are offset in time more than the time guard interval ⁇ .
  • the relative processing delay introduced by the diffusion operation for substantially identical values processing delay ⁇ ' 1 and ⁇ ' 2 of each of the sources of diffusion, can be considered to be substantially zero.
  • the correct reception condition taking into account the adaptation of the single frequency network thus constituted, corresponds to the superposition of the conditions described above, according to relations (2) and (3) or respectively (4), that is to say by summing all the delays brought about due to the double journeys possible echoes. Under these conditions, the condition becomes the relation (5) below: 2 (D + D ') / c + ⁇ + ⁇ ' ⁇ ⁇ .
  • the protocol which is the subject of the present invention allows the implementation of an adaptive broadcasting network broadband audio-video signal for receivers mobile.
  • this comprises a source coding module for the audio-video signal making it possible to generate a coded source signal and a channel coding module making it possible, from the coded source signal, to generate a broadband coded baseband signal.
  • the two aforementioned elements are represented in dotted lines by a single and same block because the broadband coded signal obtained at the end of step 1002 of FIG. 1, signal sclb, can be generated by means of conventional elements, in accordance with the operations represented in FIGS. 2a and 2b, at all points of the network and in particular be then transmitted by means of a telecommunication satellite to a broadcasting source, as represented in FIG. 5a, the transmission source and diffusion bearing the reference 1 in FIG. 5a.
  • this transmission and diffusion source 1 comprises a module for transposing frequencies in baseband to the first central frequency F1, this module bearing the reference l 0 in FIG. 5a. It is understood, of course, that the signal sclb is available at the transmission and broadcasting source 1 by all conventional means of transport, which, as such, will not be described in detail.
  • the transmission and diffusion source 1 at the first central frequency F1 also includes, of course, a frequency synthesizer at the aforementioned frequency F1, bearing the reference 1 1 , and conventionally, a pre-amplifier bearing the reference 1 2 and a transmission amplifier bearing the reference 1 3 making it possible to ensure, via a transmission antenna 1 4 , the transmission and the broadcasting of the broadband coded signal broadcast over the global coverage area, this signal corresponding to signal sclbd 1 in Figure 1.
  • the first central frequency F1 may have the value 1.35 GHz.
  • the transmitting antenna 14 may consist of a parabolic antenna for example.
  • this source can be constituted by a satellite transmitter, receiving, at a reception frequency F0 or F1, equal to the first center frequency, the information of the broadband coded signal, this information being of course transposed into baseband signal for further processing by the transposition module 1 0 , the preamplifier and amplifier 1 3, and broadcasting by the antenna 1 4 .
  • Another type of source can be a substantially fixed or slow speed air transmitter variable.
  • the broadcast source 1 is on board on an airship, for example, a tethered balloon or the like.
  • the source of transmission and broadcast 1 can also be carried on a aircraft.
  • the source of transmission and dissemination can be seen as substantially fixed in the case where the satellite transmitter is on board a geostationary satellite and in the event that this one is on board an airship for example, in the case where boarding is carried out on an aircraft, the source of transmission and dissemination 1 is considered as a mobile air source.
  • the source of transmission and distribution may also be associated with a transmitting station or transmitter fixed land.
  • the signal encoded at broadband sclb baseband may be available at level of the transmitting earth station facilities.
  • the source of transmission and broadcast can be mounted on a mobile terrestrial transmitting station, i.e. on board a motorized vehicle.
  • the adaptive broadband network for broadcasting an audio-video signal to mobile receivers comprises, as shown in FIG. 6b, at least one mobile retransmission relay, referenced 2 on the Figure 6a.
  • the retransmission relay 2 ensures reception in the general coverage area at the first central frequency F1 of the broadband coded signal broadcast sclbd 1 , the transposition of this signal and the retransmission of this broadband coded signal to a second central frequency F2 distinct from the first central frequency F1 and, of course, equal to the reception frequency.
  • This re-transmission is provided in the local coverage area, instant seat of mobile receivers equipped with receivers at the second central frequency F2.
  • each retransmission relay 2 can comprise a reception antenna 20 pointed towards the transmission and broadcasting source previously described in the description.
  • the receiving antenna 20 may for example be constituted by a parabolic antenna.
  • the reception antenna 20 is interconnected with a filter module, denoted 2 1 , tuned to the first central frequency F1.
  • the filter module 2 1 delivers a filtered signal to a frequency transposition module 2 2 from the first central frequency F1 to the baseband signal via a frequency synthesizer 2 3 delivering a signal at the frequency F1 above.
  • the transposition module 2 2 delivers a broadband coded signal in baseband reconstituted to a frequency transposition module from the baseband to the second central frequency F2, marked with the reference 2 4 .
  • a second frequency synthesizer 25 which delivers a signal at the second central frequency F2, making it possible, by changing the frequency, to deliver to a pre-amplifier 2 6 and then to an amplifier 2 7 the coded broadband signal to the second central frequency F2, previously designated in the description by sclbd 2 .
  • a re-transmission antenna 2 9 makes it possible to re-transmit this signal over the local coverage area as mentioned previously in the description.
  • the retransmission antenna 29 may advantageously constitute a YAGI antenna for example.
  • the relay mobile retransmission can be carried either on a balloon airship or atmospheric or captive, so at speed slowly variable or possibly fixed, on an aircraft, or consist of a transmitting station terrestrial radio, if necessary on board a motor vehicle.
  • the adaptation of the local coverage area can be carried out either by moving the relay re-transmission compared to a fixed wireless network by example, either, where appropriate, by inhibition or activation operation of one or more retransmission relays, as well as shown in dotted lines in Figure 6b. So the area of local coverage can be reconfigured in real time by according to the movement requirements of the collection of vehicles with mobile radio receivers.
  • the adaptation of the local coverage area can be carried out by displacement of the retransmission relay at a relative linear speed, mobile retransmission relay / transmission source and diffusion, lower than a first value of limiting speed V 1 , function of the value of the first central frequency F1.
  • the adaptation of the local coverage area can be carried out by displacement of the mobile retransmission relay at a relative linear speed of mobile receiver M / mobile retransmission relay lower than a second limit speed value V 2 , function of the value of the second central frequency F2.
  • the adaptive broadband network audio-video signal band to radio frequency receivers mobile, object of the present invention can include a plurality of retransmission relays at the second single central frequency F2, distinct from the first central frequency F1, over a plurality of zones reconfigurable local coverage so in real time for in fact constitute a single frequency subnetwork.
  • the single frequency subnetwork may comprise a zero speed mobile re-transmission relay, constituted by the fixed terrestrial transmitter, constituting a basic monofrequency subnetwork , as well as a system for synchronizing the retransmission of each retransmission relay.
  • the synchronization system can for example be installed at each retransmission relay and take advantage of the synchronization signal transmitted and broadcast with the broadband coded signal broadcast at the first central frequency F1, the signal sclbd 1 . This synchronization system will not be described in detail, since it corresponds to a synchronization process of the conventional type in single frequency radio networks.
  • the single frequency subnetwork shown in Figure 6b may include an activation / inhibition control system re-transmission of at least some relay mobile or fixed retransmission.
  • Activation / inhibition command can be constituted by a separate order to terrestrial radio link established for example on the motorized vehicle supporting the mobile land transmitter. Under these conditions, it is indicated that of course the inhibition or the putting into operation of a retransmission relay such that the one shown in dotted lines in FIG. 6b, can then be carried out from the motorized vehicle, support of the mobile terrestrial transmitter, taking into account the constraints maximum distances previously introduced in the description, according to relation 2.
  • FIG. 6c a particular, nonlimiting case has been represented, in the case where the broadcast transmission of the broadband coded signal broadcast sclbd 1 is carried out taking into account a specific modulation, such as a frequency modulation for the satellite transport.
  • a specific modulation such as a frequency modulation for the satellite transport.
  • the broadband coded baseband signal is transmitted to the transmission-broadcasting source, constituted for example by a satellite, after modulation, such as the aforementioned frequency modulation modulation, by via a remodulation device for satellite transport, bearing the reference 1 5 .
  • the signal taking into account this remodulation, is transmitted to the re-broadcast transmission source, for example at the same frequency F1 as the first central frequency, or at any frequency F0 distinct from this first central frequency, the broadcast transmission.
  • the broadband coded signal broadcast sclbd 1 at the first central frequency F1 being of course carried out taking into account this additional modulation.
  • any retransmission relay bearing the reference 2 in the aforementioned figure, comprises, in addition to the elements 20 to 27 previously described in the description in conjunction with FIG. 5b, a FM demodulation element, corresponding to the opposite operation to that carried out by the element 1 5 previously mentioned, this demodulation element bearing the reference 2 9 .
  • the collection of mobile radio frequency receivers is formed in the part of a sporting event such as a race important cyclist, like the Tour de France, by the vehicles of sport directors and race directors who follow the cyclists and wish to have, in their vehicle, images of the race broadcast in direct by a television operator as well as data corresponding such as split times, deviations, by example.
  • These images are available on the programs terrestrial analogs broadcast in France using the process SECAM and TELECOM 2 satellite broadcasting for example.
  • SECAM and TELECOM 2 satellite broadcasting for example.
  • the collection of vehicles fitted with receivers radiofrequencies is distributed over an area whose dimension linear is around 30 km.
  • the diffusion real-time television footage of the race by a telecommunications satellite such as TELECOM satellite 2 for example is used.
  • the source of transmission and of diffusion is constituted by a hertzian source terrestrial receiving in direct vision at a high point the TELECOM 2 satellite broadcast by the operator of television.
  • these images and the associated sounds, and the data, if any, associated are digitized and then subjected to MPEG type source coding at 1.5 Mbits / s and then to channel coding.
  • COFDM at the aforementioned broadcast transmission source 1.
  • This broadcast transmission source then makes it possible to transmit the coded broadband coded signal sclbd 1 at the first central frequency F1 in the form of COFDM blocks at 1.5 MHz bandwidth according to a so-called uplink channel, constituting in makes a transport layer in figure 7.
  • the high point is chosen near the middle of the eighty last kilometers of the stage.
  • high is installed for example a mobile earth station, mounted on a motorized vehicle, as shown in Figure 6b.
  • a single station or retransmission relay 2 is then used, this retransmission relay being carried on an aircraft of type TB20 then flying over the collection of destination vehicles by describing loops at reduced speed less than 300 km / h and at an altitude between 1000 and 3000 meters from the vehicle movement area.
  • the retransmission relay corresponds to that shown in FIG. 6a.
  • the reception antenna at the frequency F1, referenced 20 in FIG. 6a can be fixed under the apparatus. This antenna is a conventional antenna for DAB reception in band III.
  • the value of the frequency F 2 of the second central frequency is chosen in the L band for example.
  • the broadband coded signal broadcast at this second central frequency sclbd 2 is then broadcast after amplification with a power of 50 W by the transmitting or retransmitting antenna, bearing the reference 28 in FIG. 6a, this antenna being able to example be constituted by a quarter-wave dipole antenna fixed under the plane.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un protocole et un réseau adaptatif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs mobiles. Le signal audio-vidéo est soumis à un codage source (1001), à un codage de canal à large bande (1002), à une diffusion (1003) sur une première zone de couverture générale à une première fréquence centrale F1, à une transposition et à une réémission (1004) sur une zone de couverture locale à une deuxième fréquence centrale F2 pour réception par les récepteurs mobiles. Les opérations de diffusion (1003) et réemission (1004) sont effectuées à partir de stations fixes ou mobiles. Application à la mise en oeuvre de réseaux monofréquence adaptatifs de zones de couverture configurables. <IMAGE>

Description

L'invention concerne un protocole et un réseau adaptatif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs radiofréquences mobiles.
La transmission d'informations audio-vidéo à des récepteurs radiofréquences mobiles est actuellement mal résolue ou ne peut, à tout le moins, être envisagée que dans le cadre de réseaux hertziens, terrestres, fixes.
Parmi les techniques de transmission utilisées, les techniques analogiques de codage de canal ne sont en effet résistantes à l'effet Doppler, provoquant un glissement ou décalage de fréquence du fait de la vitesse relative émetteur - récepteur, que lorsque le processus de codage est limité spectralement à une bande étroite.
Plus récemment, différentes techniques numériques de codage de canal ont été développées. Ces techniques permettent une transmission à bande large compatible avec l'effet Doppler précité. Parmi les techniques précitées, le codage de canal COFDM est utilisé en particulier dans le cadre de la transmission numérique audio ou DAB, pour Digital Audio Broadcasting. Dans le cas précité, la diffusion intervient par voie hertzienne, terrestre ou satellitaire.
La diffusion par voie hertzienne satellitaire permet une réception sur des zones géographiques très étendues, à l'échelle d'un continent, et finalement sur toute zone géographique incluse dans la zone de couverture générale du transpondeur satellitaire, que cette zone géographique soit fixe ou évolue dans le temps. Une zone géographique pertinente évoluant dans le temps peut par exemple être matérialisée, dans la zone de couverture générale, par un ensemble de véhicules se déplaçant dans cette zone de couverture générale.
Toutefois, les satellites de télécommunication actuellement disponibles ne permettent pas d'assurer une reception directe correcte par un récepteur radiofréquences mobile.
En effet, d'une première part, il est nécessaire que le récepteur radiofréquences mobile dispose d'une antenne parabolique extérieure dont le pointage est asservi sur le satellite émetteur. De tels systèmes d'asservissement sont coûteux, fragiles et encombrants.
D'une deuxième part, du fait des fréquences de l'onde porteuse utilisée par les satellites de télécommunication en voie descendante, voie de diffusion, dans la zone de couverture générale, fréquence supérieure au GHz, tout masque interposé sur le trajet, en vision directe, satellite - antenne du récepteur radiofréquences, condamne la réception correcte de ce dernier. C'est en particulier le cas des immeubles dans les zones urbaines, des ouvrages d'art sur les grands axes routiers ou ferroviaires, et des forêts ou arbres en zones rurales.
Pour un compte rendu d'essais de réception directe DAB en réception mobile soulignant l'existence de ces problèmes, on pourra utilement se reporter à l'article intitulé : "Mobile and portable réception of satellite-delivered DAB" publié par Peter SHELSWELL, Sound Digital, Third International Symposium on Digital Audio Broadcasting, 4-5 juin 1996, Montreux, Suisse.
La voie hertzienne terrestre apparaít donc à l'heure actuelle seule possible afin de permettre la réception par des récepteurs radiofréquences mobiles banalisés, dans lesquels aucune installation d'antenne de réception asservie n'est nécessaire.
Toutefois, les réseaux hertziens terrestres actuels sont fixes et la zone de couverture de ce type de réseau ne peut aucunement être reconfigurée en temps réel. La seule possibilité de desservir en réception une zone géographique évolutive dans le temps consisterait, au moyen de tels réseaux, à couvrir une zone de couverture générale permettant d'englober toute évolution de cette zone géographique évolutive.
Une telle solution ne peut en pratique être envisagée, en raison, d'une part, du coût d'infrastructure très élevé, prohibitif, et, d'autre part, de l'occupation permanente d'une fréquence de réception sur cette zone de couverture générale dans le domaine des fréquences hertziennes terrestres.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'un protocole et d'un réseau adaptatif de diffusion à large bande audio-vidéo permettant la réception directe par des récepteurs radiofréquences mobiles banalisés.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un protocole et d'un réseau adaptatif de diffusion à large bande audio-vidéo, ce réseau étant configurable en temps réel.
Le protocole et le réseau adaptatif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs radiofréquences mobiles, objets de la présente invention, sont remarquables en ce que chacun consiste à, respectivement permet de, soumettre le signal audio-vidéo à un codage source pour engendrer un signal source codé et à soumettre le signal source codé à un codage de canal pour engendrer un signal codé à large bande, ce signal codé à large bande consistant en une suite de symboles de durée déterminée espacés dans le domaine temporel d'un intervalle de garde temporel et répartis dans le domaine fréquentiel sur des intervalles de fréquences disjoints, les ondes porteuses de chacun des symboles étant séparées par un intervalle de garde fréquentiel. Le signal codé à large bande est transmis à une première fréquence centrale, fréquence de diffusion, en un signal codé à large bande diffusé sur une zone de couverture générale. Le signal codé à large bande diffusé est transposé à une deuxième fréquence centrale et réémis à partir d'au moins un relais de réémission, situé dans la zone de couverture générale, cette deuxième fréquence centrale étant égale à la fréquence de réception, sur au moins une zone de couverture locale, siège instantané des récepteurs radiofréquences mobiles, ce qui permet d'adapter la zone de couverture locale à la position des récepteurs radiofréquences mobiles pour une réception optimale.
Le protocole et le réseau adaptatif de diffusion à large bande, objets de la présente invention, seront mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels :
  • la figure 1 représente, sous forme de schémas blocs, un organigramme général du protocole de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo pour récepteurs radio-fréquences mobiles, objet de la présente invention ;
  • les figures 2a et 2b représentent un détail de mise en oeuvre de deux étapes successives de codage source et de codage de canal à large bande respectivement, constitutives du protocole, objet de la présente invention, tel que représenté en figure 1 ;
  • les figures 3a, 3b et 3c représentent des diagrammes temporels, respectivement fréquentiels, illustratifs de paramètres et de contraintes relatives à ces paramètres de codage de canal à large bande, pour assurer une transmission - diffusion adéquate à différents récepteurs radiofréquences mobiles ;
  • les figures 4a et 4b représentent des diagrammes spatio-temporels illustratifs des contraintes à appliquer à deux transmissions en réémission issues de la même zone de couverture globale à la deuxième fréquence centrale vers un même récepteur radiofréquences mobile, respectivement à deux sources de diffusion illuminées par une même source d'origine et assurant la transmission et la diffusion à la première fréquence centrale vers une même station de réémission après transposition ;
  • les figures 5a, 5b et 5c représentent, sous forme illustrative, un module de transmission et de diffusion du signal codé à large bande en un signal codé à large bande diffusé a une première fréquence centrale sur une zone de couverture générale ;
  • les figures 6a et 6b représentent, sous forme illustrative, un module de station de réémission du signal codé à large bande diffusé, après transposition, à une deuxième fréquence centrale ;
  • la figure 6c représente une variante de réalisation des figures 5a et 6a dans le cas plus particulier où une étape supplémentaire de modulation, telle qu'une modulation de fréquence, est introduite pour assurer une transmission par satellite ;
  • la figure 7 représente une application particulière non limitative dans laquelle le module de transmission et diffusion du signal codé large bande à la première fréquence centrale est constitué par une station hertzienne terrestre située sur un point haut, en vision directe d'une source d'origine satellitaire, et où le module de réémission est constitué par un module tel que représenté en figure 6a, embarqué sur un aéronef représenté en figure 6b, une telle configuration étant plus particulièrement adaptée à la couverture d'un événement sportif accompagné d'une caravane de véhicules comportant chacun un récepteur radiofréquences mobile dont la fréquence de réception est accordée sur la deuxième fréquence centrale.
Un descriptif du protocole de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs radio-fréquences mobiles, conforme à l'objet de la présente invention, sera maintenant donné en liaison avec la figure 1.
Le protocole de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs radiofréquences mobiles, ces récepteurs étant accordés sur une fréquence de réception, désigne une suite d'étapes techniques, lesquelles correspondent en fait à un procédé permettant d'assurer la diffusion d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs mobiles banalisés, c'est-à-dire répondant à la définition donnée précédemment dans la description.
Le protocole, objet de la présente invention, est avant tout destiné à la diffusion de signaux audiofréquences, de signaux vidéofréquences, de signaux de données ainsi que de signaux audio-vidéo par exemple, tels que des signaux de télévision, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.
En conséquence, ainsi que représenté sur la figure 1, on indique que le protocole, objet de la présente invention, est mis en oeuvre à partir d'une étape 1000, étape de départ selon laquelle on dispose d'un signal audio-vidéo par exemple en bande de base, noté pour cette raison sav.
Le signal audio-vidéo sav est ensuite soumis, en une étape 1001, à un codage source pour engendrer un signal source codé, lequel est noté ssc.
Ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description, on indique que le signal source codé ssc consiste avantageusement en un train binaire unique présentant des caractéristiques spécifiques permettant la transmission et la diffusion de ce signal par voie hertzienne ou satellitaire, par exemple.
L'étape 1001 précitée est elle-même suivie d'une étape 1002 dans laquelle le signal source codé ssc est soumis à un codage de canal afin d'engendrer un signal codé à large bande, noté sclb sur la figure 1.
De manière plus spécifique, on indique que le signal codé à large bande sclb consiste en une suite de symboles de durée déterminée espacés dans le domaine temporel d'un intervalle de garde temporel et répartis dans le domaine fréquentiel sur des intervalles de fréquences disjoints, les ondes porteuses de chacun des symboles étant séparées par un intervalle de garde fréquentiel spécifique.
L'étape 1002 précitée est elle-même suivie d'une étape 1003 consistant à transmettre et diffuser le signal codé à large bande sclb à partir d'au moins une source de diffusion à une première fréquence centrale, notée F1 par exemple, et désignant la fréquence de diffusion, en un signal codé à large bande diffusé sur une zone de couverture générale. Sur la figure 1, on a noté le signal codé à large bande diffusé sclbd1, l'indice 1 rappelant le caractère de diffusion de ce signal à la première fréquence centrale F1.
Par zone de couverture générale, on indique que celle-ci correspond par exemple à une zone géographique régionale de diamètre de deux à trois cents kilomètres, voire continentale en fonction des applications du protocole de diffusion conforme à l'objet de la présente invention. En ce qui concerne l'opération de transmission et de diffusion du signal codé à large bande diffusé sclbd1, on indique que cette opération est réalisée par un changement de fréquence à partir du signal codé à large bande sclbd, lequel est obtenu en bande de base, ainsi qu'il sera décrit de manière plus précise ultérieurement dans la description.
Enfin, l'étape de transmission et de diffusion 1003 précitée est elle-même suivie d'une étape 1004 de transposition - réémission à une deuxième fréquence centrale, notée F2, à partir d'au moins un relais de réémission situé dans la zone de couverture générale de ce même signal codé à large bande diffusé sclbd1 transposé à cette deuxième fréquence centrale F2, ce signal codé à large bande diffusé transposé étant pour cette raison noté sclbd2, en référence à la deuxième fréquence centrale F2 précitée. Bien entendu, la deuxième fréquence centrale F2 est égale à la fréquence de réception des récepteurs mobiles sur laquelle ces derniers sont accordés. L'opération de réémission est ainsi réalisée dans une zone de couverture locale, incluse totalement ou partiellement dans la zone de couverture générale, cette zone de couverture locale étant bien entendu le siège instantané des récepteurs radiofréquences mobiles.
On comprend ainsi que, du fait de la réémission à la deuxième fréquence centrale F2, fréquence réception, sur la zone de couverture locale et dans les conditions d'émission et de réception par les récepteurs radiofréquences mobiles correspondant sensiblement à celles d'un réseau hertzien, la réception du signal diffusé, notée 1005 en figure 1, peut être ainsi rendue optimale.
On comprend en particulier, selon un aspect particulièrement avantageux du protocole, objet de la présente invention, que le ou les relais de réémission peuvent être activés en fonction de la position du mobile ou de la collection de mobiles munis des récepteurs radiofréquences accordés sur la fréquence de réception et situés dans la zone de couverture locale, de façon à adapter cette zone de couverture locale en fonction du déplacement de la collection des mobiles, le ou les relais de réémission pouvant en outre, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description, être eux-mêmes mobiles afin d'adapter par déplacement la zone de couverture locale à la zone géographique dans laquelle se trouve la collection de mobiles précités.
Une description plus détaillée des étapes précédemment décrites, permettant la mise en oeuvre du protocole, objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaison avec les figures 2a et 2b.
La figure 2a décrit de manière plus détaillée les étapes 1000 et 1001 représentées en figure 1.
Pour ce qui concerne l'obtention du signal audio-vidéo en bande de base sav, on indique que celui-ci peut comporter, ainsi que représenté sur la figure 2a précitée, une composante de signal audio analogique, une composante de signal vidéo analogique, ou encore une composante de signal de données analogiques par exemple, ou même une combinaison de ces signaux délivrés par des sources correspondantes.
Lorsque les signaux précités sont sous forme analogique, ils sont soumis à une numérisation, numérisation audio, numérisation vidéo et numérisation de données, tel que représenté sur la figure 2a. On dispose ainsi d'un signal audio-numérique, d'un signal vidéo-numérique et d'un signal de données numériques délivrés par les sources correspondantes.
De la même manière, il est possible, conformément à un aspect particulièrement avantageux du protocole, objet de la présente invention, de disposer d'un signal audio-vidéo-numérique, délivré par une source correspondante, ce signal audio-vidéo-numérique pouvant être délivré par un satellite de télécommunication par exemple ou toute autre source adaptée.
Ainsi, l'ensemble des signaux numériques mis à disposition en figure 2a est soumis, à l'étape 1001, au processus de codage source précédemment mentionné, lequel peut consister avantageusement, pour chaque signal audio-vidéo-numérique, audio-numérique, vidéo-numérique et données numériques, à effectuer un codage source proprement dit, suivi d'un processus de compression afin de réduire le volume des données transmises.
Suite au processus de compression appliqué sur les signaux audio-vidéo-numériques, audio-numériques, vidéo-numériques et données numériques précités, on dispose de signaux numériques compressés correspondants, lesquels peuvent alors avantageusement être soumis à un processus de multiplexage temporel audio/vidéo/données, ce processus de multiplexage permettant de délivrer un train binaire unique constitutif du signal source codé ssc précédemment mentionné dans la description.
Les opérations réalisées à l'étape 1001, telles que représentées en figure 2a, sont des opérations de type classique et, pour cette raison, ne seront pas décrites de manière plus détaillée.
En ce qui concerne l'étape 1002 de codage de canal à large bande, on indique que le processus de codage de canal retenu pour la mise en oeuvre du protocole, objet de la présente invention, est un codage fonctionnellement semblable au codage COFDM utilisé jusqu'à ce jour pour les applications de transmission DAB.
D'une manière générale, le codage COFDM est un codage dérivé du codage OFDM, le codage COFDM permettant de garantir une excellente immunité aux interférences destructrices entre symboles ainsi qu'une bonne protection contre les distorsions fréquentielles du canal de transmission. Le codage COFDM est un codage de type OFDM dans lequel est en outre réalisé, par codage, un apport de redondance entre signaux distants et un entrelacement en temps et en fréquence des symboles transmis.
On indique que les performances du codage COFDM sont alors liées à un critère moyen de rapport signal à bruit, ce rapport signal à bruit étant alors conforté grâce à la présence d'échos à la réception à interférence constructive, c'est-à-dire d'échos dont il est possible de tirer parti afin de renforcer la qualité de l'information transmise.
Les étapes essentielles du processus de codage de canal mis en oeuvre à l'étape 1002 de la figure 1 sont représentées en figure 2b.
Ces différentes étapes comprennent, successivement appliquées au signal source codé ssc, une étape optionnelle 1002a de dispersion d'énergie, une étape 1002b de codage convolutif, une étape 1002c d'entrelacement temporel, une étape 1002d de formation des symboles numériques, la formation des symboles numériques étant réalisée à partir d'un signal de synchronisation, noté SYNCHRO, une étape 1002e consistant en des opérations sur les symboles obtenus à l'étape 1002d et ayant pour objet d'introduire un espacement en temps entre ces symboles et une décomposition sur des ondes porteuses orthogonales, une étape 1002f de modulation de porteuses de type PSK ou QAM, une étape 1002g d'entrelacement fréquentiel, et, enfin, une étape 1002h de multiplexage des porteuses. A la fin de l'étape 1002h, on obtient le signal codé à large bande sclb en bande de base ainsi que mentionné précédemment dans la description en liaison avec la figure 1.
En ce qui concerne le signal de synchronisation précédemment mentionné, on indique que celui-ci contient deux symboles, le premier étant vide de tout signal et le second comportant toutes les porteuses dont les phases à l'origine ont été fixées, afin de permettre aux récepteurs mobiles d'effectuer les synchronisation en temps, fréquence et phase.
En ce qui concerne l'opération 1002f de modulation de porteuses, on indique que, à chaque porteuse est en effet associée une modulation du symbole correspondant à un certain nombre de bits, lesquels décrivent un état d'amplitude et/ou de phase.
Les modulations ci-après peuvent être utilisées :
  • 4-PSK, modulation par déplacement de phase à quatre états associés à deux bits successifs ;
  • 16-QAM, quadrature, amplitude, modulation, ou 64-QAM par exemple.
Pour une description plus détaillée de l'étape de codage de canal à large bande 1002 précédemment mentionnée, on pourra utilement se reporter à l'article intitulé "Principes de modulation et de codage de canal en radiodiffusion numérique vers des mobiles", publié par M.ALARD et R.LASSALLE, UER - Revue Technique n°224, août 1987.
Une description plus détaillée de la structure temporelle ou fréquentielle des signaux obtenus au cours de la mise en oeuvre de l'étape 1002 de codage de canal, précédemment citée, sera maintenant donnée en liaison avec les figures 3a, 3b et 3c.
Sur la figure 3a, on a représenté la succession temporelle des symboles engendrés, afin de procéder à la modulation de canal précitée. Cette succession temporelle des symboles est celle obtenue suite à la mise en oeuvre des étapes 1002d et 1002e.
Ainsi, pour des symboles de durée Ts, la succession des symboles est séparée par un intervalle de garde temporel δ d'une valeur déterminée. Ainsi, la période temporelle d'apparition des symboles est référencée T = Ts+δ.
En pratique, et dans le cas d'une diffusion DAB, on indique que δ est de l'ordre de 20% de la durée de la période T. Cette valeur permet d'assurer, d'une part, une valeur suffisante pour l'intervalle de garde temporel et, d'autre part, un débit suffisant de symboles au cours de la transmission.
L'intervalle de garde temporel δ permet ainsi, pour tout écho de retard τ ≤ δ, de prendre en compte la valeur de cet écho au niveau d'un récepteur mobile par exemple, pour assurer, d'une part, la discrimination des échos postérieurs à chaque symbole, et, d'autre part, le renforcement du signal utile à partir de tout écho reçu pendant l'intervalle de garde temporel.
Bien entendu, la valeur de l'intervalle de garde δ est également très inférieur à la durée d'un symbole Ts. On rappelle en effet que dans le cadre de la transmission radionumérique DAB, dans les modes I, II et III normalisés, l'intervalle de garde temporel est égal au 1/4 de la durée Ts de chaque symbole.
La figure 3b représente, dans le domaine fréquentiel, le spectre du signal obtenu suite à la décomposition sur porteuses orthogonales à l'étape 1002e. On obtient ainsi en bande de base dans le domaine fréquentiel précité, une pluralité d'ondes porteuses, notées f0, ... fi, ... fn, chaque porteuse étant espacée d'une porteuse adjacente d'un intervalle de fréquence Δf en terme de fréquence centrale.
A titre d'exemple non limitatif, dans les modes normalisés I, II et III précédemment cités, le nombre respectif de porteuses est de 1536, 384, 192, l'espace entre porteuses Δf = 1, 4, 8 kHz pour une largeur de bande totale en bande de base égale à 1,536 MHz.
Enfin, la figure 3c représente, après multiplexage des porteuses à l'étape 1002h de la figure 2b et changement de fréquence pour transposition de fréquence à la première fréquence centrale F1, le spectre de fréquences dans l'espace fréquentiel du signal codé à large bande diffusé sclbd1. On rappelle simplement qu'en ce qui concerne le signal codé à large bande diffusé après transposition à la deuxième fréquence centrale F2, ce signal présente une distribution spectrale dans l'espace de fréquences analogue à celle représentée à la figure 3c, le terme F1 étant simplement remplacé par le terme F2. Pour cette raison, cette répartition spectrale du signal codé à large bande diffusé sclbd2 est simplement représentée au dessin par substitution de F2 à F1.
Sur la figure 3c, on a représenté par ΔF un glissement en fréquence, soit du signal à la fréquence centrale F1, c'est-à-dire du signal codé à large bande sclbd1, soit du signal codé à large bande à la deuxième fréquence centrale F2 sclbd2.
Ainsi, une vitesse relative entre un émetteur et un récepteur introduit un glissement ou décalage fréquentiel du signal par effet Doppler.
La décomposition du signal en ondes porteuses séparées par des intervalles fréquentiels disjoints, ainsi que représenté en figure 3b ou 3c, écartés d'un intervalle de fréquence Δf supérieur du glissement Doppler, permet ainsi, grâce au codage de canal réalisé, d'assurer la réception du signal codé à large bande diffusé par un mobile en déplacement relatif par rapport à l'émetteur.
C'est en particulier le cas pour ce qui concerne le ou les relais de réémission par rapport à la ou les sources de diffusion, ainsi que pour chaque récepteur radiofréquences mobile vis-à-vis de chaque relais de réémission.
Dans ces conditions, et pour une vitesse relative de valeur v1 de la source de diffusion à la première fréquence centrale de valeur F1 vis-à-vis du relais de réémission concerné, et pour une vitesse relative de valeur v2 du relais de réémission à la deuxième fréquence centrale de valeur F2 vis-à-vis du récepteur radiofréquences mobile concerné, le décalage en fréquences global ΔF du signal reçu par le récepteur mobile vérifie alors la relation (1) : ΔF = [F1.v1 + F2.v2] /c ≤ Δf/K.
Dans cette relation, conformément à un aspect particulièrement avantageux du protocole, objet de la présente invention, c désigne la vitesse de propagation d'une onde électromagnétique dans l'atmosphère et K désigne un coefficient, supérieur à 2, permettant bien entendu de prévoir une zone d'accrochage suffisamment large pour la réception, correspondant sensiblement au maximum à la moitié de l'espacement inter-porteuse Δf, ainsi que représenté sur la figure 3c pour la première fréquence centrale F1 et la deuxième fréquence centrale F2.
Dans ces conditions, non seulement le décalage ou glissement de fréquences dû à l'effet Doppler sur chaque porteuse ne pose pas de problème d'accrochage à la réception, mais encore ce glissement ou décalage est suffisamment faible pour n'entraíner aucune confusion entre les porteuses successives. L'espacement inter-porteuse peut par exemple être pris égal à 1/Ts pour obtenir une efficacité spectrale maximale. A titre d'exemple purement illustratif, on indique que, pour une vitesse relative v2 de 300 km/h entre le relais de réémission et un mobile, pour une fréquence de réception de 2 GHz, la contribution de la vitesse relative v2 à l'effet Doppler atteint la valeur de 556 Hz. Cette valeur est largement inférieure à l'espacement Δf en mode III par exemple, lequel est égal à 8 KHz.
Ainsi, compte tenu de la relation (1) précédente, les paramètres de codage de canal à large bande de type COFDM étant choisis, la mobilité de la ou des sources de diffusion, des stations de réémission et le cas échéant des récepteurs radiofréquences mobiles peut alors être choisie de façon à satisfaire aux contraintes d'accrochage en réception, afin de maintenir la qualité de la réception pendant tout déplacement ou adaptation de la zone de couverture locale. La condition d'accrochage s'énonce en une contrainte sur la valeur globale de glissement ou de décalage de fréquences selon la relation (1) précitée, décalage ou glissement global qui doit bien entendu rester très inférieur à l'espacement inter-porteuses Δf.
On rappelle que dans la relation (1) précédente, la sommation entre les contributions de chaque vitesse relative v1 et v2 s'entend d'une sommation algébrique tenant compte du rapprochement et/ou de l'éloignement relatif émetteur/récepteur. Bien entendu, outre la contrainte en fréquences précédemment mentionnée, il existe une contrainte relativement à l'adaptation de la zone de couverture locale, cette contrainte étant induite par la modification de la configuration géométrique du réseau adaptatif lorsque ce réseau adaptatif est constitué par une pluralité de sources de diffusion, c'est-à-dire lorsque, en fait, plus d'une source de diffusion à la première fréquence centrale F1 sont utilisées, et, d'autre part, lorsque plus d'une station de réémission sont également utilisées dans la zone de couverture locale.
Cette contrainte, dite géométrique, est en fait induite par une condition relative au temps de retard des échos qui sont susceptibles d'être reçus par tout récepteur radiofréquences mobile M, la notion d'écho couvrant bien entendu tout signal semblable à la même fréquence centrale reçu par le mobile M selon deux trajets distincts, ainsi qu'il sera explicité en liaison avec la figure 4a.
La figure 4a représente le cas où l'on considère une source de transmission - diffusion à la première fréquence centrale F1 et deux relais de réémission situés dans la zone de couverture générale de la source de transmission - diffusion précitée et dont la zone de couverture locale se recoupe, un récepteur radiofréquences mobile M étant situé dans la zone d'intersection des zones de couverture locale des deux relais de réémission.
On comprend dans ce cas que le réseau adaptatif ainsi formé constitue en fait un réseau monofréquentiel adaptatif, la réémission à la deuxième fréquence centrale étant effectuée par les deux relais de réémission précités.
Dans un tel cas, l'étape consistant à réémettre à partir d'au moins un relais de réémission le signal codé à large bande diffusé sclbd2 à la deuxième fréquence centrale de valeur F2 est réalisée à partir d'une pluralité de relais de réémission constituant le réseau monofréquentiel précité à la fréquence de réception. Dans ces conditions, deux relais de réémission tels que représentés en figure 4a sont au plus distants d'une distance maximale D vérifiant la relation (2) : 2 . Dc + τ ≤ δ Dans cette relation, τ désigne le retard maximum de traitement introduit par l'opération de réémission dans chacun des deux relais de réémission, τ2 et τ1 désignant le retard de chaque opération de réémission, et δ désigne le décalage temporel maximum admissible entre les signaux de réception reçus par chaque récepteur radiofréquences mobile, le récepteur M sur la figure 4a, décalage au plus égal à l'intervalle de garde temporel séparant deux symboles dans le domaine temporel, ainsi que mentionné précédemment dans la description.
En effet, en référence à la figure 4a, on indique que :
  • d'une part, la différence de parcours entre la source de diffusion et le récepteur radiofréquences mobile M reste inférieure ou égale à 2 D lorsque les trajets de réception passent par les station relais de réémission 1 et station relais de réémission 2 ;
  • d'autre part, les délais correspondant aux opérations de traitement effectuées au niveau de chacun des relais de réémission 1 et 2 ne peuvent différer de plus de la valeur τ précédemment mentionnée.
Ainsi, la mise en action ou l'inhibition de l'un quelconque des relais de réémission, pourvu que le critère de distance maximale D satisfasse à la relation (2) précitée, ne peut en aucun cas perturber la réception pour tout mobile situé dans la zone de couverture locale ainsi modifiée, car, dans ces conditions, l'allumage ou l'extinction du relais de réémission précité ajoute ou supprime un écho non perturbateur pour cette réception.
Ainsi, la configuration adaptative d'un réseau comportant par exemple, ainsi que représenté en figure 4a, plusieurs stations relais de réémission en codage COFDM, peut être réalisée sans difficulté, pourvu que la contrainte relative à la compatibilité des échos, décalage des échos inférieur à l'intervalle de garde temporel δ, soit satisfaite. Dans ces conditions, la présence de plusieurs stations relais de réémission à la deuxième fréquence centrale F2 n'est ainsi pas destructive des conditions de réception dès lors que les différents signaux arrivant en un même point, le mobile M sur la figure 4a, sont décalés temporellement au plus de l'intervalle de garde temporel δ.
A la contribution des échos susceptibles d'atteindre chaque récepteur radiofréquences mobile M vis-à-vis de deux ou plusieurs relais de réémission, ainsi que représenté en figure 4a, doit être ajoutée la contribution d'échos engendrés par exemple par deux sources de transmission - diffusion, source 1 et source 2, par rapport à une source d'origine, telle qu'un satellite de télécommunication, vis-à-vis d'une station de transmission - réémission, ainsi que représenté en figure 4b.
Dans un tel cas, et en raison des mêmes hypothèses que dans le cas de la figure 4a, l'opération de transmission et de diffusion étant toutefois réalisée au moyen d'une pluralité de transmissions et diffusions du signal codé à large bande diffusé à la première fréquence centrale de valeur F1, fréquence de diffusion, sur une pluralité de zones de couverture générale, à partir de la source d'origine assurant l'illumination des deux sources de transmission - diffusion 1 et 2 précitées, les deux sources de diffusion doivent au plus être distantes d'une distance D' maximale vérifiant la relation (3) : 2 D'c + τ' < δ. Dans la relation (3) précitée, par analogie avec la relation (2)
τ'
désigne le retard du traitement introduit par l'opération de diffusion de chaque signal codé à large bande, à partir de la source d'origine ;
δ
désigne le décalage temporel maximum admissible entre les signaux de réception reçus par la station de réémission représentée en figure 4b, ce décalage étant au plus égal à l'intervalle de garde temporel séparant deux symboles dans le domaine temporel.
Bien entendu, dans le cas général et pour des technologies sensiblement identiques mises en oeuvre au niveau des sources de diffusion 1 et 2 à la première fréquence centrale F1, le retard relatif de traitement introduit par l'opération de diffusion, pour des valeurs sensiblement identiques de retard de traitement τ'1 et τ'2 de chacune des sources de diffusion, peut être considéré comme sensiblement nul.
Dans ces conditions, la relation (3) précitée devient, relation (4) : 2D'/c ≤ δ.
Dans le cas le plus général où plusieurs sources de diffusion sont utilisées et où plusieurs relais de réémission sont également utilisés, il va de soi que pour chaque récepteur radiofréquences mobile M, la condition de réception correcte, compte tenu de l'adaptation du réseau monofréquence ainsi constitué, correspond à la superposition des conditions précédemment décrites, selon les relations (2) et (3) ou respectivement (4), c'est-à-dire en la sommation de l'ensemble des retards apportés du fait des doubles trajets constitutifs d'échos possibles. Dans ces conditions, la condition devient la relation (5) ci-après : 2(D+D')/c + τ + τ' ≤ δ.
Ainsi, le protocole, objet de la présente invention, permet la mise en oeuvre d'un réseau adaptatif de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo pour récepteurs mobiles.
Le caractère adaptatif de ce réseau apparaít :
  • du fait de la possibilité de configuration de la zone de couverture du service à une seule et même fréquence pour constituer un réseau monofréquence quant à sa localisation, couverture satellite globale ou déplacement de l'émetteur de la couche de diffusion ou couche de transport ;
  • du fait de la possibilité de reconfiguration en temps réel de la zone de couverture en localisation et en forme par déplacement, mise en opération ou inhibition des émetteurs ou sources de réémission, c'est-à-dire des relais de réémission.
Les possibilités de reconfiguration apparaissent particulièrement élevées du fait des types d'émetteurs qui peuvent être utilisés pour constituer les relais de réémission, ces relais de réémission pouvant d'autre part être déplacés à l'intérieur de la zone de couverture globale selon des configurations spécifiques, pourvu que les contraintes précitées soient respectées.
Une description plus détaillée du réseau adaptatif de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo pour récepteurs mobiles, conforme à l'objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaison avec les figures 5a à 5c, en premier lieu.
Ainsi que représenté sur la figure 5a, celui-ci comprend un module de codage source du signal audio-vidéo permettant d'engendrer un signal source codé et un module de codage de canal permettant, à partir du signal source codé, d'engendrer un signal codé à large bande en bande de base. Sur la figure 5a, les deux éléments précités sont représentés en pointillé par un seul et même bloc car le signal codé à large bande obtenu à l'issu de l'étape 1002 de la figure 1, signal sclb, peut être engendré au moyen d'éléments classiques, conformément aux opérations représentées en figures 2a et 2b, en tous points du réseau et en particulier être ensuite transmis au moyen d'un satellite de télécommunication vers une source de diffusion, telle que représentée en figure 5a, la source de transmission et de diffusion portant la référence 1 sur la figure 5a. De manière classique, cette source de transmission et de diffusion 1 comprend un module de transposition de fréquences en bande de base à la première fréquence centrale F1, ce module portant la référence l0 sur la figure 5a. On comprend bien entendu que le signal sclb est disponible au niveau de la source de transmission et de diffusion 1 par tous moyens de transport classiques, lesquels, à ce titre, ne seront pas décrits en détail.
La source de transmission et de diffusion 1 à la première fréquence centrale F1 comporte également, bien entendu, un synthétiseur de fréquences à la fréquence F1 précitée, portant la référence 11, et de manière classique, un pré-amplificateur portant la référence 12 et un amplificateur d'émission portant la référence 13 permettant d'assurer, par l'intermédiaire d'une antenne d'émission 14, la transmission et la diffusion du signal codé à large bande diffusé sur la zone de couverture globale, ce signal correspondant au signal sclbd1 sur la figure 1.
D'une manière générale, on indique que la première fréquence centrale F1 peut avoir pour valeur 1,35 GHz. Dans ces conditions, l'antenne d'émission 14 pourra consister en une antenne parabolique par exemple.
Sur la figure 5b, on a représenté les différents types de sources d'émission susceptibles d'être utilisés pour la mise en oeuvre du réseau adaptatif de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo conforme à l'objet de la présente invention.
Ainsi que représenté sur la figure précitée, cette source peut être constituée par un émetteur satellite, recevant, à une fréquence de réception F0 ou F1, égale à la première fréquence centrale, les informations du signal codé à large bande, ces informations étant bien entendu transposées en signal en bande de base pour traitement ultérieur par le module de transposition 10, le préamplificateur et l'amplificateur 13, et diffusion par l'antenne 14.
Un autre type de source peut consister en un émetteur aérien sensiblement fixe ou à vitesse lentement variable. Dans ce cas, la source de diffusion 1 est embarquée sur un ballon dirigeable, par exemple, un ballon captif ou analogue. De la même manière, la source de transmission et de diffusion 1 peut également être embarquée sur un aéronef. Alors que, dans les deux premiers cas, la source de transmission et de diffusion peut être considérée comme sensiblement fixe dans le cas où l'émetteur satellitaire est embarqué sur un satellite géostationnaire et dans le cas où celui-ci est embarqué sur un ballon dirigeable par exemple, dans le cas où l'embarquement est réalisé sur un aéronef, la source de transmission et de diffusion 1 est considérée comme une source aérienne mobile.
Ainsi que représenté en outre sur la figure 5b précitée, la source de transmission et de diffusion peut également être associée à une station d'émission ou émetteur terrestre fixe. Dans ce cas, bien entendu, le signal codé à large bande en bande de base sclb peut être disponible au niveau des installations de la station terrestre d'émission.
Enfin, ainsi que représenté de même sur la figure 5b, la source de transmission et de diffusion peut être montée sur une station d'émission terrestre mobile, c'est-à-dire embarquée sur un véhicule motorisé.
Sur la figure 5c, on a représenté de manière schématique la zone de couverture générale ainsi obtenue grâce à la mise en oeuvre d'une ou plusieurs sources de transmission et de diffusion.
En outre, le réseau adaptatif de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs mobiles, objet de la présente invention, comporte, ainsi que représenté en figure 6b, au moins un relais de réémission mobile, référencé 2 sur la figure 6a. Le relais de réémission 2 assure la réception dans la zone de couverture générale à la première fréquence centrale F1 du signal codé à large bande diffusé sclbd1, la transposition de ce signal et la réémission de ce signal codé à large bande à une deuxième fréquence centrale F2 distincte de la première fréquence centrale F1 et, bien entendu, égale à la fréquence de réception. Cette réémission est assurée sur la zone de couverture locale, siège instantané des récepteurs mobiles équipés de postes récepteurs à la deuxième fréquence centrale F2.
De manière avantageuse, ainsi que représenté en figure 6b, chaque relais de réémission 2 peut comprendre une antenne de réception 20 pointée vers la source de transmission et de diffusion précédemment décrite dans la description. L'antenne de réception 20 pourra par exemple être constituée par une antenne parabolique. L'antenne de réception 20 est interconnectée à un module de filtrage, noté 21, accordé à la première fréquence centrale F1. Le module de filtrage 21 délivre un signal filtré à un module de transposition en fréquence 22 de la première fréquence centrale F1 vers le signal en bande de base par l'intermédiaire d'un synthétiseur de fréquences 23 délivrant un signal à la fréquence F1 précitée. Le module de transposition 22 délivre un signal codé à large bande en bande de base reconstitué à un module de transposition de fréquences de la bande de base vers la deuxième fréquence centrale F2, portant la référence 24. Un deuxième synthétiseur de fréquences 25 est prévu, lequel délivre un signal à la deuxième fréquence centrale F2, permettant par changement de fréquence de délivrer à un pré-amplificateur 26 puis à un amplificateur 27 le signal codé à large bande à la deuxième fréquence centrale F2, désigné précédemment dans la description par sclbd2. Une antenne 29 de réémission permet d'assurer la réémission de ce signal sur la zone de couverture locale ainsi que mentionné précédemment dans la description.
Pour assurer la zone de couverture locale précédemment citée, on indique que l'antenne de réémission 29 pourra avantageusement constituer en une antenne YAGI par exemple.
En ce qui concerne le type de relais mobile utilisé, on comprendra, en référence à la figure 6b, que le relais de réémission mobile peut être embarqué, soit sur un ballon dirigeable ou atmosphérique ou captif, donc à vitesse lentement variable ou pouvant le cas échéant être fixe, sur un aéronef, ou bien consister en une station d'émission hertzienne terrestre, le cas échéant embarquée sur un véhicule motorisé.
On comprend dans ces conditions, en relation avec la figure 6b, que l'adaptation de la zone de couverture locale peut être réalisée, soit par déplacement du relais de réémission par rapport à un réseau hertzien fixe par exemple, soit, le cas échéant, par inhibition ou mise en opération d'un ou plusieurs relais de réémission, ainsi que représenté en pointillé sur la figure 6b. Ainsi, la zone de couverture locale peut être reconfigurée en temps réel en fonction des impératifs de mouvement de la collection de véhicules munis de récepteurs radiofréquences mobiles.
Bien entendu, pour une valeur de fréquence déterminée F1 de la première fréquence centrale, l'adaptation de la zone de couverture locale peut être réalisée par déplacement du relais de réémission à une vitesse linéaire relative, relais de réémission mobile / source de transmission et de diffusion, inférieure à une première valeur de vitesse limite V1, fonction de la valeur de la première fréquence centrale F1.
De la même manière, pour une valeur de fréquence déterminée F2 de la deuxième fréquence centrale, l'adaptation de la zone de couverture locale peut être réalisée par déplacement du relais de réémission mobile à une vitesse linéaire relative récepteur mobile M / relais de réémission mobile inférieure à une deuxième valeur de vitesse limite V2, fonction de la valeur de la deuxième fréquence centrale F2.
On comprend bien entendu que, compte tenu des paramètres de codage COFDM utilisés pour la mise en oeuvre du protocole, objet de la présente invention, les valeurs limite V1 et V2 précédentes sont déterminées à partir de la relation (1) précédemment mentionnée dans la description.
En outre, ainsi qu'on le comprendra à l'observation de la figure 6b, le réseau adaptatif de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs radiofréquences mobiles, objet de la présente invention, peut comprendre une pluralité de relais de réémission à la deuxième fréquence centrale F2 unique, distincte de la première fréquence centrale F1, sur une pluralité de zones de couverture locale reconfigurables donc en temps réel pour constituer en fait un sous-réseau monofréquence.
On comprend en particulier que dans ce but, ainsi que représenté sur la figure 6b précitée, le sous-réseau monofréquence peut comprendre un relais de réémission mobile à vitesse nulle, constitué par l'émetteur terrestre fixe, constituant un sous-réseau monofréquence de base, ainsi qu'un système de synchronisation de la réémission de chaque relais de réémission. On comprendra en particulier que le système de synchronisation peut par exemple être implanté au niveau de chaque relais de réémission et tirer parti du signal de synchronisation transmis et diffusé avec le signal codé à large bande diffusé à la première fréquence centrale F1, le signal sclbd1. Ce système de synchronisation ne sera pas décrit en détail, car il correspond à un processus de synchronisation de type classique dans les réseaux hertziens monofréquence.
En outre, le sous-réseau monofréquence représenté en figure 6b peut comporter un système de commande d'activation/inhibition de réémission d'au moins certains relais de réémission mobiles ou fixes. La commande d'activation/inhibition peut être constituée par une commande séparée à liaison hertzienne terrestre implantée par exemple sur le véhicule motorisé support de l'émetteur terrestre mobile. Dans ces conditions, on indique que bien entendu l'inhibition ou la mise en opération d'un relais de réémission tel que celui représenté en pointillé sur la figure 6b, peut alors être effectuée à partir du véhicule motorisé, support de l'émetteur terrestre mobile, compte tenu des contraintes de distances maximales introduites précédemment dans la description, conformément à la relation 2. Ainsi, grâce à la mise en oeuvre du système de commande d'activation / inhibition de réémission des relais de réémission, il est possible d'adapter structurellement en temps réel la zone de couverture locale résultante de l'activation de réémission de tout ou partie de la pluralité des relais de réémission mobiles ou fixes en fonction de la loi de déplacement d'un ou plusieurs récepteurs mobiles.
Sur la figure 6c, on a représenté un cas particulier, non limitatif, dans le cas où la transmission diffusion du signal codé à large bande diffusé sclbd1 est réalisée compte tenu d'une modulation spécifique, telle qu'une modulation de fréquences pour le transport par satellite. Sur la figure 6c, on comprend ainsi que le signal codé à large bande en bande de base est transmis à la source de transmission - diffusion, constituée par exemple par un satellite, après modulation, telle que la modulation à modulation de fréquence précitée, par l'intermédiaire d'un dispositif de remodulation pour transport satellite, portant la référence 15. Dans ce cas, le signal, compte tenu de cette remodulation, est transmis vers la source de transmission rediffusion, par exemple à la même fréquence F1 que la première fréquence centrale, ou à toute fréquence F0 distincte de cette première fréquence centrale, la transmission diffusion du signal codé à large bande diffusé sclbd1 à la première fréquence centrale F1 étant bien entendu réalisée compte tenu de cette modulation supplémentaire.
Dans un tel cas, ainsi que représenté sur la figure 6c, tout relais de réémission, portant la référence 2 sur la figure précitée, comprend, outre les éléments 20 à 27 précédemment décrits dans la description en liaison avec la figure 5b, un élément de démodulation FM, correspondant à l'opération inverse de celle réalisée par l'élément 15 précédemment mentionné, cet élément de démodulation portant la référence 29.
Une application spécifique du protocole et du réseau adaptatif de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs radiofréquences mobiles sera maintenant donnée en liaison avec la figure 7.
Dans cette application, on indique que la collection de récepteurs radiofréquences mobiles est constituée dans le cadre d'une manifestation sportive telle qu'une course cycliste importante, comme le Tour de France, par les véhicules des directeurs sportifs et directeurs de la course qui suivent les coureurs cyclistes et souhaitent disposer, dans leur véhicule, des images de la course diffusées en direct par un opérateur de télévision ainsi que de données correspondantes telles que temps intermédiaires, écarts, par exemple. Ces images sont disponibles sur les programmes analogiques terrestres diffusés en France selon le procédé SECAM et diffusion par satellite TELECOM 2 par exemple. Ces images et les informations correspondantes concernent les trois dernières heures de chaque étape, par exemple, soit environ les quatre-vingts derniers kilomètres.
La collection des véhicules équipés de récepteurs radiofréquences est répartie sur une zone dont la dimension linéaire est de l'ordre de 30 km environ.
La réception directe de l'émission des images de télévision par satellite est délicate au niveau des véhicules précités, ainsi que mentionné précédemment dans la description.
En ce qui concerne les programmes télévisés diffusés par les réseaux analogiques terrestres ou par voie satellite, la réception est de très mauvaise qualité ainsi qu'il a été indiqué précédemment dans l'introduction à la description.
La couverture globale de l'ensemble des étapes par un réseau terrestre hertzien fixe apparaít très coûteuse au regard de la durée et de l'importance relative de l'événement et de surcroít inadaptée en raison du fait que le tracé et la topographie de chaque étape varient d'une année à l'autre.
Ainsi que représenté sur la figure 7, la diffusion des images de télévision en temps réel de la course par un satellite de télécommunication, tel que le satellite TELECOM 2 par exemple, est utilisée.
Conformément au protocole et au réseau adaptatif, objets de la présente invention, la source de transmission et de diffusion est constituée par une source hertzienne terrestre recevant en vision directe en un point haut l'émission du satellite TELECOM 2 diffusé par l'opérateur de télévision.
Suite à la réception satellite des images de télévision diffusées, ces images et les sons associés, et les données le cas échéant associées, sont numérisés et soumis alors au codage source de type MPEG à 1,5 Mbits/s puis ensuite au codage de canal COFDM au niveau de la source de transmission diffusion 1 précitée. Cette source de transmission diffusion permet alors d'assurer la transmissicn du signal codé à large bande diffusé sclbd1 à la première fréquence centrale F1 sous forme de blocs COFDM à 1,5 MHz de largeur de bande selon une voie dite voie montante, constituant en fait une couche de transport sur la figure 7.
On comprend bien sûr que, pour chaque étape, le point haut est choisi à proximité du milieu des quatre-vingts derniers kilomètres de l'étape. Au niveau de ce point haut est installée par exemple une station terrestre mobile, montée sur un véhicule motorisé, ainsi que représenté en figure 6b.
La source de transmission diffusion 1 assure les fonctions ci-après :
  • réception des images télévisées de l'étape en temps réel transmises par l'opérateur de télévision sur le satellite TELECOM 2, par exemple.
Pour assurer cette fonction, la source de transmission diffusion comporte une antenne parabolique de l'ordre de 1,20 m de diamètre et les moyens nécessaires à assurer la transposition du signal reçu transmis par voie satellitaire en un signal en bande de base. Les composantes audio et vidéo composites sont extraites du signal en bande de base et transmises au codeur effectuant l'étape de codage de source.
  • codage numérique audio-vidéo dérivé du standard DVB-T selon la norme ETS 300 744 comportant :
    • codage et multiplex ISO/MPEG2 audio-vidéo,
    • dispersion d'énergie DVB,
    • codage DVB Reed-Solomon pour un débit final de 1,728 Mbit/s,
    • entrelacement convolutif DVB.
  • le train numérique correspondant au signal source codé ssc est alors soumis à un codage de canal de type codage de canal DAB selon la norme ETS 300 401 avec des opérations de :
    • dispersion d'énergie DAB
    • codage convolutif DAB de rendement 3/4
    • entrelacement convolutif DAB
    • multiplex DAB
    • entrelacement fréquentiel DAB
    • codage COFDM de type mode III avec δ = 30 µs pour une largeur de bande de 1,536 MHz.
  • le bloc CODFM obtenu est alors transmis et diffusé à la première fréquence centrale F1, par exemple bande III pqur une portée suffisante :
    • après amplification de puissance en fonction de la fréquence F1 et de la portée du relais de réémission à atteindre à une distance de 60 km environ,
    • l'antenne d'émission correspondant à l'antenne d'émission 14 sur la figure 5a peut alors être constituée par une antenne dipôle quart d'onde, antenne peu directionnelle, afin d'obtenir la zone de couverture générale.
Une seule station ou relais de réémission 2 est alors utilisée, ce relais de réémission étant embarqué sur un avion de type TB20 survolant alors la collection des véhicules destinataires en décrivant des boucles à vitesse réduite inférieure à 300 km/h et à une altitude comprise entre 1000 et 3000 mètres par rapport à la zone de déplacement des véhicules. Le relais de réémission correspond à celui représenté en figure 6a. L'antenne de réception à la fréquence F1, référencée 20 sur la figure 6a, peut être fixée sous l'appareil. Cette antenne est une antenne classique pour la réception DAB en bande III. La valeur de la fréquence F2 de la deuxième fréquence centrale est choisie en bande L par exemple. Le signal codé à large bande diffusé à cette deuxième fréquence centrale sclbd2 est diffusé alors après amplification avec une puissance de 50 W par l'antenne d'émission ou de réémission, portant la référence 28 sur la figure 6a, cette antenne pouvant par exemple être constituée par une antenne dipôle quart-d'onde fixée sous l'avion.
En ce qui concerne les véhicules équipés d'un récepteur radiofréquences mobiles, on indique que ces récepteurs reçoivent les blocs COFDM émis par l'avion ou plus précisément par la station de réémission 2 à la deuxième fréquence centrale F2, chaque véhicule et les récepteurs associés à ces véhicules étant alors équipés d'une antenne de réception DAB en bande L classique. Le récepteur mobile alors effectue des opérations de réception et de décodage intégrées ci-après :
  • réception radiofréquence selon la norme DAB ETS 300 401 de sensibilité supérieure à -98 dBm si F2 est en bande L ;
  • décodage de canal DAB ;
  • décodage DVB, y compris entrelacement convolutif, codage de Reed-Solomon et dispersion d'énergie ;
  • décodage et démultiplexage de type MPEG 2 pour obtenir en sortie les composantes audio et vidéo ;
  • les composantes audio et vidéo sont ensuite restituées à l'aide de hauts-parleurs amplifiés et d'un moniteur de type moniteur de télévision.

Claims (12)

  1. Protocole de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs radio-fréquences mobiles à une fréquence de réception, caractérisé en ce que ledit protocole consiste :
    à soumettre ledit signal audio-vidéo à un codage source pour engendrer un signal source codé ;
    à soumettre ledit signal source codé à un codage de canal pour engendrer un signal codé à large bande consistant en une suite de symboles de durée Ts espacés dans le domaine temporel d'un intervalle de garde temporel et répartis dans le domaine fréquentiel sur des intervalles de fréquences disjoints, les ondes porteuses de chacun des symboles étant séparées par un intervalle de garde fréquentiel Δf ;
    à transmettre et diffuser ledit signal codé à large bande à une première fréquence centrale F1, fréquence de diffusion, en un signal codé à large bande diffusé, sur une zone de couverture générale ;
    à réémettre à partir d'au moins un relais de réémission, situé dans ladite zone de couverture générale et assurant la réception à la première fréquence centrale F1 dudit signal codé à large bande diffusé à une deuxième fréquence centrale F2, égale à ladite fréquence de réception, sur au moins une zone de couverture locale, siège instantané desdits récepteurs radiofréquences mobiles, ce qui permet d'adapter ladite zone de couverture locale à la position desdits récepteurs radiofréquences mobiles pour une réception optimale.
  2. Protocole selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une vitesse relative v1 de la source de diffusion à la première fréquence centrale F1 et dudit relais de réémission et pour une vitesse relative v2 du relais de réémission à la deuxième fréquence centrale F2 et de chaque récepteur radiofréquences mobiles, le décalage en fréquence global ΔF du signal reçu par ledit récepteur mobile, vérifie la relation : ΔF = [F1.v1 + F2.v2] /c ≤ Δf/K où K > 2 et c désigne la vitesse de propagation de la lumière dans l'atmosphère.
  3. Protocole selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape consistant à réémettre à partir d'au moins un relais de réémission ledit signal codé à large bande diffusé à ladite deuxième fréquence centrale F2 est réalisée à partir d'une pluralité de relais de réémission, constituant un réseau monofréquentiel, deux relais de réémission étant au plus distants d'une distance maximale D vérifiant la relation : 2 . Dc + τ ≤ δ relation dans laquelle :
    τ
    désigne le retard maximum de traitement introduit par l'opération de réémission dans chaque relais de réémission ;
    δ
    désigne le décalage temporel maximum admissible entre les signaux de réception reçus par chaque récepteur radiofréquences mobile, c'est-à-dire l'intervalle de garde temporel.
  4. Protocole selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de transmission et de diffusion est réalisée au moyen d'une pluralité de transmissions et diffusions sensiblement simultanées dudit signal codé à large bande diffusé à la première fréquence centrale F1, fréquence de diffusion, sur une pluralité de zones de couverture générale, deux sources de transmission et de diffusion étant au plus distantes d'une distance D' maximale vérifiant la relation : 2 D'c + τ' < δ relation dans laquelle :
    τ'
    désigne le retard maximum de traitement introduit par l'opération de réémission dans chaque relais de réémission ;
    δ
    désigne le décalage temporel maximum admissible entre les signaux de réception reçus par chaque récepteur radiofréquences mobile, c'est-à-dire l'intervalle de garde temporel.
  5. Réseau adaptatif de diffusion à large bande d'un signal audio-vidéo vers des récepteurs radiofréquences mobiles accordés sur une fréquence de réception, caractérisé en ce que celui-ci comporte :
    des moyens de codage source dudit signal audio-vidéo permettant d'engendrer un signal source codé ;
    des moyens de codage de canal permettant, à partir dudit signal source codé, d'engendrer un signal codé à large bande ;
    des moyens de transmission et de diffusion à une première fréquence centrale F1 de ce signal codé à large bande en un signal codé à large bande diffusé sur une zone de couverture générale ;
    au moins un moyen de réémission relais mobile assurant la réception, dans la zone de couverture générale à la première fréquence centrale F1, dudit signal codé à large bande diffusé et la réémission de ce signal codé à large bande diffusé à une deuxième fréquence centrale F2, distincte de la première fréquence centrale F1 et égale à la fréquence de réception, sur une zone de couverture locale, siège instantané desdits récepteurs mobiles équipés de moyens de réception à la deuxième fréquence centrale F2, ce qui permet d'adapter ladite zone de couverture locale à la position desdits mobiles pour une réception optimale.
  6. Réseau adaptatif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour une valeur de fréquence déterminée F1 de la première fréquence centrale, l'adaptation de ladite zone de couverture locale est réalisée par déplacement dudit moyen de réémission relais mobile à une vitesse linéaire relative, moyen de réémission relais mobile / moyens de transmission et de diffusion, inférieure à une première valeur de vitesse limite V1 fonction de la valeur de ladite première fréquence centrale F1.
  7. Réseau adaptatif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour une valeur de fréquence déterminée F2 de la deuxième fréquence centrale, l'adaptation de ladite zone de couverture locale est réalisée par déplacement dudit moyen de réémission mobile à une vitesse linéaire relative, récepteurs mobiles / moyen de réémission relais mobile, inférieure à une deuxième valeur de vitesse limite V2, fonction de la valeur de ladite deuxième fréquence centrale F2.
  8. Réseau adaptatif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que celui-ci comprend une pluralité de moyens de réémission relais mobiles assurant la réception, dans la zone de couverture générale à la première fréquence centrale F1, dudit signal codé à large bande, et la réémission de ce signal codé à large bande à une deuxième fréquence centrale F2 unique, distincte de ladite première fréquence centrale F1, sur une pluralité de zones de couverture locales, ladite pluralité de moyens de réémission relais mobiles et de zones de couverture locales constituant un sous-réseau monofréquence.
  9. Réseau adaptatif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit sous-réseau monofréquence comprend :
    des moyens de réémission relais mobiles à vitesse nulle, constituant un sous-réseau monofréquence de base ;
    des moyens de synchronisation de la réémission de chaque moyen de réémission relais mobile ;
    des moyens de commande d'activation / inhibition de réémission de chaque moyen de réémission relais mobile, deux moyens de réémission relais mobile dont le signal codé à large bande diffusé a la même deuxième fréquence centrale F2 étant commandés en activation de réémission conditionnellement à un critère de distance de séparation de moyens de réémission relais mobile au plus égale à la distance d'écho maximale, fonction du mode de codage à large bande.
  10. Réseau adaptatif selon la revendication 9, caractérisé en ce que celui-ci comporte en outre des moyens de gestion des moyens de commande d'activation / inhibition de réémission de chaque moyen de réémission, ce qui permet d'adapter structurellement en temps réel la zone de couverture locale résultante de l'activation de réémission de tout ou partie de la pluralité de moyens de réémission relais mobiles, en fonction de la loi de déplacement d'un ou plusieurs récepteurs mobiles.
  11. Réseau adaptatif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission et de diffusion à une première fréquence centrale F1 du signal codé à large bande appartiennent au groupe transpondeur satellitaire, station terrestre ou aérienne, fixe ou mobile.
  12. Réseau adaptatif selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de réémission relais mobile sont embarqués sur un aéronef.
EP98401605A 1997-06-30 1998-06-26 Protocole et réseau adaptif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs radiofréquences mobiles Ceased EP0889609A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9708195A FR2765445B1 (fr) 1997-06-30 1997-06-30 Protocole et reseau adaptatif de diffusion a large bande audio-video pour recepteurs radiofrequences mobiles
FR9708195 1997-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0889609A1 true EP0889609A1 (fr) 1999-01-07

Family

ID=9508621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98401605A Ceased EP0889609A1 (fr) 1997-06-30 1998-06-26 Protocole et réseau adaptif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs radiofréquences mobiles

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0889609A1 (fr)
FR (1) FR2765445B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7428271B2 (en) 2003-07-15 2008-09-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Network device and data transmission method for efficient data transmission and reception in mobile ad hoc network environment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605032A1 (de) * 1986-02-18 1987-08-20 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zur digitalen nachrichtenuebertragung
EP0540232A2 (fr) * 1991-10-31 1993-05-05 AT&T Corp. Modulation codée à niveau inégaux de protection contre les erreurs
WO1994011960A2 (fr) * 1992-11-12 1994-05-26 Mobile Telecommunication Technologies Systeme de communication bidirectionnelle mobile
WO1994029977A1 (fr) * 1993-06-08 1994-12-22 Stanford Telecommunications, Inc. Systeme de diffusion numerique
GB2306867A (en) * 1995-10-26 1997-05-07 Bosch Gmbh Robert Method of optimising the transmission of signals

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3605032A1 (de) * 1986-02-18 1987-08-20 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zur digitalen nachrichtenuebertragung
EP0540232A2 (fr) * 1991-10-31 1993-05-05 AT&T Corp. Modulation codée à niveau inégaux de protection contre les erreurs
WO1994011960A2 (fr) * 1992-11-12 1994-05-26 Mobile Telecommunication Technologies Systeme de communication bidirectionnelle mobile
WO1994029977A1 (fr) * 1993-06-08 1994-12-22 Stanford Telecommunications, Inc. Systeme de diffusion numerique
GB2306867A (en) * 1995-10-26 1997-05-07 Bosch Gmbh Robert Method of optimising the transmission of signals

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7428271B2 (en) 2003-07-15 2008-09-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Network device and data transmission method for efficient data transmission and reception in mobile ad hoc network environment
CN100456673C (zh) * 2003-07-15 2009-01-28 三星电子株式会社 移动专用网络环境中有效发送接收数据的网络设备和方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2765445B1 (fr) 1999-09-10
FR2765445A1 (fr) 1998-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6956814B1 (en) Method and apparatus for mobile platform reception and synchronization in direct digital satellite broadcast system
FR3067898B1 (fr) Systeme de telecommunications comprenant un serveur de cache embarque dans une plateforme a haute altitude et procede de transmission de donnees associe
CA2367978A1 (fr) Reseau de multiples recepteurs mrof en amont
EP0999661A2 (fr) Système de radio numérique mobile avec capacité de diversité spatialle et temporelle
FR2662895A1 (fr) Installation de distribution de programmes de radiodiffusion a reseau cable.
WO2000069093A1 (fr) Terminal de communication bidirectionnel multimedia
EP2792087B1 (fr) Emission/réception de signaux hyperfréquences de diffusion par satellite avec voie de retour interactive utilisant un protocole à étalement de spectre.
FR2956745A1 (fr) Procede de recouvrement d&#39;un signal parmi un ensemble de signaux collectes par satellite.
CA2889329A1 (fr) Procede de recuperation d&#39;un contenu correspondant a une adresse url par un dispositif client
EP0808529A1 (fr) Procede et dispositif de reduction du brouillage de transmission hertzienne et son utilisation dans un reseau tv interactif
EP1614295A1 (fr) Convertisseur et procede de conversion de signaux numeriques recus sous forme modulee et multiplexee
JP2002508623A (ja) 衛星直接放送および地上中継器を使用したデジタル放送システム
FR2954869A1 (fr) Installation d&#39;emission/reception de signaux satellitaires
EP2074714B1 (fr) Répéteur terrestre multi-entrées pour un système de diffusion de contenus
EP0831600A1 (fr) Dispositif d&#39;émission d&#39;informations numériques par satellite
EP2587700B1 (fr) Installation d&#39;émission/réception de signaux radioélectriques
EP0889609A1 (fr) Protocole et réseau adaptif de diffusion à large bande audio-vidéo pour récepteurs radiofréquences mobiles
US20100329228A1 (en) Digital broadcast retransmission system, digital broadcast retransmission method, packet converting apparatus, and frequency converting apparatus
Wilkus et al. Field measurements of a hybrid DVB-SH single frequency network with an inclined satellite orbit
CA2796623C (fr) Methode de propagation de messages dans un reseau de communication par satellites
Zhang et al. The television broadcasting network of Chinese high speed railway
FR3042930A1 (fr) Procede et installation de communication large-bande par satellite a liaison de contribution a encodage au sol
EP4207631A1 (fr) Procédé de configuration d&#39;une constellation de satellites défilants et procédé de communication, gestionnaire et système de communication associés
EP0847633B1 (fr) Technique de telecommunication pour satellite ou un signal cdma est superpose a un signal de television avec decalage de porteuses, appareil associe a cette methode
FR3027175A1 (fr) Procede pour fournir des donnees de paquets de donnees ais recus, dispositif et programme d&#39;ordinateur a cet effet

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE ES FR GB IT NL

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 19990118

AKX Designation fees paid

Free format text: DE ES FR GB IT NL

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: TDF

Owner name: FRANCE TELECOM

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100323

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: TDF

Owner name: ORANGE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20141106

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H04H0001000000

Ipc: H04H0020000000

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H04H0001000000

Ipc: H04H0020000000

Effective date: 20150429