FR2697956A1 - Mobile phone inter-communication e.g. between vehicles using TDMA - using digital words passing as clock step transmission for producing time slices of successive frames with synchronisation bit - Google Patents

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Abstract

Digital words for short distance communications are transmitted as a clock step transmission producing time slices of the same number of successive frames (10). Each slice has a synchronisation header (12) comprising a binary word of a determined length having several transitions. At the receiver, the sampling clock is put in phase with the transmitted signals, using the synchronisation bit. Each slice also has bits to indicate the number of slices received (20), the priority level (22) and the words (24). USE/ADVANTAGE - E.g. for fleet management from central controller. Good message reception without interference from other transmitters.

Description

PROCEDE ET POSTE DE RADIO-COMMUNICATION ENTRE OU AVEC DES METHOD AND STATION RADIO COMMUNICATION OR WITH
POSTES MOBILES MOBILE STATIONS
La présente invention concerne les procédés de radio-communication en réseau multi-points à courte distance (quelques centaines de mètres à quelques kilomètres) entre ou avec des postes mobiles, dans des conditions d'emploi telles que le nombre de postes mobiles susceptibles de communiquer directement avec un poste donné est très variable dans le temps. The present invention relates to radio communication processes in multi-point network at short distance (a few hundred meters to several kilometers) between or with mobile units, in terms of employment such as the number of mobile stations that can communicate directly with a given position varies with time.

L'invention trouve une application particulièrement importante dans les communications entre véhicules automobiles en l'absence de toute infracstructure sol, par exemple pour la diffusion d'alarmes, la régulation de trafic, l'aide à la conduite ou le pilotage, la gestion de flottes de véhicules, etc. The invention finds a particularly important application in communications between motor vehicles in the absence of any infracstructure ground, for example to broadcast alarms, regulation of traffic, driving aid and piloting, management vehicle fleets, etc.

Cette application n'est cependant pas exclusive et l'invention est applicable à de nombreux autres domaines, tels que les communications entre et avec des robots ou d'intervention dans des zones dangereuses ou polluées, les communications protégées entre véhicules militaires d'une même unité, les communications discrètes à courte distance entre bâtiments naviguant de conserve. This application is however not exclusive and the invention is applicable to many other areas, such as communications between and with robots or intervention in hazardous or polluted areas, protected communications between military vehicles of the same unit, the short discrete communications between vessels navigating canned.

On a déjà proposé des procédés de radio-communication entre mobiles utilisant le multiplexage dans le temps, suivant des techniques de compétition, c'est-à-dire d'accès aléatoire, comme ALOHA ou ALOHA crénelé, ou suivant des techniques de réservation, c'est-à-dire d'accès déterministe comme AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps) ou It has already proposed radio communication between mobile processes using time multiplexing, following competition techniques, that is to say, random access, such as ALOHA or slotted ALOHA, or next booking techniques, that is to say, deterministic access as TDMA (division Multiple access in Time) or
TDMA (Time Division Multiple Access). TDMA (Time Division Multiple Access). Des techniques intermédiaires, conjuguant réservation et compétition ou permettant la réservation dynamique (par exemple par jeton circulant) ont également été proposées. Intermediate techniques, combining reservation and competition or for dynamic reservation (eg, token passing) have also been proposed.

Toutes ces techniques d'accès se rapportent à la couche 2 (liaisons de données) du modèle de référence OSI (Interconnexion des Systèmes Ouverts), norme IS 7498 de l'ISO. All these access techniques relate to the layer 2 (data link) of the OSI reference model (Open Systems Interconnection) standard IS 7498 of the ISO. Plus précisément elles relèvent de la sous couche MAC (Contrôle d'Accès au Milieu) de la couche 2. Specifically they fall within the MAC layer (Midheaven Access Control) layer 2.

Les techniques de compétition présentent l'avantage d'une relative facilité de synchronisation, mais l'inconvénient de collisions inévitables entre émetteurs, surtout à trafic élevé. Competitive techniques have the advantage of a relative ease of synchronization, but the downside of inevitable collisions between transmitters, especially in high traffic.

Les techniques de réservation sont peu efficaces à trafic faible et réclament des moyens significatifs de synchronisation : cette dernère difficulté peut être contournée par exemple par la définition d'un poste maître, distribuant la synchronisation bit et éventuellement la synchronisation trame. reservation techniques are very effective low traffic and demand meaningful ways Synchronization: dernère this problem can be circumvented, for example by defining a master station, distributing the synchronization bit and possibly the frame synchronization. Mais il n'est pas toujours possible de disposer d'un maître (à moins de confier ce rôle à une infrastructure fixe) et en outre la survie du réseau dépend de l'existence de ce maître. But it is not always possible to have a master (at least to entrust this role to a fixed infrastructure) and also the survival of the network depends on the existence of this master.

Beaucoup de techniques intermédiaires conjuguant réservation et compétition soulèvent également des problèmes de synchronisation. Many intermediate technical booking and combining competition also raise synchronization problems.

L'invention envisage une technique mixte, où la réservation est obtenue après compétition et où la synchronisation bit et éventuellement la synchronisation trame sont élaborées de manière distribuée ou répartie, un objectif étant d'éliminer le poste maître permanent et dédié. The invention contemplates a mixed technique, the reservation is obtained after competition and where the bit synchronization and the frame synchronization are optionally prepared in a distributed manner or distributed, a goal being to eliminate the permanent and dedicated master.

De même qu'en TDMA pur, chaque message est transmis sous forme numérique, à une cadence quasi fixe, au cours de tranches isolées ou de tranches s'enchaînant d'une trame à l'autre, avec le même numéro d'ordre dans chaque trame. As well as in pure TDMA, each message is transmitted in digital form to an almost fixed rate, during isolated slices or slices chaining from one frame to the other, with the same sequence number in each frame. Les tranches sont séparées par des intervalles de garde permettant d'absorber les différences de temps de propagation. The slices are separated by guard intervals to absorb the differences of propagation time.

Au niveau supérieur, le système peut alors être exploité en mode datagramme diffusé, par exemple à raison d'un message par tranche, ou en mode connexion, c'est-à-dire en constituant un canal avec une succession de tranches réservées. At the top level, the system can then operate in broadcast datagram, for example due to a per message or connection-oriented, that is to say by forming a channel with a succession of reserved slots. La réception des messages peut être ou non confirmée. Receiving messages can be confirmed or not. Dans beaucoup d'applications le rafraîchissement des informations toutes les trames est privilégié par rapport à la garantie d'acheminement. In many applications the refresh of all frames information is privileged over guaranteed delivery.

Pour assurer le fonctionnement des récepteurs et la synchronisation répartie, l'invention propose notamment un procédé suivant lequel on fait précéder le contenu de chaque tranche d'un en-tête ou préambule d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée. To ensure the functioning of distributed receivers and synchronization, the invention provides in particular a process which is preceded the contents of each slice of a preamble or header alignment at bit consisting of a binary word of given length . Ce mot a un contenu de synchronisation, c'est-à-dire un nombre minimal de transitions. This word has a content synchronization, that is to say a minimum number of transitions. A la réception on met en phase une horloge locale d'échantillonnage, de fréquence proche de la fréquence nominale de bit, avec l'horloge portant le message reçu, par référence aux transitions du mot de l'en-tête. Upon receiving a local sampling clock phase is brought to close to the nominal bit rate frequency, with the clock with the received message, with reference to transitions of the header word.

La première partie de ce préambule peut être utilisée pour recaler la dynamique de la voie de réception du poste mobile. The first part of the preamble can be used to reset the dynamics of the reception path of the mobile station. Ce recalage peut être très rapide et intervenir sur quelques bits. This registration can be very fast and work on a few bits. Cette première partie du préambule sera éventuellement perturbée en aval (absorption de bits, bits erronés). This first part of the preamble will eventually disrupted downstream (bit absorption, erroneous bits).

La seconde partie de ce préambule peut alors être exploitée par la voie de réception pour en extraire la synchronisation bit propre à la tranche. The second part of the preamble can then be operated by the reception path to extract the synchronization bit to clean the wafer. Le préambule doit donc avoir un contenu de synchronisation, c'est-à-dire comporter un nombre minimal de transitions entre états binaires. The preamble must have a sync content, that is to say have a minimum number of transitions between binary states. Le principe retenu consiste à mettre en phase une horloge locale de même fréquence nominale - à la précision près - que l'horloge d'émission, avec le motif du préambule, et notamment à aligner les flancs de l'horloge sur les transitions de ce préambule. The principle adopted consists in phase a local clock of the same nominal frequency - within the accuracy - that the transmit clock, with the pattern of the preamble, and in particular to align the sides of the clock on the transitions of this preamble.

Il suffit de quelques bits pour assurer la synchronisation à chaque tranche : dans la pratique, on affectera souvent un octet à cete opération. The few bits sufficient to ensure synchronization with each slice: in practice often affect one byte at cete operation. Les tranches étant, dans la plupart des applications, de courte durée ( moins d'un millier de bits), la synchronisation, une fois établie par mise en phase peut rester inchangée pour toute la tranche, la dérive relative des horloges étant liée à leur imprécision qui peut ne pas dépasser 10-6 dans les réalisations habituelles. The slots being, in most applications, short-lived (less than one thousand bits), timing, once established by phasing may remain unchanged for the entire wafer, the relative drift of the clocks being connected to their imprecision may not exceed 10-6 in the usual accomplishments. La phase peut être approchée avec une résolu tion suffisante, de l'ordre de quelques centièmes de la période bit, en intégrant la mesure sur la durée utile du préambule. The phase can be approximated with sufficient solved tion, on the order of a few hundredths of the bit period, integrating the measure over the life of the preamble.

La frontière entre première partie et deuxième partie du préambule s'établit naturellement en fonction de la dynamique instantanée de réception. The border between first part and second part of the preamble establishes naturally depending on the instantaneous dynamic reception. Par contre la fin du préambule est identifiée par un motif spécifique qui sert à délimiter le début du message utile. Against by the end of the preamble is identified by a specific pattern which is used to delimit the beginning of the useful message.

Le problème de l'accès en émission suppose d'abord la reconstitution d'une trame par le récepteur du poste, l'identification de tranches libres et le choix d'une tranche d'émission sur laquelle la trame sera initialisée en local. The issue in the access problem presupposes the reconstruction of a frame by the receiver position, identification of free slices and choice of a slice of issue on which the frame will be initiated locally.

La trame peut être reconstituée localement par chaque récepteur, par comptage à partir de son horloge propre. The frame can be restored locally by each receiver by counting from its own clock.

Pour éviter les dérives à long terme liées à l'imprécision de l'horloge locale, l'invention propose, à titre subsidiaire, de recaler de temps à autre la trame élaborée localement sur celle d'un poste bien identifié jouant le rôle de pilote momentané. To avoid long-term drifts related to the inaccuracy of the local clock, the invention provides, in the alternative, to reset from time to time frame developed locally on that of an identified position playing the pilot role momentary.

En d'autres termes, il est alors proposé un procédé suivant lequel la trame est définie localement en réception, par référence à l'horloge locale, avec la première tranche correspondant à l'émission éventuelle et est soumise à des réalignements ou recadrages périodiques, au maximum toutes les trames. In other words, it is then proposed a method wherein the frame is defined locally in reception, with reference to the local clock with the first slice corresponding to any transmission and is subjected to periodic realignments, or cropping, maximum all frames.

Dans un mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention, on insère, dans chaque tranche de message de chaque émetteur, un champ indiquant le nombre de tranches que l'émetteur a perçu occupées sur sa propre voie de réception au cours de la trame précédente. In an advantageous implementation of the invention, is inserted in every message of each transmitter, a field indicating the number of slots that the transmitter has received occupied on its own reception path in the frame former. Une écoute permanente est effectuée à chaque poste en dehors des périodes d'émission et, au niveau d'un récepteur, le rôle de pilote est momentanément attribué à celui des postes ayant perçu, sur son propre récepteur, le nombre moyen de tranches occupées le plus élevé pendant un nombre déterminé de trames successives. Continuous monitoring is performed at each position outside of the transmission periods and, at a receiver, driver function is temporarily assigned to the positions having levied on its own receptor, the average number of slots occupied the higher for a predetermined number of successive frames. Le critère d'élection du pilote traduit en fait le souci de constituer un groupe de postes, ou "cellule", momentané, centré sur le poste naturellement le mieux placé pour les radio-communications. The electoral criterion in fact the driver translates the desire to form a group of stations, or "cell", momentary, focused on the job naturally best suited for radio communications.

L'application, au critère, d'une pondération donnant un effet dégressif aux trames les plus anciennes, permet, une fois un poste pilote momentané choisi, d'éviter des changements trop fréquents de ce pilote. The application, the criterion, a weighting giving a decreasing effect to the oldest frame, allows, once a temporary pilot position chosen to avoid too frequent changes of this driver.

En pratique, la durée de la trame élaborée localement est recalée de temps à autre, par exemple toutes les trames ou à chaque changmeent de pilote, par rapport au préambule d'émission du pilote, en jouant sur la durée de la tranche d'émission éventuelle. In practice, the duration of the frame is developed locally readjusted from time to time, for example every frame or every pilot changmeent, based on the preamble transmission of the pilot by acting on the wafer emission period possible.

Le mode de synchronisation trame ci-dessus n'est cependant pas le seul possible. The synchronization mode above frame, however, is not the only possible.

Une solution plus simple mais moins stable consiste à synchroniser la trame et la tranche d'émission en intégrant les opérations de synchronisation au niveau bit. A simpler but less stable solution is to synchronize the frame and the emitting portion by incorporating bit level synchronization operations. La durée de la trame locale tient alors compte des horloges de tous les postes présents sur le réseau. The duration of the local frame then takes into account the clocks of all stations on the network.

Comme dans tous les systèmes où il n'y a pas une allocation de tranche à partir d'une station maître permanente ou allocation dynamique du type "passage de jeton", il existe un risque de collision lorsque deux postes choisissent d'accéder à la même tranche qui était reconnue libre lors de la trame précédente. As in all systems where there is not a slot allocation from a permanent master station or dynamic allocation type "token passing", there is a risk of collision when two stations choose to access the same slice that was recognized free from the previous frame.

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, on réduit le risque de collision par application d'un critère particulier de choix de tranche. In a particular embodiment of the invention reduces the risk of collision by applying a particular criterion slice choice. Ce critère peut être l'insertion sur une tranche ou un canal (constitué de tranches de même rang sur les trames successives) pour lequel une somme pondérée des occupations de tranches sur plusieurs trames précédentes est minimale et de préférence nulle. This criterion can be inserting on a wafer or a channel (consisting of the same rank slices on successive frames) for which a weighted sum of slices occupations several previous frames is minimum and preferably zero.

Cela n'empêche pas deux postes placés dans les mêmes conditions de tenter d'émettre sur la même tranche. This does not prevent two stations placed in the same conditions to attempt to transmit on the same slice. Il est proposé, pour résoudre les conflits d'accès et les contentions, d'utiliser l'absence de synchronisme rigoureux entre les postes qui cherchent à émettre. It is proposed to resolve access disputes and contentions, to use the absence of rigorous synchronism between stations seeking to transmit. Chaque poste gère en local sa propre trame, qui n'est recalée que de temps à autre. Each station manages locally its own frame, which is not recalibrated from time to time. Les limites de tranches dérivent donc légèrement d'un poste par rapport à l'autre et à cela s'ajoute l'effet de variation des distances, donc des temps de propagation. Slices limits so derived somewhat of a position relative to each other and to this is added the distance variation effect, so propagation times.

Il existe donc forcément un poste qui émet un peu avant ses compétiteurs. There is thus necessarily a position that emits a little before its competitors.

Un dispositif rapide de détection de signal permet d'empêcher chacun des autres postes d'émettre comme il prévoyait de le faire et donc d'éviter la contention avec le premier. A fast signal detection device makes it possible to prevent each of the other stations to transmit as provided to it and therefore to avoid contention with the first.

La procédure d'accès, avec les aléas qu'elle comporte, est relancée pour les compétitions infructueuses. The access procedure with the hazards it entails, is revived for unsuccessful competitions.

La nature et le nombre des aléas sont tels que la parité est pratiquement assurée pour tous les postes. The nature and number of uncertainties are such that parity is virtually assured for all positions.

Dans certains cas, il est nécessaire que certains messages soient transmis de façon privilégiée, notamment avec un risque réduit ou nul de conflit d'accès. In some cases, it is necessary that certain messages are transmitted in a privileged way, especially with reduced or no risk of conflict of access.

Les trames peuvent alors comporter un certain nombre de tranches ou de canaux réservés aux messages ayant un champ de priorité de valeur supérieure à un seuil ou un champ indiquant une priorité maximale. The frames can then include a number of slices or reserved channels to messages having a priority value field above a threshold or a field indicating the highest priority. Différents niveaux de priorités peuvent être gérés simultanément. Different priority levels can be managed simultaneously.

Enfin le paramétrage de la trame, c'est-à-dire les caractéristiques de période, de nombre de tranches, de longueur d'une tranche, peuvent être réajustés dynamiquement, sous l'action d'un applicatif extérieur. Finally, the setting of the frame, that is to say the period characteristics, number of slots, of length of a wafer, may be adjusted dynamically, under the action of an external application. Cette facilité permet une meilleure adaptation aux configurations géographiques rencontrées réellement, mais ne peut être assurée que sur un consensus suffisant entre postes et après décision commune et connue (donc diffusée sous forme de consigne de service) de changement de paramètres. This facility enables better adaptation to geographical configurations actually met, but can not be assured that a sufficient consensus positions and after common and known decision (thus circulated as service set) to change settings.

Un temps mort est alors ménagé pour assurer la transition entre deux paramétrages différents et une stratégie de repli est prévue pour le cas d'anomalies. A dead time is then made to ensure the transition between two different settings and a strategy of retreat is scheduled for the case of anomalies.

L'invention propose également une structure de poste émetteur-récepteur utilisable pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus défini. The invention also provides a transceiver station structure used to implement the above defined method. Un tel poste peut comprendre une horloge munie de moyens de resynchronisation par déphasage d'une fraction de bit, une voie d'émission et une voie de réception : la voie d'émission est prévue pour insérer dans chaque tranche un en-tête ou préambule d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée ayant un nombre minimal de transitions et la voie- de réception est munie de moyens pour mettre l'horloge en phase avec celle du mot d'en-tête de chaque tranche de message reçu. Such station may comprise a clock with retiming means by phase shifting one bit fraction, a transmission channel and a reception channel: the transmission channel is provided to insert in each slice header or preamble alignment at bit consisting of a binary word of given length having a minimum number of transitions and receiving voie- is provided with means to set the clock in phase with that of the header word every message received.

En pratique, le poste comporte deux sous-ensembles de technologies différentes, l'un regroupant les parties radiofréquence, modulation, démodulation et synchronisation bit, l'autre regroupant les parties numériques et notamment la synchronisation trame, le contrôle d'accès et les priorités, c'est-à-dire le contrôle de protocole. In practice, the station comprises two sub-sets of different technologies, one gathering the radio frequency parts, modulation, demodulation and bit synchronization, the other gathering the digital parts and in particular the frame synchronization, access control and Priorities that is to say, the protocol control.

Le premier sous-ensemble constitue un modem plus ou moins spécifique. The first subset is a more or less specific modem. Le second sous-ensemble est construit par exemple autour d'une carte intelligente de communication intégrant un ou plusieurs processeurs fonctionnant en temps réel (notamment un contrôleur de communications) et un environnement logiciel approprié. The second subset is built for example around a smart card communication incorporating one or more processors operating in real time (such as a communications controller) and appropriate software environment.

L'interface entre les deux sous-ensembles est avantageusement banalisée suffisamment pour assurer un certain découplage. The interface between the two sub-assemblies is preferably commonplace enough to provide some decoupling. Il est possible de recourir à différents types de modems avec le même contrôle de protocole ou de réaliser plusieurs implémentations du contrôle de protocole dans différents environnements informatiques en utilisant le même modem. It is possible to use different types of modems with the same control protocol or achieve multiple implementations of the protocol control in different computing environments using the same modem. En outre, il est possible de mettre en oeuvre le protocole directement à partir de l'interface, sans modem, en utilisant des liaisons par câble. In addition, it is possible to implement the protocol directly from the interface, without a modem, using wired connections.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. The invention will be better understood from reading the following description of a particular embodiment, given by way of example. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels The description refers to the accompanying drawings, in which
- la figure 1 est un schéma de principe montrant une constitution possible des trames de transmission permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention - Figure 1 is a block diagram showing a possible construction of the transmission frames to implement the method according to the invention
- les figures 2A et 2B sont des schémas synoptiques de principe de la partie radio-électrique et de la partie numérique d'un poste émetteur-récepteur utilisable pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention. - Figures 2A and 2B are block diagrams of the principle of radio-electric part and the digital part of a usable radio transceiver for implementing the method according to the invention.

La figure 1 montre une constitution possible. Figure 1 shows a possible construction. de trame de radio-communication utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention. radio-communication frame usable for the implementation of the invention. Les trames de communication sont constituées de N tranches de même longueur, par exemple de communication frames are comprised of N slots of the same length, e.g.
N = 256 tranches, chaque trame ayant par exemple une durée de 100 ms. N = 256 wafers, each frame having for example a duration of 100 ms. Chacune des tranches comporte un préambule 12 au niveau bit, constitué par exemple d'un à deux octets, et un message 14, constitué par exemple de 280 bits. Each slice comprises a preamble 12 at the bit level, consisting for example of one or two bytes, and a message 14, consisting for example of 280 bits. La partie finale de la tranche 16 constitue un intervalle de garde, destiné à absorber les différences de temps de propagation, représentant par exemple huit octets. The final part of the section 16 constitutes a guard interval for absorbing the difference in propagation time, for example representing eight bytes.

Chaque tranche peut comporter un motif de synchronisation de tranche 18 (un octet par exemple), un champ 20 indiquant le nombre de tranches reçu au cours de la trame précédente par le poste (un octet par exemple), un champ 22 indiquant le niveau de priorité (un octet par exemple) et les données 24 (y compris les adresses des postes concernés). Each slice may include a slice sync pattern 18 (one byte, for example), a field 20 indicating the number of slots received in the previous frame by the position (one byte, for example), a field 22 indicating the level of priority (one byte, for example) and data 24 (including the addresses of the posts).

Enfin, le dernier champ peut remplir diverses fonctions, telles que la détection d'erreurs ou le paramétrage du protocole. The last field can perform various functions, such as the detection of errors or setting the protocol. Ce dernier champ 26 peut comporter par exemple deux octets. This field 26 can comprise for example two bytes. I1 peut s'agir d'une séquence CRC, prévue par les recommandations CCITT. I1 may be a CRC sequence, under the CCITT recommendations.

La transmission des messages s'effectue sur un support hertzien. The transmission of messages is done on a wireless carrier. Pour la communication de données dans un rayon allant jusqu'à quelques kilomètres, on peut notamment utiliser une fréquence porteuse dans la bande ISM (2,4 à 2,8 GHz). For data communication in a radius of up to a few kilometers, mention may in particular use a carrier frequency in the ISM band (2.4 to 2.8 GHz). On peut cependant utiliser des bandes de fréquences différentes, et notamment la bande de 5,85 GHz envisagée pour les projets CEE PROMETHEUS et DRIVE. However, one can use different frequency bands, including the band of 5.85 GHz considered for EEC PROMETHEUS and DRIVE projects. Lorsque la discrétion est un impératif, il est avantageux d'utiliser une fréquence pour laquelle l'absorption atmosphérique est élevée, par exemple vers les 60 GHz qui correspondent à une raie d'absorption des radicaux OH. When discretion is imperative, it is advantageous to use a frequency at which atmospheric absorption is high, for example to 60 GHz, which correspond to an absorption line of OH radicals.

Pour des porteuses à quelques Gigahertz, on utilisera des modulations simples telles que FSK (déplacement de fréquence), PSK (déplacement de phase) ou MSK (déplacement combiné minimal). For carriers some gigahertz, use simple modulations such as FSK (frequency shift keying), PSK (Phase Shift Keying) or MSK (minimum combined displacement). Dans la bande millimétrique, une modulation à étalement de spectre sera plus efficacement utilisée. In the millimeter band, a spread spectrum modulation will be more efficiently used.

Chaque poste peut avoir la constitution de principe montrée en figures 2A et 2B. Each station can have the basic structure shown in Figures 2A and 2B. Il comprend alors une antenne 28 omnidirectionnelle en azimut, généralement à polarisation circulaire, reliée à un circulateur 30 de liaison avec une voie de réception et une voie d'émission. It then comprises a 28 omni-directional antenna in azimuth, generally circularly polarized connected to a circulator 30 connected to a receive path and a transmit path. Le poste comporte encore une horloge 32 ayant une fréquence nominale déterminée, identique pour tous les postes, pouvant être resynchronisée par décalage ou déphasage. The station also comprises a clock 32 having a predetermined nominal frequency, identical for all the positions which can be resynchronized by offset or phase shift.

La voie de réception a une constitution générale classique et ne sera donc que sommairement décrite. The receive path has a general conventional construction and therefore will only be briefly described. Elle comprend un filtre passe-bande d'entrée 34 suivi d'un amplificateur 36. L'amplificateur est suivi d'étages de conversion de fréquence pouvant comprendre un premier mélangeur 38 qui reçoit un signal de conversion d'un synthétiseur de fréquence 40, un amplificateur logarithmique 42, un second multiplieur 44 et un filtre passe-bande 46. It comprises an input band-pass filter 34 followed by an amplifier 36. The amplifier is followed by frequency conversion stages may include a first mixer 38 which receives a conversion signal from a frequency synthesizer 40, a logarithmic amplifier 42, a second multiplier 44 and a band-pass filter 46.

La voie de réception est avantageusement munie de moyens de recalage de dynamique, permettant d'accepter un signal d'entrée d'amplitude très variable, par exemple dans une plage de 80 dB. The reception channel is advantageously provided dynamically resetting means, for accepting an amplitude input signal varies, for example in a range of 80 dB. Dans le cas illustré sur la figure 2A, l'amplificateur 36 est commandé par la tension et l'entrée de réglage du gain reçoit un signal élaboré par un générateur 48 à partir du signal de sortie de l'amplificateur 44. In the case illustrated in Figure 2A, the amplifier 36 is controlled by the voltage and the gain control input of which receives a signal produced by a generator 48 from the amplifier output signal 44.

Le réglage de dynamique peut s'effectuer très rapidement, à partir des premiers bits de chaque tranche reçus, notamment à partir de l'en-tête 12 de chaque tranche. The dynamic adjustment can be done very quickly, from the first bits of each received slice, especially from the header 12 of each slice.

Le filtre passe-bande 46 peut être suivi d'un amplificateur 50 prévu pour la seconde fréquence intermédiaire FI2. The bandpass filter 46 may be followed by a 50 provided amplifier for the second FI2 intermediate frequency.

A la sortie de l'amplificateur 50, qui peut lui aussi être un amplificateur logarithmique, le signal est échantillonné en 52 puis éventuellement décodé en 74 afin de reconstituer le train de bits en sortie B1 démodulé. At the output of the amplifier 50, which can also be a logarithmic amplifier, the signal is sampled at 52 and eventually decoded 74 in order to reconstitute the bitstream output B1 demodulated. La cadence d'échantillonnage est fixée par un circuit 54 de synchonisation au niveau bit qui sera décrit plus loin. The sampling rate is fixed by a circuit 54 synchonisation bit level which will be described later.

La partie radio-fréquence de la voie d'émission comporte, à partir d'une entrée B1 qui reçoit les bits destinés à constituer les trames, un codeur éventuel 80 et, un modulateur 56 relié à un oscillateur 58 fournissant la porteuse. The radio-frequency part of the transmission channel has, from a B1 input which receives the bits intended to constitute the frame, a possible 80 and encoder, a modulator 56 connected to an oscillator 58 providing the carrier.

Le codeur 80 et le décodeur 74 ont pour objet d'adapter le train binaire aux caractéristiques de la transmission : adaptation de bande passante, suppression de la composante continue, capacité d'autosynchronisation. The encoder 80 and decoder 74 are designed to adapt the bit stream to the transmission characteristics: Bandwidth adaptation, suppression of the DC component, the ability to self-synchronization.

Le signal modulé est appliqué à un mélangeur 60 de transposition de fréquence, qui reçoit un signal provenant du synthétiseur 40. Ce multiplieur est suivi d'un filtre passe-bande 62 et d'amplificateurs 64 permettant de porter le signal à un niveau approprié à la transmission, par exemple 200 mW environ dans le cas d'une portée limitée à quelques centaines de mètres à quelques Gigahertz. The modulated signal is applied to a mixer 60 for frequency conversion, which receives a signal from the synthesizer 40. This multiplier is followed by a bandpass filter 62 and amplifier 64 to bring the signal to an appropriate level to transmission, for example, 200 mW in the case of a limited few hundred meters to several gigahertz.

Diverses méthodes de synchronisation du signal d'horloge fourni à l'échantillonneur 52 sont utilisables. Various methods for synchronizing the clock signal supplied to the sampler 52 can be used. Il est notamment possible de suréchantillonner le signal reçu pendant l'en-tête 12 d'une tranche de manière à déterminer le déphasage à appliquer à l'horloge locale pour assurer la synchronisation bit. It is notably possible to oversample the received signal during the header 12 of a wafer so as to determine the phase shift to be applied to the local clock to ensure the bit synchronization. Cette détermination peut faire appel à une moyenne sur plusieurs bits, avant sélection de la phase optimale. This determination may use an average of several bits before selecting the optimum phase. Pour que le cadrage s'effectue rapidement, on donnera à l'en-tête une constitution ayant un nombre maximum de transitions : dans le cas d'un codage dit AMI (signal bipolaire avec alternance des "1"), l'en-t8te pourra notamment être constitué uniquement de bits 1. So that the alignment occurs rapidly, Header to be given a constitution having a maximum number of transitions in the case of coding said AMI (bipolar signal with alternation of "1"), the in- t8te may particularly consist solely of bits 1.

La partie numérique du poste peut avoir la constitution montrée en figure 2. Elle comporte alors une unité de traitement 66 ayant plusieurs fonctions, et notamment la constitution des trames locales, la sélection de la tranche d'insertion des messages et la résolution des contentions. The digital part of the job may have the structure shown in Figure 2. It then includes a processing unit 66 having several functions, including the establishment of local frames, selecting the portion of inserting messages and resolving contentions.

Cette unité de traitement, qui peut être constituée par un microprocesseur, est associée à une mémoire de programme 68. This processing unit, which can be constituted by a microprocessor associated with a program memory 68.

Elle reçoit les messages à transmettre d'une source locale 70 et restitue les messages reçus à une unité d'exploitation 72, comprenant par exemple un afficheur, une alarme sonore, etc. It receives the messages to be transmitted from a source local 70 and restores the received messages to a unit operating 72, including for example a display, an alarm sound, etc.

La voie de réception comporte un contrôleur 76 (contrôleur ZILOG Z8530 par exemple) qui notamment traite les messages reçus au niveau de la couche 2 de la norme OSI (liaison de données). The receive path includes a controller 76 (controller ZILOG Z8530 for example) that such processes messages received at Layer 2 of the standard OSI (data link). La référence de synchronisation de trame nécessaire au fonctionnement du contrôleur 76 peut être fournie par l'unité de traitement 66. Les données de message D fournies par le contrôleur 76 sont transférées par l'unité de traitement 66 à l'unité 72, sous forme d'un message restitué. The frame timing reference required for operation of controller 76 may be provided by the processing unit 66. The message data supplied by the controller 76 are transferred by the processing unit 66 to the unit 72, in the form a returned message.

La partie numérique de la voie d'émission présente une constitution comparable à celle de la voie de réception : les données D et le signal de synchronisation de trame sont fournis par l'unité de traitement 66 au contrôleur 78 qui assure d'une part le contrôle de ligne, d'autre part le traitement au niveau de la couche 2 du protocle OSI. The numeric portion of the transmission channel has a constitution similar to that of the reception channel: the data D and the frame synchronization signal provided by the processing unit 66 to the controller 78 which ensures on the one hand control line, on the other hand the processing at layer 2 of the OSI protocle.

On voit que ce contrôleur participe à la synchronisation au niveau bit, mais cette fois à l'émission, et à la synchronisation de trame. It is seen that this controller participating in the synchronization at the bit level, but this time at transmission, and frame synchronization. Il peut être constitué par un contrôleur It can be made by a controller
ZILOG Z8530. ZILOG Z8530.

Le fonctionnement d'un tel système peut être contrôlé par des programmes mémorisés dans la mémoire 68 et une mémoire morte supplémentaire 82 associée aux contrôleurs 76 et 78. The operation of such a system can be controlled by programs stored in the memory 68 and an additional read only memory 82 associated with the controllers 76 and 78.

Etant donné qu'une partie du fonctionnement est la même que celle de postes bien connus, seules seront mentionnées maintenant des caractéristiques originales. Since part of the operation is the same as that of well-known positions, only will now be mentioned of the original features.

La synchronisation au niveau bit peut s'effectuer de façon rapide en utilisant les transitions du préambule ou en-tête 12, et peut aisément être réalisée sur quelques bits seulement, ce qui est suffisant pour des messages courts, de l'ordre de 1 ms pour une longueur représentative de mille échantillons à un débit de 1 Mbits par seconde. The synchronization at the bit level can be carried out quickly by using the transitions of the preamble or header 12, and can easily be performed on only a few bits, which is sufficient for short messages, of the order of 1 ms for a representative length of a thousand samples at a rate of 1 Mbits per second.

La dynamique du récepteur peut être recalée sur une durée ne dépassant pas trois bits, à partir du signal de sortie de l'amplificateur logarithmique 42. The receiver dynamic range may be readjusted over a period not exceeding three bits, from the output signal of the logarithmic amplifier 42.

La synchronisation au niveau tranche lors de l'émission peut s'effectuer aisément moyennant le respect de deux conditions The timing at range during transmission can be performed easily subject to compliance with two conditions
- Chaque poste doit diffuser, dans chaque tranche qu'il émet, le nombre de tranches occupées (NTO) qu'il a perçu au cours de la trame précédente. - Each station must broadcast in each slice it emits, the number of occupied slices (NTO) that he received during the previous frame. Cette information peut être contenue dans le mot 20 inséré immédiatement après un motif 18 de synchronisation de tranche, derrière l'entête 12. This information may be contained in the word 20 inserted immediately after a pattern 18 slot timing behind the header 12.

- Chaque poste (sauf lorsqu'il émet et que la voie d'émission sature la voie de réception) doit écouter la totalité des trames. - Each position (except when it issues and that the transmission channel saturates the receive channel) must listen to all frames.

Dans ce cas, l'unité de traitement 66 peut être prévue pour commander le contrôleur 78 de façon à synchroniser la trame d'émission par rapport au poste qu'il a précédemment entendu et qui présente le NTO le plus élevé. In this case, the processing unit 66 may be provided for controlling the controller 78 so as to synchronize the transmission frame with respect to the position it has previously heard and which has NTO highest.

Une pondération temporelle peut être effectuée dans la détermination du NTO, de façon à prendre en considération plusieurs trames successives : un poids maximum est alors affecté à la dernière trame reçue. Temporal weighting can be performed in determining the NTO, so as to take into account several successive frames: a maximum weight is then allocated to the last received frame.

Le choix de la tranche dans laquelle s'effectue l'insertion peut s'effectuer par simple tirage au sort entre les tranches inoccupées au cours de la trame précédente. The choice of the tranche in which occurs the insertion can be done by simply draw between unoccupied installments during the previous frame.

Cependant il est également possible, comme indiqué plus haut, de faire un choix tenant compte de la disponibilité de tranches non seulement au cours de la trame immédiatement précédente, mais au cours de trames antérieures. However it is also possible, as mentioned above, to make a choice taking into account the availability of slices not only during the immediately preceding frame, but in previous frames.

Le traitement des collisions peut s'effectuer de plusieurs façons, par exemple en utilisant le décadrage quasi-aléatoire existant entre les trames locales et les divers postes et en ne retenant que le premier poste ayant commencé son émission. The collision process can be done in several ways, for example using the quasi-random-framing between local frames and various positions and retaining only the first position having started his show. Une tentative peut alors être faite ultérieurement pour les messages inhibés. An attempt can then be made later for inhibited messages.

Lorsque des messages doivent impérativement être transmis, il est possible de réserver un certain nombre de tranches à des messages contenant un mot de priorité maximum 22. When messages must be transmitted, it is possible to reserve a certain number of slices to messages containing a maximum priority word 22.

D'autres solutions sont possibles : en particulier, le mot de priorité peut être prévu pour avoir des poids différents et l'unité de traitement 66 peut alors être prévue pour provoquer des collisions sur des tranches à priorité inférieure, afin de forcer l'insertion du message. Other solutions are possible: in particular, the priority word can be expected to have different weights and the processing unit 66 can then be provided to cause collisions on slices lower priority to force the insertion the message.

On voit par ailleurs qu'il est possible de constituer chaque poste de façon à créer une séparation fonctionnelle entre d'une part le contrôle de protocole et d'autre part le modem. Moreover, it is seen that it is possible to constitute each position so as to create a functional separation between on the one hand the control protocol and secondly the modem. Le contrôle peut être réalisé par une carte de communications comprenant un processeur spécialisé temps réel. Control can be achieved by a communication board including a specialized real-time processor. Le modem comprend alors des circuits de modulationémission et de réception-démodulation- synchronisation, avec, entre les deux, une interface banalisée autorisant le fonctionnement sur liaisons cuivre en l'absence de modem, ou la substitution de différents modems, par exemple à diverses fréquences et/ou avec divers types de modulation. The modem then comprises circuits modulationémission and reception-démodulation- synchronization with, in between, an unmarked interface allowing operation on copper bonds in the absence of modem, or the substitution of different modems, for example at various frequencies and / or with various types of modulation.

L'invention n'est pas limitée aux modes particuliers de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemple. The invention is not limited to the particular embodiments that have been described as an example. En particulier le procédé peut être mis en oeuvre pour la radio-communication avec des émetteurs et récepteurs à agilité de fréquence, permettant d'étaler le spectre et de pallier les évanouissements dûs à des trajets multiples. In particular the method may be implemented for radio communication with transmitter and frequency-agile receivers, for spreading the spectrum and compensate for the fading caused by multipath. Le codage des messages peut être à détection d'erreur ou à correction d'erreur, par bloc ou convolutionnel. The message encoding may be in error detection and error correction, block or convolution. Les applications de l'invention sont également très nombreuses et les messages peuvent avoir des natures très diverses, et concerner notamment la sécurité (transmission des alarmes et signaux d'urgence), la régulation du trafic, le pilotage dynamique, la diffusion d'information et le paiement automatique des péages. The applications of the invention are also numerous and messages can have very different natures, and concern including security (transmission of alarms and emergency signals), traffic control, dynamic steering, dissemination of information and automatic payment of tolls.

Claims (9)

    REVENDICATIONS
  1. 1. Procédé de radio-communication à courte distance entre ou avec des postes mobiles, à accès multiple à répartition dans le temps suivant lequel on transmet chaque message sous forme numérique, à la cadence d'une horloge d'émission, au cours de tranches temporelles isolées ou s'enchaînant avec le même numéro d'ordre sur des trames successives, 1. A method of radio communication in a short distance between or with mobile stations, to division multiple access in the given time which in digital form is transmitted each message at the rate of a transmitting clock, in slices isolated or chaining time with the same serial number in successive frames,
    caractérisé en ce qu'on fait précéder le message, dans chaque tranche, d'un en-tête ou préambule d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée ayant un contenu de synchronisation, c ' est-à-dire un nombre minimal de transitions et en ce que, à la réception, on met en phase une horloge locale d'échantillonnage, de fréquence proche de la fréquence nominale de bit, avec l'horloge portant le message reçu, par référence aux transitions du mot de l'en-tête. characterized in that precedes the message in each installment or alignment preamble header bit level consisting of a binary word of given length having a content synchronization, that is to say number minimum of transitions and in that, upon receipt, are brought into phase clock local sampling, frequency close to the frequency nominal bit, with the clock bearing the message received by reference to the transitions of the word of the header.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trame est définie localement en réception, par référence à l'horloge locale, avec la première tranche correspondant à l'émission éventuelle et est soumise à des réalignements ou recadrages périodiques, au maximum toutes les trames. 2. Method according to claim 1, characterized in that the frame is defined locally in reception, with reference to the local clock with the first slice corresponding to any transmission and is subjected to realignments or periodic realignments, maximum all frames.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on insère dans chaque tranche du message un mot indiquant le nombre de tranches que l'émetteur a perçu occupées en réception au cours de la trame précédente, en ce qu'une écoute permanente est effectuée à chaque poste en dehors des périodes d'émission et en ce que la trame locale est réalignée ou recadrée par rapport au début de la tranche associée à celui des postes pour lequel le nombre moyen de tranches perçues occupées en réception est le plus élevé, la moyenne étant obtenue par pondération sur un nombre déterminé de trames successives. 3. The method of claim 1 or 2, characterized in that inserted in each slot of the message word indicating the number of slots that the transmitter has received occupied reception during the previous frame, in that a continuous listening is performed at each position outside periods of transmission and in that the local frame is realigned or cropped from the beginning of the range associated with the stations for which the average number of received slots occupied in reception is the higher, the average being obtained by weighting a predetermined number of successive frames.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on insère chaque message à émettre par un poste dans une tranche ou un canal constitué d'une séquence de tranches de même rang dans les trames, la tranche ou le canal étant choisis de façon aléatoire parmi ceux reconnus inoccupés au cours d'une ou quelques trames précédentes ; 4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that inserts each message to be transmitted by a station in a slice or a channel made of a same row of slices of sequence in the frames, the wafer or channel being selected at random from those recognized unoccupied during one or several previous frames; en ce que, grâce à un dispositif de détection rapide de présence signal, on évite la collision de plusieurs postes voulant accéder à la même tranche par une inhibition de l'émission des messages au-delà du premier, les dérives temporelles entre les différentes trames locales assurant un caractère aléatoire à l'émission ainsi autorisée, et donc la parité entre les accès des postes. in that with a rapid detection device presence signal is avoided collision of several stations wanting access to the same slice by inhibiting the transmission of messages across the first, time drift between the different frames local ensuring randomness in so authorized emission and thus parity between access positions.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on insère chaque message à émettre dans une tranche ou un canal déclaré libre à la trame précédente pour lequel une somme pondérée des occupations de tranches sur plusieurs trames précédentes est minimale. 5. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the inserts each message to be transmitted in a slice or a free said channel in the previous frame for which a weighted sum of slices occupations several previous frames is minimal.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on affecte à chaque tranche, en plus de l'en-tête de synchronisation, un mot de priorité et en ce qu'on prévoit dans les trames au moins une tranche ou un canal de numéro d'ordre déterminé réservé aux messages ayant un mot de priorité de valeur supérieure à un seuil ou un mot indiquant une priorité maximale. 6. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that assigned to each slice, in addition to the synchronization header, a priority word and in that there are provided in the frames at least a slice or a specific serial number of channel reserved for messages with a value of priority word greater than a threshold or a word indicating a maximum priority.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une séparation fonctionnelle, entre d'une part le contrôle de protocole, réalisé par une carte de communications comprenant un processeur spécialisé temps réel, et d'autre part le modem, comprenant des circuits de modulation-émission et de réception-démodulation-synchronisation, avec, entre les deux, une interface banalisée autorisant le fonctionnement sur liaisons cuivre en l'absence de modem, ou la substitution de différents types de modulation. 7. A method according to any one of the preceding claims, characterized by a functional separation between on the one hand the protocol control, performed by a communications card including a specialized real-time processor, and secondly the modem comprising circuits modulating-transmitting and receiving-demodulating-synchronization, with, between the two, an unmarked interface allowing operation on copper bonds in the absence of modem, or the substitution of different types of modulation.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par des moyens supplémentaires de modification dynamique des paramètres du protocole (nombre de tranches, longueur des tranches, période de trame) après consensus et diffusion de la consigne à l'ensemble des postes. 8. A method according to any one of the preceding claims, characterized by additional means for dynamically modifying the protocol parameters (number of slots, length of the slices, frame period) after consensus and diffusion of the setpoint to all positions .
  9. 9. Poste émetteur-récepteur destiné à des radiocommunications à courte distance entre ou avec des postes mobiles, à accès multiple à répartition dans le temps suivant lequel chaque message est transmis sous forme numérique au cours de tranches temporelles isolées ou de même numéro d'ordre dans les trames successives, comprenant une horloge, un modem qui regroupe une voie d'émission et une voie de réception, dans lequel 9. Radio transceiver for short-range radio communications between or with mobile stations, to division multiple access in the given time which each message is transmitted in digital form over isolated timeslots or same serial number in the frames successive including a clock, a modem that includes a transmission channel and a reception channel, in which
    la voie d'émission est prévue pour insérer dans chaque tranche un en-tête d'alignement au niveau bit constitué par un mot binaire de longueur déterminée ayant un contenu de synchronisation, c'est-à-dire un nombre suffisant de transitions, et the transmission channel is provided to insert in each slot an alignment header bit level consisting of a binary word of given length having a content synchronization, that is to say, a sufficient number of transitions, and
    la voie de réception comporte des moyens pour mettre l'horloge locale en phase avec celle de l'en-tête de chauqe tranche de chaque message reçu. the reception channel comprises means for setting the local clock in phase with that of the header chauqe part of each received message.
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