FR2770706A1 - Repeteur radio - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un répéteur radio.Le répéteur radio comprend des première et seconde unité (20, 22) destinées à communiquer entre elles par l'intermédiaire d'une liaison de données (24), la première unité comportant un récepteur radio et la seconde unité un émetteur radio de sorte que des signaux reçus par la première unité sont retransmis à la seconde unité par l'intermédiaire de la liaison de données.Application notamment à des systèmes d'acquisition de données sismiques.
Description
La présente invention concerne un répéteur radio.
Un tel répéteur convient pour être utilisé dans des systèmes distants d'acquisition de données, comme par
exemple des systèmes d'acquisition de données sismiques.
Un système de collecte de données sismiques comprend de façon typique un réseau de géophones. Le réseau peut s'étendre sur une zone géographique étendue. Dans un tel agencement, une interconnexion câblée entre les géophones et une unité d'enregistrement devient peu commode et par conséquent on utilise, au lieu de cela, des liaisons radio. Une pluralité d'émetteurs radio, à chacun desquels est associé un géophone respectif ou un groupe de géophones, sont prévus pour renvoyer des données à une station de base. Les fréquences radio utilisées sont en général relativement élevées, par exemple 200 MHz ou plus, ce qui les limite à une communication suivant la ligne de visée ou à proximité de la ligne de visée. Ceci peut poser des problèmes étant donné que la surface de terre n'est en général pas plate et que les géophones peuvent être disposés au voisinage de montagnes ou dans des vallées. Par conséquent un ou plusieurs émetteurs radio peuvent être masqués pour une communication suivant la ligne de visée avec la station de base. Un tel émetteur est habituellement
décrit comme étant "masqué".
Selon un premier aspect de la première invention, il est prévu un répéteur radio comprenant des première et seconde unités agencées de manière à communiquer entre elles par l'intermédiaire d'une liaison de données, caractérisé en ce que la première unité comprend au moins un récepteur radio et que la seconde unité comprend au moins un émetteur radio, de telle sorte que des signaux reçus par la première unité sont transmise à la seconde unité par l'intermédiaire de la liaison de données pour la retransmission. C'est pourquoi il est possible de réaliser une unité formant répéteur permettant à de multiples unités distantes de radiotransmission de données, qui sont masquées d'une manière nuisible, de fonctionner comme si elles établissaient une liaison directe avec la station de base. Telle qu'elle est utilisée ici l'expression "liaison de données" se réfère à un trajet ou à un milieu permettant la propagation d'une information sous forme
analogique ou numérique.
De préférence, le récepteur radio situé dans la première unité applique une conversion de fréquence au ou à chaque signal reçu en provenance du ou de chaque émetteur distant de données, pour la régler sur une ou plusieurs autres fréquences pour la retransmission par l'intermédiaire de la liaison de données. Par conséquent les signaux arrivants peuvent être soumis à une conversion de fréquence, dans le sens descendant, pour être réglés sur de nouvelles fréquences respectives. Sinon, chaque signal arrivant peut être démodulé de manière à être ramené au signal dans la bande de base. Le signal dans la bande de base peut ensuite être traité pour être transmis par l'intermédiaire de la liaison de données. Ceci peut inclure le multiplexage d'une pluralité de signaux dans la bande de base par l'intermédiaire de la liaison de données. Des techniques standards de multiplexage, comme par exemple un multiplexage à division des fréquences ou un multiplexage à division du temps peuvent être utilisées et n'ont pas
besoin d'être décrites ici de façon détaillée.
De préférence, la seconde unité convertit les données reçues par l'intermédiaire de la liaison de données sous une forme appropriée pour la transmission à la station de base. Par conséquent la seconde unité peut appliquer une conversion de fréquence dans le sens montant à chaque signal dans la bande de base pour obtenir un signal radio respectif et le retransmettre. Par conséquent le répéteur est transparent pour le système de transmission de données, en dehors de la possibilité que des signaux puissent être retransmis à des fréquences différentes. En général, l'émetteur radio retransmet les signaux radio reçus à une fréquence différente de celle avec laquelle il est reçu par le récepteur situé dans la première unité. Cependant, les première et seconde unités peuvent fonctionner avec une fréquence commune. Une interférence mutuelle peut être réduite moyennant l'utilisation d'antennes directionnelles, exécute la transmission dans le cas d'un masquage entre les unités, ou bien au moyen de techniques de traitement des signaux. De préférence les première et seconde unités sont des émetteurs- récepteurs et la liaison de données est bidirectionnelle. Par conséquent le répéteur radio peut également transmettre des données ou des commandes depuis une unité de base vers les unités distantes de collecte de données. De préférence la liaison de données comprend un ou plusieurs câbles électriques et/ou un guide d'ondes, par exemple une liaison à fibre optique ou une liaison radio ou
une liaison par infrarouge.
De préférence une seconde unité comprend au moins une entrée de données pour recevoir des données provenant d'un ou de plusieurs capteurs qui sont locaux par rapport à la--seconde unité. Ces données additionnelles peuvent être des données modulées par une haute fréquence et être émises vers la station de base en combinaison avec les données
reçues par l'intermédiaire de la liaison de données.
Avantageusement, la première unité peut comporter au moins une entrée de données servant à recevoir des données provenant d'un ou de plusieurs capteurs qui sont locaux par rapport à la première unité. Ces données additionnelles peuvent être ajoutées aux données envoyées
par l'intermédiaire de la liaison de données.
Avantageusement, la seconde unité peut comporter un processeur de données apte à répondre à un récepteur situé dans cette unité. Par conséquent la seconde unité peut récupérer des codes de commande à partir de signaux transmis par la station de base. Les codes de commande contiennent une information associée au fonctionnement des
unités distantes et également au répéteur radio.
Cette forme de réalisation du répéteur radio permet une communication bidirectionnelle en semi-duplex. Par conséquent le mode implicite du répéteur est que la seconde unité écoute la station de base pour recevoir un signal qui commande aux unités distantes d'envoyer leurs données et de commander également le répéteur pour qu'il commute son mode de fonctionnement de manière qu'il écoute les unités distantes et renvoie leurs signaux à la station de base pendant un intervalle de temps prédéterminé avant
d'inverser son mode implicite.
Conformément à un second aspect de la présente invention, il est prévu une unité formant répéteur agencée de manière à recevoir des données au moyen d'une liaison de données et de les retransmettre, le répéteur comprenant en outre au moins une entrée pour recevoir des données supplémentaires, et des moyens pour additionner ces données
aux données transmises par l'unité formant répéteur.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un système de collecte de données sismiques, dans lequel une pluralité d'unités de collecte de données sont
masquées, en rapport avec une transmission directe, vis-à-
vis d'une station de base; et - les figures 2a à 2d représentent schématiquement les spectres de fréquences d'une liaison descendante à canal de commande, une liaison montante pour la transmission de données sismiques et respectivement une liaison montante de transmission de données sismiques répétée. Comme cela est représenté sur la figure 1, une pluralité de réseaux sismiques 2, 4 et 6 sont raccordés à des émetteurs radio respectifs 8, 10 et 12. Les émetteurs radio 8, 10 et 12 sont agencés de manière à transmettre, en cours de fonctionnement, des données à une station de base 14. Cependant, comme cela est représenté, un obstacle 16 empêche une communication directe entre les émetteurs 8,
, 12 et la station de base 14.
Un répéteur 18 est prévu pour établir une communication. Le répéteur comporte une première unité 20 en communication radio avec les émetteurs 8, 10 et 12, une seconde unité 22 en communication radio avec la station de base 14. Dans cet exemple, les première et seconde unités et 22 comprennent des émetteurs-récepteurs radio. Les unités 20 et 22 sont connectées entre elles par l'intermédiaire d'une liaison de données 24. La liaison de données 24 est un câble de transmission dans la bande de base, comme par exemple un câble contenant une pluralité de fils électriquement conducteurs, bien que l'on puisse utiliser d'autres moyens de transmission de données. Les unités 20 et 22 sont agencées de telle sorte qu'une unité agit en tant que récepteur, tandis que l'autre agit en tant qu'émetteur. Par conséquent, le répéteur exécute une communication bidirectionnelle en semi-duplex. Ceci garantit que les unités distantes masquées 8 à 12 peuvent à la fois émettre des données en direction de la station de base, et également recevoir des ordres à partir d'un canal de liaison descendante de commande aboutissant à la station
de base par l'intermédiaire du répéteur.
Le récepteur et l'émetteur fonctionnent à des fréquences différentes. Cependant, étant donné qu'ils fonctionnent tous deux simultanément, il existe un risque de désensibilisation du récepteur étant donné que la proximité d'un émetteur local fonctionnant à une fréquence différente, mais éventuellement proche, dépasse la performance de blocage du récepteur. Le problème est résolu au moyen d'une séparation physique des première et seconde unités (c'est-à-dire du récepteur et de l'émetteur) par une distance suffisante pour garantir que le signal intense hors canal reçu par l'émetteur soit suffisamment atténué pour ne pas altérer la performance du récepteur en rapport avec les signaux se situant dans le canal et reçus de la part des émetteurs 8, 10 et 12. Par conséquent la liaison par câble 24 sert à la fois à permettre le positionnement des unités 22 et 20 en des emplacements respectifs de sorte que chacun d'eux établit une communication sur la ligne de visée avec les émetteurs 8, 10 et 12 et la station de base 14 et également sert à séparer d'une manière suffisante les unités de sorte qu'une diaphonie entre ces dernières se situe en-deçà de niveaux admissibles. Sinon ou en supplément on peut utiliser des antennes directionnelles pour réduire le risque d'une désensibilisation du récepteur. Par conséquent, on peut utiliser un câble plus court. La seconde unité 22 peut également inclure la possibilité de recevoir des données en provenance d'un réseau 26 de capteurs sismiques locaux et de transmettre
ces données à la station de base.
Les figures 2a à 2d représente schématiquement l'affectation de fréquences du système représenté sur la figure 1. La station de base 14 peut transmettre des données de commande aux émetteurs radio 8, 10 et 12 et également au ou à chaque répéteur 18. Par conséquent les fonctions de commande peuvent inclure l'affectation de fréquences de réception d'émissions du répéteur, la commutation entre des liaisons montantes et des liaisons descendantes de desserte, l'activation ou la désactivation de répéteurs et le réglage de niveaux de puissance transmise. La liaison descendante à canal de commande possède un spectre de fréquences centré autour des fréquences centrales nominales fd. Le second élément 22 du répéteur réalise une communication, sur la ligne de visée, avec la station de base 14 et reçoit les données du canal de commande. La fréquence des données est alors réduite par conversion et ces données sont transmises à des fréquences de la bande de base par l'intermédiaire du câble 24 de
transmission de données à la première unité 20 du répéteur.
La première unité 20 applique une conversion de fréquence, dans le sens montant, aux données du canal de commande envoyées à une liaison descendante à canal de commande répétée, possédant un spectre de fréquences situé autour de la fréquence nominale fd'. Des répéteurs additionnels (non représentés) peuvent recevoir des signaux en provenance du premier répéteur 18 et émettre des signaux vers ce répéteur et sont agencés de manière à pouvoir répondre au canal de commande à des fréquences fd et fd'. De façon similaire, les émetteurs du réseau de données sismiques peuvent inclure des éléments récepteurs également aptes à répondre à des signaux reçus avec l'une quelconque ou plusieurs des fréquences préaffectées du canal de commande, incluant les
fréquences fd et fd'.
Chacun des émetteurs 8, 10 et 12 associés à un réseau sismique est agencé de manière à émettre à une fréquence respective. Comme cela est représenté sur la figure 2c, les six émetteurs représentés schématiquement sur la figure 1 (8, 10, 12, 30, 32 et 34) émettent dans six canaux faiblement espacés, adjacents à une fréquence théorique mu de la liaison montante de transmission de données sismiques. Ces canaux sont amenés par conversion à une fréquence plus faible par le premier élément 20 de sorte qu'ils peuvent être transmis dans la liaison de données 24. Par conséquent le signal transmis par la liaison de données comprend une pluralité de canaux faiblement espacés. Ceci peut être considéré comme une transmission de données multiplexée à division des fréquences. La seconde unité 22 reçoit les signaux multiplexés et les amène, par une conversion de fréquence dans le sens montant, dans une pluralité de canaux faiblement espacés centrés autour d'une fréquence fa' de la liaison montante de données sismiques répétée comme cela est représenté sur la figure 2d. Les données reçues de la part du réseau sismique local 26 subissent également une conversion de fréquence dans le sens montant et, dans cet exemple sont retransmises à la fréquence centrale fa', les canaux répétés additionnels étant affectés autour de la
fréquence centrale.
Etant donné que chacun des émetteurs 8, 10, 12, 30, 32 et 34 agit sur un canal respectif, chacun est situé en position adjacente à une fréquence centrale, on notera que les canaux arrivants respectifs peuvent être soumis à une conversion de fréquence moyennant un simple mélange à un signal produit par un oscillateur local. Cela permet d'amener par conversion, d'une manière aisée et bon marché, la fréquence de canaux multiples arrivants à une autre fréquence pour la transmission par l'intermédiaire de la liaison de données 24, et de façon similaire un mélange de fréquences peut à nouveau être utilisé pour réaliser une conversion, dans le sens montant, des données arrivantes pour leur retransmission à une station de base ou leur
transmission à un autre répéteur.
L'unité 22 démodule tout signal reçu de la part de la station de base de manière à vérifier les signaux de commande émis par la station de base; le répéteur fonctionne selon un mode en semi-duplex, par conséquent le répéteur est agencé principalement pour écouter la station
de base de manière à recevoir des commandes de sa part.
Lorsque la station de base est prête à recevoir une information, elle envoie un code de commande à chacune des unités distantes en leur commandant de transmettre des données, et également commande le répéteur pour qu'il modifie son fonctionnement afin d'écouter les unités distantes et effectuer une retransmission à la station de base jusqu'à la fin d'un intervalle de temps prédéterminé, lorsque son fonctionnement s'inverse pour l'écoute de la
station de base.
Par conséquent il est possible de réaliser un répéteur radio à translation de fréquences, destiné à être
utilisé dans un réseau distant d'acquisition de données.
Claims (22)
1. Répéteur radio comprenant des première et seconde unités (20, 22) agencées de manière à communiquer entre elles par l'intermédiaire d'une liaison de données (24), caractérisé en ce que la première unité (20) comprend au moins un récepteur radio et que la seconde unité comprend au moins un émetteur radio, de telle sorte que des signaux reçus par la première unité sont transmise à la seconde unité par l'intermédiaire de la liaison de données
(24) pour la retransmission.
2. Répéteur radio selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur radio situé dans la première unité (20) convertit la fréquence du ou de chaque signal reçu en provenance d'un ou de chaque émetteur éloigné de transmission de données en la réglant sur une ou plusieurs autres fréquences pour la transmission par
l'intermédiaire de la liaison de données (24).
3. Répéteur radio selon la revendication 1, caractérisé en ce que le récepteur radio dans la première unité (20) convertit dans le sens décroissant la fréquence du ou de chaque signal reçu d'un ou de chaque émetteur éloigné de données en la réglant sur une ou plusieurs autres fréquences pour la transmission par l'intermédiaire
de la liaison de données (24).
4. Répéteur radio selon l'une ou l'autre des
revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le récepteur
radio convertit, dans le sens décroissant, les fréquences des signaux reçus pour les régler sur de nouvelles
fréquences respectives.
5. Répéteur radio selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux radio reçus par la première unité (20) sont soumis à une conversion de fréquence et sont transmis sous forme multiplexée par
l'intermédiaire de la liaison de données (24).
6. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde
unité (22) convertit les données revues par l'intermédiaire de la liaison de données (24) en une forme convenant pour
leur transmission à une station de base (14).
7. Répéteur radio selon la revendication 6, dépendante des revendications4 ou 5,
caractérisé en ce que la seconde unité (22) applique une conversion de fréquence, dans le sens montant, aux signaux
reçus par l'intermédiaire de la liaison de données (24).
8. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la seconde
unité (22) retransmet les signaux radio reçus à des fréquences différentes de celles reçues par la première
unité (20).
9. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les première et
seconde unités (20, 22) fonctionnent à une fréquence commune.
10. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'interférence
mutuelle entre les première et seconde unités (20, 22) est réduite moyennant l'utilisation d'antennes directionnelles ou l'utilisation d'un traitement de signaux ou grâce à une
séparation spatiale.
11. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les première
et seconde unités (20, 22) sont des émetteurs-récepteurs et
la liaison de données (24) est bidirectionnelle.
12. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ladite liaison
de données (24) comprend un ou plusieurs câbles électriques, un guide d'ondes, une liaison à fibre optique,
une liaison radio et une liaison à infrarouge.
13. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la seconde
unité (22) comprend au moins une entrée de données pour recevoir des données supplémentaires provenant d'un ou de plusieurs capteurs (26), qui sont locaux par rapport à la
seconde unité (22).
14. Répéteur radio selon la revendication 13, caractérisé en ce que les données additionnelles sont modulées par une fréquence HF et sont transmises à la station de base (14) en combinaison avec les données reçues
par l'intermédiaire de la liaison de données (24).
15. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la
première unité (20) comprend au moins une entrée de données servant à recevoir des données supplémentaires à partir d'un ou de plusieurs capteurs (26) qui sont locaux par
rapport à la première unité.
16. Répéteur radio selon la revendication 15, caractérisé en ce que les données additionnelles sont ajoutées aux données émises par l'intermédiaire de la
liaison de données (24).
17. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la seconde
unité (22) comprend un processeur de données apte à répondre à des données provenant du récepteur situé dans la seconde unité (22) pour récupérer les codes transmis par
une station de base (14) et agir en réponse à ces codes.
18. Répéteur radio selon la revendication 17, caractérisé en ce que le répéteur radio (18) réalise une communication bidirectionnelle en semi-duplex et possède un mode de fonctionnement implicite, dans lequel la seconde unité (22) écoute une station de base (14) de manière à recevoir un signal, qui commande des unités distantes pour qu'elles émettent leurs données, et commande également le répéteur pour qu'il effectue une commutation sur un mode de fonctionnement de telle sorte qu'il écoute les unités distantes et renvoie leurs signaux à la station de base pendant une période prédéterminée avant de revenir à son
mode implicite.
19. Répéteur radio selon l'une quelconque des
revendications 1 à 18, caractérisé en ce que les première
et seconde unités (20, 22) sont telles que respectivement chaque unité peut recevoir et émettre des signaux
simultanément dans une pluralité de canaux contigus.
20. Répéteur radio selon la revendication 19, caractérisé en ce que la seconde unité comprend en outre au moins une entrée séparée de la liaison de transmission de données pour la réception de données devant être émises dans un canal, les signaux reçus dans la liaison de données (24) étant transmis dans des canaux des deux côtés dudit canal.
21. Système de télémétrie, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de base (14) pour recevoir des données, au moins une unité distante pour la transmission de données à l'unité de base et au moins un répéteur radio (18) et un
répéteur radio selon l'une quelconque des revendications 1
à 20.
22. Unité de répéteur radio agencée de manière à recevoir des données par l'intermédiaire d'une liaison de données (24) et à les retransmettre, caractérisé en ce que le répéteur comporte en outre au moins une entrée pour recevoir des données additionnelles et des moyens pour ajouter ces données aux données transmises par l'unité
formant répéteur.
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