FR2775854A1 - Procede et dispositif de transmission et de reception de donnees, notamment dans un systeme mobile de telecommunications par satellite - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un ensemble de formats et de protocoles pour un système de télécommunications par satellite. Dans ces formats, un signal pilote PS est inséré tous les 25 ou 29 symboles de données. Les formats sont constitués de trames F qui peuvent contenir soit des données D et des informations de signalisation en bande de base SU, soit seulement des informations de signalisation en bande de base SU. Dans tous les cas le contenu de chaque trame est codé avec le même débit de codage avant transmission. Chaque trame de données F contient les données d'un nombre entier de trames de données d'utilisateur M composées chacune de 4 trames secondaires. Des débits de transmission de symboles différents sont utilisés pour des débits de données d'entrée différents, les débits de transmission de symboles étant choisis de telle sorte que leurs vitesses d'horloge de synchronisation différentes puissent être obtenues à partir d'une horloge commune. Les salves de données peuvent être précédées d'un préambule à niveau de puissance constant.

Description

l Procédé et dispositif de transmission et de réception de données,

notamment dans un système mobile de télécommunications par satellite La présente invention concerne un procédé et un dispositif de télécommunications, plus particulièrement un procédé et un dispositif mobile de télécommunications par satellite, qui présente un faible retard de traitement, un gain de codage élevé et permet une utilisation efficace de la bande passante. Des moyens pour transmettre la voix, des télécopies et des données via des systèmes mobiles de télécommunications par satellite existent. Par exemple les systèmes InmarsatTM et Inmarsat rnini-M supportent un débit de données de 2,4 kbits/s, tandis que le système

Inmarsat-BTM offre des débits de données allant jusqu'à 16 kbits/s. Ce-

pendant, dans les systèmes de télécommunications terrestres, des dé-

bits de 28,8 kbits/s sont couramment utilisés dans un réseau téléphoni-

que public commuté (RTPC) répondant à la norme UIT V.34 et des dé-

bits de 56 ou 64 kbits/s par canal sont possibles dans un réseau numé-

rique à intégration de services (RNIS). De nombreuses applications basées sur Internet et des applications de télé-conférence exigent des débits de données identiques à ceux des réseaux terrestres. De telles applications ne peuvent pas être utilisées de manière satisfaisante sur

des appareils mobiles conventionnels de télécommunications par satel-

lite.

Les canaux de télécommunications par satellite sont exposés

à un grand nombre de sources de bruit différentes ainsi qu'à des phé-

nomènes d'affaiblissement des signaux (fading), en particulier lorsque l'appareil terminal mobile se déplace. Cependant des taux d'erreur de bits de 10-6, voire moins, sont souhaitables dès l'instant que le service

doit offrir des performances comparables à celles des moyens de télé-

communications terrestres, ce qui limite le débit de données utilisable

sur le canal satellite. Les données peuvent être codées afin de dimi-

nuer le taux d'erreurs, mais cette mesure entraîne une diminution du débit de données. Les télécommunications par satellite sont caractérisées par des retards beaucoup plus importants que dans les télécommunications terrestres. De même qu'il existe un retard de propagation des ondes entre une station terrienne et un satellite, un retard est dû également au formatage des données sous forme de trames de transmission et au

codage desdites données pour la détection et la correction d'erreurs.

Des algorithmes complexes de codage et de décodage peuvent dimi-

nuer le pourcentage de bits erronés, mais ces algorithmes imposent bien souvent une mémorisation temporaire et un traitement intensif, ce qui accroit encore les retards. Des retards excessifs sont incompatibles avec des applications en temps réel telles que les communications

téléphoniques ou les télé-conférences.

Le document US 5.568.483 décrit une méthode de formatage

de données avec différents débits de données à des fins de transmis-

sion via un moyen de transmission.

La demande de brevet européen N 0 676 875 A divulgue un procédé de transmission pour des réseaux sans fils, tels que des réseaux satellites, dans lequel les données sont codées avec des débits

variables qui dépendent du degré de priorité des données transmises.

La demande de brevet international N WO 96/164492 divul-

gue une technique de transmission numérique sans fils, dans laquelle des symboles pilotes sont insérés périodiquement dans un flux de

symboles de données.

Partant de là le but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif mobile de télécommunications par satellite, qui offre un faible retard, présente un gain de codage élevé et permet

une utilisation efficace de la bande passante.

Conformément à un aspect de l'invention, il est proposé une méthode de télécommunications par satellite dans laquelle un signal

pilote est transmis tous les 25 ou 29 symboles de données.

Conformément à un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de transmission de données d'utilisateur et d'informations de signalisation dans la bande de base, dans lequel des trames qui

contiennent soit des données d'utilisateur multiplexées et des intorma-

tions de signalisation, soit des informations de signalisation multiplexées et des données fictives, sont transmises avec une longueur de

trame qui reste identique dans les deux cas.

Conformément à un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de formatage de données d'utilisateur, qui sont reçues dans

des trames de données d'utilisateur comprenant quatre trames secon-

daires de même longueur, pour former des trames de sortie qui corres-

pondent chacune à un nombre entier de trames de données d'utilisa-

teur. Conformément à un autre aspect de l'invention, il est proposé

un système de télécommunications par satellite dans lequel des don-

nées peuvent être transmises avec un débit quelconque parmi un grand nombre de débits différents, choisis de telle sorte que chaque débit de données puisse être obtenu en divisant une fréquence d'horloge par un

petit nombre premier, un petit nombre de fois.

Un avantage de la présente invention est qu'elle permet d'avoir de faibles quantités de binaires auxiliaires et de faibles pertes de bande passante. Un avantage supplémentaire réside dans le fait

qu'une longueur de trame est sélectionnée pour obtenir de faibles re-

tards de tramage, les trames étant suffisamment grandes pour assurer

un gain de codage de correction d'erreurs élevé.

Des modes réalisation particuliers de l'invention sont décrits de manière détaillée dans ce qui suit en faisant référence aux dessins annexés, qui montrent figure 1, une représentation schématique d'un système de télécommunications par satellite, figure 2a, une représentation schématique d'un émetteur appartenant au système de la figure 1, figure 2b, une représentation schématique d'un récepteur appartenant au système de la figure 1, figure 3, une représentation schématique d'un turbo-codeur faisant partie de l'émetteur de la figure 2a, figure 4, un diagramme du schéma de modulation implémenté par le modulateur de la figure 2a, figure 5, un diagramme du format de trame utilisé pour la communication entre les stations terriennes, dans un premier mode de réalisation de l'invention, figures 6a à 6d, des diagrammes montrant des détails du format de trame de la figure 5, dans un mode de transmission de données, figures 7a à 7c, des diagrammes du format de trame de la figure 5, dans un mode de signalisation; figure 8, un diagramme du format de trame utilisé pour la communication entre les stations terriennes, dans un second mode réalisation de l'invention, figures 9a à 9c, des diagrammes montrant des détails du

format de trame de la figure 8, dans un mode de transmission de don-

nées, figures lOa à O10c, des diagrammes montrant des détails du format de trame de la figure 8, dans un mode de signalisation, figure 11, un diagramme du format de trame utilisé entre deux stations terriennes, dans un troisième mode de réalisation de l'invention, figures 12a à 12e, des diagrammes montrant des détails du format de trame de la figure 11, dans un mode de transmission de données, figures 13a à 13c, des diagrammes montrant des détails du format de trame de la figure 11, dans un mode de signalisation, figures 14a à 14c, des diagrammes montrant le format de trame d'unité d'interface modem dans le premier mode de réalisation, appliqué à la transmission de télécopies, figures 15a à 15c, des diagrammes montrant le format de trame d'unité d'interface modem dans le second mode de réalisation,

appliqué à la transmission de télécopies ou à la transmission multimé-

dia, figure 16, un diagramme de niveau de protocole montrant le système de la figure 1, dans un mode multimédia,

figure 17, une modification des formats des modes de réalisa-

tion 1 à 3.

Comme le montre la figure 1, l'appareil terminal mobile 4 est connecté à une station terrienne mobile 6 (MES. L'appareil terminal mobile 4 émet des données numériques à destination de la station terrienne mobile 6 à des fins de modulation de fréquence radio et de transmission à un satellite 8 et la station terrienne mobile 6 reçoit et démodule des données numériques en provenance du satellite 8, les données démodulées étant ensuite transmises à l'appareil terminal

mobile 4.

Le satellite 8 porte une antenne multi-faisceaux 9 qui génère plusieurs faisceaux élémentaires SB1 à SB5 pour la transmission et la réception de signaux via une liaison d'utilisateur, ainsi qu'un faisceau global GB qui couvre les zones de couverture de tous les faisceaux élémentaires SB. Le satellite 8 porte également une antenne de liaison de distributeur 11 qui génère un faisceau de liaison de distributeur FB dirigé vers une station terrienne fixe LES 10 pour l'émission et la

réception de signaux via une liaison de distributeur.

Le satellite 8 porte des transpondeurs qui reçoivent des signaux modulés dans chacun des faisceaux élémentaires SB et dans le faisceau global GB, les convertissent en une fréquence intermédiaire,

les amplifient et les réémettent dans le faisceau de liaison de distribu-

teur FB avec une fréquence différente de la fréquence reçue. De la mê-

me manière des signaux émis par la station terrienne fixe 10 dans le faisceau de liaison de distributeur FB sont réémis avec une fréquence différente dans l'un des faisceaux élémentaires SB ou dans le faisceau

global GB. Le satellite 8 relie l'une à l'autre la station terrienne mobi-

le MES 6 et la station terrienne fixe LES 10 de telle sorte des signaux émis par la station terrienne mobile MES 6 sont reçus par la station

terrienne fixe LES 10 et vice versa, via le satellite.

Pendant la configuration d'appel des signaux sont émis et reçus par la station terrienne mobile MES 6 dans le faisceau global GB et des canaux sont assignés dans l'un des faisceaux élémentaires SB dans lequel la station terrienne mobile MES 6 est située. L'émission et la réception de données d'utilisateur a lieu dans les canaux de faisceau élémentaire. Comme exemples d'agencements de ce type on peut citer

les satellites Inmarsat-3M qui gèrent le service Inmarsat mini-MTM.

La station terrienne fixe LES 10 est reliée à travers un réseau 14, dans le cas présent à travers le réseau téléphonique public commu-

té RTPC à un appareil terminal qui comprend un téléphone, un téléco-

pieur ou un terminal informatique compatible avec l'appareil terminal mobile 4, ainsi qu'une interface adaptée avec le réseau 14, comme un modem RTPC. Le réseau 14 peut également être un réseau numérique à

intégration de services (réseau RNIS).

La figure 2a montre les éléments fonctionnels importants d'une partie émetteur de la station terrienne mobile (MES 6 et de la

station terrienne fixe LES 10. Les fonctions de la station terrienne mo-

bile MES 6 et de la station terrienne fixe LES 10 diffèrent en d'autres points mais, pour des raisons pratiques, le même schéma et les mêmes références numériques seront utilisés pour les parties correspondantes de chacune. Les liaisons de données parallèles sont représentées par

des diagonales doubles.

Un module d'interface 20 comprend une interface d'entrée/sortie 20a pour la connexion au réseau 14 ou à l'appareil

terminal mobile 4. L'interface d'entrée/sortie 20a comprend un connec-

teur physique adapté pour la connexion, comme par exemple un connecteur RJ1 1 pour une connexion analogique à deux fils ou un connecteur RS-232C pour une connexion numérique. Lorsque la connexion est de type analogique l'interface d'entrée/sortie 20a

comporte également un démodulateur. Le module d'interface 20 com-

prend encore une mémoire tampon 20b pour le contrôle de flux et/ou la mémorisation temporaire plésiochrone. Des données sont délivrées par le module d'interface 20 à une unité d'interface modem MIU 22 qui implémente des protocoles de télécommunications compatibles avec

ceux de l'appareil terminal mobile 4 et de l'appareil terminal fixe 18.

Par exemple l'unité d'interface modem MIU 22 peut implémenter des protocoles de télécopie compatibles avec la Recommandation UIT T.30. Si le réseau 14 est un réseau numérique à intégration de services

RNIS, l'unité d'interface modem 22 peut traduire des messages de si-

gnalisation RNIS en messages de signalisation satellite.

Les données sont délivrées par l'unité d'interface modem

(MIU 22 à un multiplexeur 24, dans lequel les données sont multi-

plexées avec une entrée d'informations de signalisation provenant d'une mémoire tampon d'unité de signalisation 25. La sortie du multi- plexeur 24 est cryptée par un crypteur 26 qui utilise un vecteur de

cryptage déterminé pendant la configuration d'appel et codé par un co-

deur 28. Le codeur 28 implémente un code à convolution à concatdna-

tion parallèle, connu sous le nom de turbo-code, qui fournit un type de correction d'erreur direct particulièrement bien adapté à l'émission en

fréquence radio numérique. Le codeur est montré plus en détail à la fi-

gure 3. Les bits de données et de parité délivrés par le codeur 28 sont

mémorisés temporairement par un synchronisateur d'émission 30 et dé-

livrés sous forme d'ensembles de quatre bits à un modulateur MAQ-16 32 (modulateur à modulation d'amplitude à quadrature à 16 états) qui

module chaque ensemble de quatre bits pour donner un symbole MAQ-

16. Le synchromnisateur d'émission reçoit également des ensembles de données qui comprennent un mot unique UW de 40 symboles. Les symboles MAQ-16 sont transmis au satellite 8 avec le mot unique émis

au début de la transmission de données afin d'identifier le canal au ni-

veau du récepteur.

La synchronisation de l'émetteur est contrôlée par une horlo-

ge 34 qui délivre des signaux de synchronisation de trames et de sym-

boles aux modules de l'émetteur.

La figure 2b montre les parties fonctionnelles importantes d'un module récepteur de la station terrienne mobile MES 6 et de la station terrienne fixe LES 10. diffèrent en d'autres points mais, pour

des raisons pratiques, le même schéma et les mêmes références numé-

riques seront utilisés pour les parties correspondantes de chacune. Les

fonctions de la partie réception sont l'inverse des fonctions corres-

pondantes de l'émetteur représentées à la figure 2a, de sorte que les mêmes références numériques ont été reprises sur la figure 2b avec un

signe ""' indiquant qu'il s'agit de la fonction inverse.

Les symboles reçus du satellite 8 sont démodulés par un démodulateur MAQ-16 32' et délivrés sous forme de quadruplets à un

détecteur de phase/mot unique 30' qui détermine la phase et la syn-

chronisation de trame du signal reçu en même temps qu'il détecte le mot simple. Les données reçues sont décodées par un décodeur 28' qui détecte les données turbo-codées en utilisant un décodeur de type MAP (maximum à priori) ou de type SOVA (à algorithme de sortie de Viter- bi). Les données décodées sont décryptées par un décrypteur 26' en

utilisant l'inverse d'un vecteur de cryptage utilisé par le crypteur 26.

Les données décryptées sont démultiplexées par un démultiplexeur 24

qui démultiplexe les données d'utilisateur de l'information de signali-

sation, cette dernière étant stockée dans une mémoire tampon de signa-

lisation 25'. Les données sont transmises à travers une unité d'interfa-

ce modem 22' à un module d'interface 20' pour la connexion au réseau

14 ou à l'appareil terminal mobile 4. Le module d'interface 20' com-

prend une interface de d'entrée/sortie 20a' et une mémoire tampon

20b'.

Une horloge 35 fournit des signaux de synchronisation de

trame et de symboles aux différents éléments du récepteur.

Un exemple de turbo codeur pouvant être utilisé dans le codeur 28 est représenté à la figure 3. Des bits de données dk sont

envoyés à un premier codeur ENC1 et à un entrelaceur 29, dont la sor-

tie est connectée à un second codeur ENC2. Chaque codeur ENC1 et ENC2 est un codeur à convolution récursif qui comprend quatre mémoires binaires intermédiaires Dl à D4 et des additionneurs

binaires ou des portes OU-exclusif. A chaque cycle le contenu de cha-

cune des mémoires binaires Dl à D3 est décalé respectivement dans les mémoires binaires D2 à D4, tandis que les nouveaux contenus de D1 sont dérivés du contenu précédent de D2 à D4. Les sorties Pk du

premier codeur et la sortie qk du second codeur sont dérivées du conte-

nu des mémoires binaires D1, D2 et D4 et de l'entrée de la mémoire

binaire D1.

Les bits de données dk, les bits de parité Pk non entrelacés et

les bits de parité qk entrelacés sont délivrés au synchronisateur d'émis-

sion 30, à partir duquel des ensembles de bits u1, u2,u3,u4 sont délivrés en parallèle en accord avec un format de découpage, dans lequel seuls quelques uns des bits de parité sont transmis. Dans d'autres ensembles

de bits, deux bits de données dk et deux bits de parité Pk OU qk sont dé-

livrés ce qui donne un code de demi-débit. Dans d'autres ensembles, trois bits de données dk et un bit de parité Pk ou qk sont délivrés, ce qui donne un code de trois quart de débit. La proportion de ensembles codés demi débit and trois quart de débit est réglée de manière à four-

nir une vitesse de codage prédéterminée.

Chaque ensemble de bits est modulé commne symbole par le modulateur MAQ16 32. Chaque symbole est formé de quatre bits u1, u2,u3,u4 avec les bits u1, u2 modulant le composant I (amplitude) et les bits u3, u4 modulant le composant Q (phase) de telle sorte que Ai = [u1, u2] -> I Bj = [u3, u4] ---> Q Le schéma de modulation tel que représenté à la figure 4 est du type MAQ-16 carré, bien qu'un schéma MAQ-16 circulaire puisse être utilisé. Les bits de données u!, u3 sont les plus protégés dans le

symbole MAQ-16. La constellation est résumée dans le tableau 1 ci-

après, o D représente la distance minimale entre points.

Tableau 1

Il I0 QI QO I Q 0 i 0 I -3D/2 -3D/2

0 1 0 0 -3D/2 -D/2

0 1 1 0 -3D/2 D/2

0 1 1 1 -3D/2 3D/2

0 0 0 1 -D/2 -3D/2

10 0 0 -D/2 -D/2

0 0 1 0 -D/2 D/2

0 0 1 1 -D/2 3D/2

i O 0 i D12 -3D/2 1i 0 0 oD2 -D12 i O I O D12 D12

I O I 1 D/2 3D/2

1 5 i O 3D/2 -3D/2 i O O 3D/2 -D/2

1 1 1 0 3D/ 2 D/2

1 1 I 1 3D/2 3D/2

i ji i I 3D/2 - D/2 Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, un débit de données d'utilisateur de 14,4 kbits/s est supporté sur un seul canal par format de trame de porteuse SCPC, comme montré à. la figure 5. Chaque trame F porte un titre qui contient un mot simple UW

comprenant une séquence prédéterminée de 40 symboles pour l'acqui-

sition du signal et la détermination du type de signal. Les symboles du mot simple comprennent seulement deux bits mappés sur les bits U1 u3

les mieux protégés de la constellation MAQ-16.

La durée de chaque trame est de 160 ms. La fin d'une séquen-

ce de trames est indiquée par un signal de fin de données EOD. Le for-

mat du corps de trame varie selon que des données ou des informations

de signalisation sont transmises.

La figure 6a montre l'entrée du format de trame dans le mo-

dulateur 32 dans un mode de données, dans lequel des données sont

émises entre l'appareil terminal mobile 4 et l'appareil terminal fixe 18.

Le mot simple comprend un mot simple de données UWD qui indique que le corps de la trame F contient des données d'utilisateur. Le corps de la trame contient 47 séquences de 25 symboles de données DS qui sont suivies chacune d'un symbole pilote PS, et une séquence de fin de

trame qui comprend 17 symboles de données suivis d'un symbole pilo-

te PS. Les symboles pilotes permettent de mesurer l'affaiblissement et

la variation du bruit de manière à intervenir dans le décodage des tur-

bo codes. Chaque trame contient donc 1192 symboles de données, 48

symboles pilotes et 40 symboles de mot simple.

Comme le montre la figure 6b, les symboles de données dans chaque trame comprennent deux trames secondaires SFI et SF2 avec

chacune 596 symboles de données codées, générés par le codeur 28.

Comme le montre la figure 6c, chaque trame secondaire SF est générée

par le codeur 28 à partir d'une trame multiplexée MF1, MF2 correspon-

dante délivrée par le multiplexeur 24 à travers le crypteur 26, qui com-

prend 1184 bits de données D et 48 bits de signalisation SU. Comme le

montre la figure 6d, chaque jeu de bits de données D dans chaque tra-

me multiplexée MF comprend deux trames unité d'interface modem MIU M1 et M2 fournies par l'unité d'interface modem MIU 22, chacune des trames comprenant 592 bits. Ainsi 2368 bits de données sont émis toutes les 160 ms, ce qui donne un débit de données utilisateur de 14,8 kbits/s. La taille de l'entrelaceur 29 du codeur 28 est égale à la taille de chacune des trames multiplexées MF1 et MF2; Dans un exemple,

l'entrelaceur 29 est un entrelaceur aléatoire dans lequel une trame mul-

tiplexée complète MF est chargée dans l'entrelaceur 29 et les contenus

sont ensuite délivrés dans un ordre pseudo-aléatoire au deuxième co-

deur ENC2 pour générer les bits de parité entrelacés pour la trame se-

condaire SF codée. Les codeurs ENC1 et ENC2 sont réinitialisés à

chaque nouvelle trame multiplexée MF.

La figure 7a montre le format de la trame de la figure 5 dans

un mode de signalisation dans la bande de base. Le format est similai-

re à celui représenté à la figure 6a, mis à part que le mot simple com-

prend un mot simple de signalisation UWs différent du mot de données

simple UWD, pour indiquer que le corps de la trame contient seule-

ment des informations de signalisation. La figure 7b montre que la tra- me F comprend deux trames secondaires SF1, SF2 comme à la figure

6b. Cependant les trames multiplexées MF1, MF2 représentées à la fi-

gure 7c diffèrent de celles de la figure 6c en ceci que les bits de don-

nées D comprennent 1040 bits fictifs qui sont générés par le multi-

plexeur 24 et ne portent aucune donnée d'utilisateur. La trame multi-

plexée MF porte deux espaces unitaires de signalisation SU1 et SU2 qui comprennent chacun 96 bits d'information de signalisation. Chaque

espace unitaire de signalisation SU est utilisé dans le mode signalisa-

tion dans la bande de base pour émettre des messages pendant la confi-

guration d'appel et le raccrochage.

Dans un deuxième mode de réalisation de la présente inven-

tion, un débit de données d'utilisateur de 28,8 kbits/s est supporté. Les formats similaires à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références. La structure de trame est représentée à la figure 8, laquelle structure est similaire à celle de la figure 5, à l'exception de

la durée de trame qui est de 80 ms au lieu de 160 ms.

Les figures 9a à 9c montrent des formats pour un mode d'émission de données similaires à ceux des figures 6a à 6c, mis à part que la durée des trames secondaires SF et des trames multiplexées MF

est réduite de moitié, tandis que le nombre de bits à l'intérieur de cel-

les-ci reste le même. Cependant le format représenté à la figure 9d dif-

fère de celui de la figure 6d en ce que les bits de données D de chaque

trame multiplexée comprennent seulement une trame d'unité d'interfa-

ce modem MIU M de 1184 bits. Partant de là, 2368 bits de données

d'utilisateur sont émis toutes les 80 ms, ce qui donne un débit de don-

nées à 29,6 kbits/s, suffisant pour supporter un débit de données utili-

sateur de 28,8 kbits/s.

Les figures 10a et 10b montrent des formats pour un mode de signalisation dans la bande de base, similaires à ceux des figures 7a et 7b à ceci près que les durées des trames F et des trames secondaires

SF sont diminuées de moitié. Le format de la figure 10c diffèere du for-

mat de la figure 7c en ce que chaque trame multiplexée MF comprend 1136 bits fictifs de données D et un espace de signalisation SU de 96 bits. Ceci donne le même débit de signalisation que pour le premier mode de réalisation dans le mode de signalisation dans la bande de base.

Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, un dé-

bit d'utilisateur de 56 ou 64 kbits/s est supporté, lequel débit est com-

patible avec un canal RNIS simple. La figure 11 montre la structure de

trame qui est similaire à celle représentée à la figure 8.

La figure 12a représente le format de trame dans un mode de transmission de données. Le format diffère de celui de la figure 10a en ce que 2688 symboles sont émis dans chaque trame F. Le mot simple de données UWD occupe les 40 premiers symboles, tandis que le reste de la trame comprend 88 ensembles de 29 symboles suivis chacun d'un

symbole pilote PS, lui-même suivi du dernier ensemble qui ne com-

prend que 8 symboles et pas de symbole pilote. Comme le montre la figure 12b, les trames secondaires SF comprennent chacune 5120 bits qui sont modulés en 1280 symboles. Comme représenté à la figure 12c, chaque trame multiplexée MF comprend 2560 bits de données D et 48 bits de signalisation SU. Comme représenté à la figure 12d, les bits de données D sont envoyés sous forme de trame unique à partir du réseau

14 ou de l'appareil terminal mobile 4.

Dans ce mode de réalisation, 5120bits sont émis toutes les

80 ms, ce qui donne un débit de données d'utilisateur de 64 kbits/s.

Lorsque le réseau 14 ou l'appareil terminal mobile 4 travaille seule-

ment à 56 kbits/s, un bit de données D n'est pas utilisé tous les 8 bits,

comme représenté sur la figure 12e.

La figure 13a montre le format de trame dans un mode de si-

gnalisation dans la bande de base du troisième mode de réalisation. Le format de symbole est le même que celui représenté à la figure 12a à

ceci près que le mot simple de signalisation UWs est transmis à la pla-

ce du mot simple de données UWD. Comme le montre la figure 13b, la trame F est divisée en deux trames secondaires SF1 et SF2, de la même manière que représenté à la figure 12b. Comme le montre la figure 13c, chaque trame multiplexée MF comprend un espace de données D

de 2512 bits fictifs et un espace de signalisation SU de 96 bits.

Les caractéristiques des formats des modes de réalisation sont résumés dans le tableau 2 ci-dessous.

Tableau 2

Mode de réalisation 1 2 3 Débit de données supporté (kbits/s) 14,4 28,8 56/64 Schéma de modulation MAQ-16 MAQ-16 MAQ-16 Débit de données (kbits/s) 14,8 29,6 64 Débit de signalisation (kbits/s) 0,6 1,2 1,2 Débit de bits total (kbits/s) 15,4 30,8 65,2 Longueur de trame unité d'interface modem MIU (ms) 40 40 40 Taille de trame unité d'interface modem MIU (bits) 5931184 5120 Longueur de trame secondaire SF (ms) 80 40 40 Bits de données par trame secondaire FS 1184 1184 2560 Bits de signalisation par trame secondaire SF48 48 96 Bits d'entrée par trame secondaire SF 1232 1232 2608 Débit de codage 0,516778 0,516778 0,509375 Bits de sortie par trame secondaire SF 2384 2384 5120 Symboles de sortie par trame secondaire SF 596 596 1280 Longueur de trame F (ms) 160 80 80 Symboles de données par trame F 192 1192 2560 Taux d'insertion de symbole pilote 1/26* 1/26* 1/30t Symboles pilotes par trame F 48 48 88 Longueur de mot simple (symboles) 40 40 40 Taille de trame (symboles) 1280 1280 2688 Débit de symboles (ksymboles/s) 8 16 33,6 * 1 symbole pilote tous les 25 symboles de données t 1 symbole pilote tous les 29 symboles de données

Les parties émetteur et récepteur de la station terrienne mobi-

le MES 6 et de la station terrienne fixe LES 10, de préférence, peuvent

fonctionner dans un grand nombre de modes différents qui correspon-

dent aux modes de réalisation décrits ci-dessus. Par exemple les par-

ties émetteur et récepteur peuvent supporter des débits de 14,4 kbits/s et 28,8 kbits/s via la liaison satellite, le débit étant sélectionné durant

la configuration d'appel.

Les débits de symboles de 8, 16 et 33,6 ksymboles/s ont été sélectionnés de telle sorte que l'horloge de l'émetteur 34 et l'horloge

du récepteur 35 aient une cadence interne d'horloge facilement divisi-

ble pour produire des impulsions d'horloge de synchronisation à 8, 16 et 33,6 kHz. Le plus petit commun multiple de ces horloges est 336 kHz et si on prend cette valeur comme cadence d'horloge interne,

* celle-ci doit être divisée respectivement par 42, 21 et 10. Des divi-

seurs adaptés peuvent être aisément implémentés au niveau du matériel

par un petit nombre de divisions par des nombre premiers jusqu' à 7.

Les débits de données d'entrée de 14,4, 28,8, 56 et 64 kbits/s ont un plus petit commun multiple de 4032 kbits/s. Si les symboles étaient proportionnels aux débits de données d'entrée, la cadence d'horloge interne pour l'horloge d'émetteur 34 et l'horloge de récepteur

devrait être divisible respectivement par 280, 140, 72 et 63.

Ainsi en faisant varier le débit de codage pour différents débits de données d'entrée et en sélectionnant de manière appropriée les formats de trame, les exigences en ce qui concerne les horloges

d'émetteur et de récepteur sont simplifiées.

Application télécopie Des applications des modes de réalisation ci- dessus au domaine de la transmission de télécopies seront décrites en faisant référence aux figures 14a à 14c et 15a à 15c. Dans ce cas l'appareil

terminal mobile 4 et l'appareil terminal fixe 18 comprennent un termi-

nal de télécopie ou un ordinateur qui implémente des protocoles de

télécopie tels que la Recommandation UIT T.30.

La figure 14a montre les trames d'unité d'interface modem MIU M comme représentées à la figure 6d, chaque trame comprenant

592 bits. Comme le montre la figure 14b, chaque trame d'unité d'inter-

face modem M est subdivisée en quatre blocs qui comprennent chacun un champ de commande C1 à C4 de 16 bits et un bloc de données B1 à

B4 de 144 bits.

La figure 15a montre les trames d'unité d'interface modem MIU M comme représentées à la figure 9d, chaque trame comprenant 1184bits. Comme le montre la figure 15b, chaque trame d'unité

d'interface modem est subdivisée en quatre blocs qui comprennent cha-

cun un champ de commande C1 à C4 de 32 bits et un bloc de données B1 à B4 de 288 bits. Comme montré à la figure 15c, chaque champ de commande C est subdivisé en un champ de réserve de 16 bits et un

champ de contrôle de 16 bits.

La numérotation des bits utilisés dans chaque bloc de données B est indiquée dans le tableau ci-dessous pour différents débits de données

de télécopie de bout en bout. Les autres bits ne sont pas utilisés.

Table 3

Fax Débit données (kbits/s) Mode de réalisation 1 Mode de réalisation 2 0,3 6k+n; k--=O à 23; n=l* 12k+n; k=O à 23; n=l* 2,4 6k+n; k=O à 23; n=l 12k+n; k--=O à23;n=l 4,8 3k+n; k=O à 47; n=l 6k+n; k--=O à 47; n=l 7,2 2k+n; k--=O à 71; n=l 4k+n; k--=O à 71; n=l 9,6 3k+n; k--=O à 47; n=l à 2 3k+n; k--=O à 95; n=l 12 6k+n; k=O à 23; n=l à 5 12k+n; k--=O à 23; n=l à S 14,4 tous espaces 2k+n; k--=0 à 143; n=l 16,8 non disponible 12k+n; k--=0 à 23; n=l à 7 19,2 non disponible 3k+n; k=O à 95; n=l à 2 21,6 non disponible 4k+n; k=O à 71; n=l à 3 24 non disponible 6k+n; k=--O à 47; n=l à 5 26,4 non disponible 12k+n; k=0 à 23; n=l à 11 28,8 non disponible tous espaces * chaque bit est répété 8 fois' Application multimédia La figure 16 est un diagramme de protocole montrant un exemple de protocole multimédia implémenté par l'appareil terminal

fixe 18, le réseau 14, la station terrienne fixe LES 10 et la station ter-

rienne mobile MES 6 et l'appareil terminal mobile 4 dans le système

de la figure 1.

Dans cet exemple, l'appareil terminal fixe 18 comprend un ordinateur personnel PC 18a sur lequel tourne un logiciel multimédia de téléconférence et qui satisfait les Recommandations UIT H.324,

lesquelles définissent des normes pour les applications de télé-confé-

rence à faible débit de bits utilisant un réseau téléphonique public

commuté. Le tramage des données multimédia est implémenté confor-

mément à la Recommandation UIT H.223. L'ordinateur personnel est connecté à un modem de réseau téléphonique public commuté 18b via

une connexion physique RS322 et communique avec celui-ci en utili-

sant le protocole et la synchronisation UIT V.80.

Le modem de réseau téléphonique public commuté 18b exé- cute le protocole V.80 et, à travers le réseau 14, dans le cas présent à travers un réseau téléphonique public commuté, communique avec la

station terrienne fixe 10 au moyen d'un protocole synchrone V.34 uti-

lisant le tramage H.232. La station terrienne fixe 10 communique avec la station terrienne mobile 6 en utilisant le mode 28,8 kbit/s décrit

plus haut en liaison avec le second mode de réalisation.

La station terrienne mobile 6 communique avec l'appareil ter-

minal mobile 4 en utilisant le protocole V.80 et une connexion physi-

que RS232. L'appareil terminal mobile 4 implémente les protocoles

H.223 et H.324 de manière transparente de bout en bout avec le termi-

nal utilisateur fixe 18. Le terminal utilisateur mobile 4 est dans ce cas

un ordinateur personnel PC portable sur lequel tourne un logiciel mul-

timédia de télé-conférence qui est compatible avec le logiciel tournant

sur le terminal d'utilisateur PC fixe.

Le format de canal utilisé pour les communications multimé-

dia est le même que celui utilisé pour les services de télécopie dans le second mode de réalisation, tel que représenté à la figure 15, avec le format d'adaptation de débit tel que décrit plus haut en référence au

tableau 3 en relation avec le deuxième mode de réalisation.

Une autre caractéristique qui peut être appliquée aux formats de trame de chacun des modes de réalisation un, deux ou trois sera

décrite dans ce qui suit en faisant référence à la figure 17 des dessins.

L'agencement diffère de celui de la figure 5 en ce qu'un bref préam-

bule P est émis au début d'une salve de trames F, après une période de silence sur le canal SCPC. Il est fait référence ici à la demande de brevet appartenant au titulaire de la présente demande et déposée le même jour, dont le contenu, dans la mesure ou il traite d'une technique d'activation de porteuse pour un canal satellite 64 kbits/s similaire à celui du troisième mode de réalisation, est intégré à la présente demande. Le mot de porteuse comprend une séquence répétée du symbole MAQ- 16 suivant avec le schéma de modulation représenté à la figure 4: Tableau 4 Préambule Il I Q1O

Q

Qo 0

Le nombre de symboles de mot de porteuse émis dans le mot de por-

teuse varie comme suit pour chaque mode de réalisation:

Tableau 5

Mode de réalisation Nombre de symboles Symboles 1__ __ ___ __ __ 4__ _ Débit/k symboles/s

1 4 8

2 8 16

3 16 33,6

Le symbole de préambule présente un niveau de puissance qui correspond au niveau de puissance moyen de la constellation MAQ-16 et le préambule P constitue un signal à niveau constant d'une durée

d'environ 500 gs. L'émission du préambule contribue au contrôle auto-

matique de niveau utilisant une boucle de rétroaction dans un amplifi-

cateur haute puissance HPA dans le modulateur MAQ-16 32, de sorte que la puissance d'émission peut être augmentée jusqu'au niveau requis en 500 p.s ou moins. Si le préambule P n'était pas émis au début de chaque salve, l'émission commencerait avec un mot simple UW qui n'a pas un niveau de puissance constant et le contrôle automatique de niveau n'atteindrait pas un niveau stable avant un délai nettement

supérieur à 500 ps.

Les modes de réalisation ont été décrits ci-dessus en termes de blocs fonctionnels. Toutefois des fonctions qui vont au-delà de l'un

de ces blocs peuvent être exécutées par une unité simple; réciproque-

ment, la fonction de l'un de ces blocs peut être exécutée par plusieurs

unités discrètes.

Les formats de trame décrits ci-dessus peuvent être appliqués

à d'autres types de service. Les formats eux mêmes peuvent être modi-

fiés tout en conservant les effets avantageux de ceux-ci. Ces modifica-

tions ainsi que d'autres modifications entrent néanmoins dans le cadre

de la présente invention telle qu'elle est définie dans les revendica-

tions.

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Procédé de formatage de données pour leur transmission via une liaison satellite, ledit procédé comprenant: la réception de données et la transmission de celles-ci dans un format qui comprend une ou plusieurs trames de longueur constante, chaque trame ayant un titre de trame et comprenant plusieurs blocs de données

de longueur constante, séparés chacun par un signal pilote prédéter-

rminé, caractérisé par le fait qu'on sélectionne un rapport de blocs de

données de la longueur de chacun des blocs de données au signal pilo-

te, dans un groupe comprenant les nombres 25 et 29.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que que chaque trame comprend en outre un bloc court et qu'on sélectionne un rapport de bloc court de la longueur du bloc court à la longueur du

signal pilote, parmi un groupe comprenant les nombres 17 et 8 corres-

pondant au rapport de bloc de données de 25 et 29.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le signal pilote comprend un symbole de modulation simple et

que les blocs comprennent chacun un nombre de symboles de modula-

tion qui est déterminé par le rapport correspondant.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les symboles sont transmis avec un débit de 8 ou 16 ksymboles/s, pour le rapport de blocs de données de 25, ou avec un débit de

33,6 ksymboles/s pour le rapport de blocs de données de 29.

5. Procédé selon une quelconque des revendications précé-

dentes, comprenant l'émission des données de sortie dans la bande L.

6. Procédé de formatage de données pour leur transmission via une liaison satellite, ledit procédé comprenant: la réception de données d'utilisateur en provenance d'un terminal d'utilisateur, la réception de données de signalisation concernant l'état d'un appel via la liaison satellite et dans un mode de données, la délivrance des données d'utilisateur et des données de signalisation dans un format qui comporte plusieurs trames de données comprenant chacune une partie de données dérivée

des données d'utilisateur et une première partie de données de signali-

sation dérivée des données de signalisation, et

dans un mode de signalisation, la délivrance des données de signalisa-

tion dans un format qui comporte plusieurs trames de signalisation comprenant chacune une deuxième partie de signalisation dérivée des données de signalisation et une partie fictive qui n'est dérivée ni des données d'utilisateur ni des données de signalisation,

le procédé comprenant en outre dans les deux modes, le codage de cor-

rection d'erreurs des données délivrées avec un débit de codage prédé-

terrminé, caractérisé par le fait que le débit de codage dans le mode de données

est égal au débit de codage dans le mode de signalisation.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que

la longueur de la première partie de signalisation est de 48 bits.

8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que la longueur de la partie de données est choisie parmi un

groupe comprenant 1184 bits et 2560 bits.

9. Procédé selon une quelconque des revendications 6 à 8, ca-

ractérisé par le fait que la deuxième partie de signalisation comprend

un ou deux blocs de 96 bits.

10. Procédé de formatage de données pour leur transmission via une liaison par satellite, ledit procédé comprenant:

la réception de données d'utilisateur en provenance d'un terminal d'uti-

lisateur dans un format qui comporte des trames de données d'utilisa-

teur, comprenant chacune quatre trames secondaires d'égale longueur et la délivrance de données d'utilisateur dans un format qui comprend plusieurs trames de sortie de données, chaque trame comprenant le

contenu de données d'un nombre entier de trames de données d'utilisa-

teur.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que chacune des trames secondaires présente un contenu de données

d'utilisateur de 144 bits.

12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que chacune des trames secondaires présente un contenu de données

d'utilisateur de 288 bits.

13. Procédé selon une quelconque des revendications 10 à 12,

caractérisé par le fait que les données d'utilisateur comprennent des

données de télécopie.

14. Procédé selon une quelconque des revendications 10 à 12,

caractérisé par le fait que les données d'utilisateur comprennent des

données vidéo.

15. Procédé selon une quelconque des revendications 6 à 14,

comprenant en outre un codage de correction d'erreur direct des don-

nées délivrées pour générer des données codées.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que les étapes de codage comprennent le turbo-codage des données délivrées.

17. Procédé selon la revendication 15 ou 16 comprenant en outre la modulation des données codées et l'émission desdites données

codées en direction du satellite.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé par le fait

que la phase de modulation utilise une modulation MAQ-16.

19. Système de communication par satellite comprenant plu-

sieurs terminaux d'utilisateurs et au moins une station terrienne, cha-

cun des terminaux d'utilisateur étant agencé pour communiquer avec la station terrienne au nombre d'au moins une via au moins un satellite, caractérisé par le fait que le système est agencé de telle sorte que les terminaux d'utilisateur et/ou la station terrienne puissent recevoir des

données avec un débit de données quelconque à l'intérieur d'un ensem-

ble de débits de données d'entrée, par le fait que le rapport de l'un des débits de données d'entrée au débit de données de sortie associé varie d'un débit de données d'entrée à l'autre, de telle sorte que le rapport

entre chaque débit de données d'entrée et le plus petit commun multi-

ple dudit ensemble de débits de données d'entrée soit inférieur au rap-

port entre chaque débit de données de sortie et le plus petit commun

multiple desdits débits de données de sortie.

20. Système selon la revendication 19, caractérisé par le fait que l'ensemble de débits de données de sortie comprend les débits 8,

16 et 33,6 kbits/s.

21. Système selon la revendication 19 ou 20, caractérisé par

le fait que l'ensemble de débits de données d'entrée comprend les dé-

bits 14,4, 28,8 et 64 kbits/s.

22. Système selon la revendication 21, caractérisé par le fait que l'ensemble de débits de données d'entrée comprend également le

débit 56 kbits/s.

23. Procédé de transmission de données par satellite à un terminal récepteur, ledit procédé comprenant: l'émission des données dans un format qui comprend plusieurs trames SCPC comprenant chacune une séquence de symboles MAQ-16, ladite séquence comprenant une séquence de synchronisation prédéterminée de 40 symboles, une série de champs de données de 25 ou 29 symboles suivis chacun d'un symbole pilote simple et un champ de données final de 17 ou 8 symboles respectivement avec lesdits champs de données de

25 ou 29 symboles.

24. Signal comportant une porteuse à fréquence modulée par une séquence de symboles MAQ-16 agencée sous la forme de plusieurs trames, chaque trame comprenant une séquence de synchronisation prédéterminée de 40 symboles, une série de champs de données de 25 ou 29 symboles qui sont suivis chacun d'un symbole pilote simple, et un champ de données final de 17 ou 8 symboles respectivement avec

lesdits champs de données de 25 ou 29 symboles.

25. Dispositif agencé pour la mise en oeuvre du procédé selon

l'une quelconque des revendications 1 à 18 et 23.

26. Procédé de transmission d'une salve de données via un satellite vers un terminal récepteur comprenant: l'émission de la salve de données dans un format qui comprend une séquence de symboles de modulation de données avec un niveau de puissance variable, ladite séquence étant précédée d'une séquence de symboles de modulation de préambule avec un niveau de puissance constant.

27. Procédé selon la revendication 25, caractérisé par le fait que le niveau de puissance des symboles de modulation de préambule est sensiblement égal au niveau de puissance moyen de la séquence de

symboles de modulation de données.

28. Signal de salve de données comprenant une porteuse à fréquence modulée par une séquence de symboles de modulation de données avec un niveau de puissance variable parmi les symboles,

ladite séquence étant précédée d'une séquence de symboles de modula-

tion de préambule avec un niveau de puissance constant.