FR2845541A1

FR2845541A1 - Mobile telephone/video surveillance high digital rate word exchange having infrastructure input/output access points with radio relays transmitting digital words along vehicle route towards vehicle audio system.

Info

Publication number: FR2845541A1
Application number: FR0212363A
Authority: FR
Inventors: Gerard Auger
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-09
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: FR2845541B1

Abstract

The high rate digital word transfer mechanism has an infrastructure network with input and output access points. One or several radio relays are placed along the vehicle route, transmitting digital words between access points to the vehicle audio system.

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif de liaisons de données àThe invention relates to a method and a device for data links to

très haut débit, par exemple jusqu'à 20 Mbps duplex, entre un very high speed, for example up to 20 Mbps duplex, between a

réseau d'infrastructure et des stations mobiles en circulation ou à l'arrêt. infrastructure network and mobile stations in circulation or stopped.

Elle s'applique à des trains ou à des véhicules automobiles équipés de moyens adaptés pour accéder à des bases de données externes (Internet par exemple), supporter des services de messagerie, permettre la télésurveillance par vidéo et/ou échanger des données techniques avec un It applies to trains or motor vehicles equipped with suitable means to access external databases (Internet for example), support messaging services, allow remote video surveillance and / or exchange technical data with a

centre de contrôle.control center.

L'expression " réseau d'infrastructure " désigne dans la présente The term "infrastructure network" means in this

description, une infrastructure qui permet une circulation des données, par exemple sur une fibre optique ou un câble, ainsi que les dispositifs appropriés, tels que des routeurs, pour permettre l'échange de ces données description, an infrastructure that allows data traffic, for example on an optical fiber or a cable, as well as the appropriate devices, such as routers, to allow the exchange of this data

avec les mobiles.with mobiles.

L'invention s'applique aussi au raccordement de tout véhicule en déplacement sur un axe de circulation, par exemple les autocars sur les autoroutes. Les voyageurs des trains de grande ligne, et même des trains de 20 banlieue, disposent d'un temps libre qu'ils souhaitent occuper utilement ou pour leur loisir. Ils sont ainsi demandeurs de services, de jeux, d'accès à des bases de données, de messagerie, pour leurs besoins privés ou leurs occupations professionnelles. Dans ce contexte, le raccordement à Internet The invention also applies to the connection of any vehicle moving on a traffic axis, for example coaches on motorways. Passengers on mainline trains, and even suburban trains, have free time that they wish to occupy usefully or for their leisure. They are thus seeking services, games, access to databases, messaging, for their private needs or their professional occupations. In this context, the Internet connection

bénéficie d'une faveur toujours croissante. enjoys an ever increasing favor.

Actuellement, les principes et les moyens de raccordement les plus utilisés sont ceux de la téléphonie mobile. Malheureusement, le débit est relativement limité et de nombreuses stations de base doivent être disposées le long des axes de circulation conduisant ainsi à un cot prohibitif pour un Currently, the most used principles and means of connection are those of mobile telephony. Unfortunately, the flow is relatively limited and many base stations must be arranged along the traffic axes, thus leading to a prohibitive cost for a

service de qualité non satisfaisante. unsatisfactory quality service.

Des tentatives ont été faites à partir de la technologie des faisceaux hertziens bidirectionnels en orientant les antennes dans la direction des voies de circulation. Cette technologie trop lourde présente Attempts have been made using bidirectional radio-relay technology by orienting the antennas in the direction of the traffic lanes. This too heavy technology presents

également un cot excessif.also an excessive cost.

L'invention concerne un dispositif de liaisons de données à très haut débit entre un réseau d'infrastructure et un ou plusieurs véhicules en mouvement ou à l'arrêt comportant au moins les éléments suivants: * un réseau d'infrastructure comportant au moins un point d'accès d'entrée et un point d'accès de sortie, * un ou plusieurs relais radio disposés le long de la voie de circulation du véhicule, et adaptés à transmettre les données entre les points d'accès, 10 les différents relais et un poste radio équipant le véhicule ou les véhicules. Un relais comporte par exemple au moins une partie émettrice Ei, The invention relates to a very high speed data link device between an infrastructure network and one or more moving or stopped vehicles comprising at least the following elements: * an infrastructure network comprising at least one point of entry access and an exit access point, * one or more radio relays arranged along the vehicle traffic lane, and adapted to transmit data between the access points, the various relays and a radio set fitted to the vehicle or vehicles. A relay comprises for example at least one transmitting part Ei,

une partie réceptrice Ri et une logique adaptée à trier les données reçues. a receiving part Ri and a logic adapted to sort the received data.

Les relais fonctionnent par exemple à la même fréquence, et la 15 structure d'un paquet de données comporte au moins un créneau R-1, pour recevoir les paquets émis par le relais i-1, un créneau Ti pour transmettre les paquets vers le relais i+1, un ou plusieurs créneaux RTI et RT2 pour recevoir The relays operate for example at the same frequency, and the structure of a data packet comprises at least one slot R-1, for receiving the packets transmitted by the relay i-1, a slot Ti for transmitting the packets to the relay i + 1, one or more RTI and RT2 slots to receive

les paquets émis par les véhicules. packets from vehicles.

Les relais peuvent comporter une antenne d'émission et une ou 20 plusieurs antennes de réception directives, dont les faisceaux sont orientés dans la direction de la voie de circulation et dans des directions opposées pour l'émission et la réception, de façon telle que le relais n reçoive les Relays may include a transmitting antenna and one or more directional receiving antennas, the beams of which are oriented in the direction of the traffic lane and in opposite directions for transmission and reception, such that the relay n receives

messages du relais n-1 et émette vers le relais n+1 uniquement. messages from relay n-1 and transmits to relay n + 1 only.

Les relais comportent par exemple au moins une antenne 25 d'émission et une antenne de réception directives, dont les faisceaux sont orientés dans la direction de la voie de circulation et dans des directions opposées pour l'émission et la réception afin que si un véhicule se trouve Relays include, for example, at least one transmitting antenna and one directional receiving antenna, the beams of which are oriented in the direction of the traffic lane and in opposite directions for transmission and reception so that if a vehicle is located

entre les relais n et n+I, il reçoive le relais n et émette vers le relais n+l. between relays n and n + I, it receives relay n and transmits to relay n + l.

L'invention concerne aussi un procédé d'échanges de données à 30 très haut débit entre un réseau d'infrastructure et un véhicule en mouvement caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: 1 - la partie émettrice En du relais de rang n reçoit des données en provenance de l'infrastructure, dans le créneau Ri-1, 2 - le relais n identifie le train destinataire du paquet P1 et le retransmet vers le train désigné, le paquet est émis dans le créneau temporel Ti, 3 - le train reçoit le paquet Pl, le distribue en fonction des utilisateurs concernés et renvoie un paquet de données P2 modifiées vers le relais (n+1), 4 - dans le cas o le relais (n+l) reçoit le paquet P1 dans le créneau temporel Ri et le paquet de données P2 dans le créneau temporel RT1, la logique de sa partie réceptrice effectue alors un tri des messages de façon à i0 émettre uniquement le paquet P2 vers le relais suivant (n+2). L'objet de la présente invention présente notamment les avantages suivants: * l'invention permet d'offrir un service de raccordement bidirectionnel avec -15 un véhicule en mouvement tout en s'appuyant sur une infrastructure unidirectionnelle avec des points de raccordement aux réseaux préexistants, les points étant aussi espacés que possible en fonction du débit offert à chaque véhicule, * entre ces points de raccordement, les informations sont retransmises par 20 des relais radio unidirectionnels autonomes et dotés d'un logiciel réduit au minimum, donc de cot très faible, un relais radio n'a à transmettre que l'information en provenance ou à destination d'un véhicule mais pas les deux simultanément ce qui minimise la bande passante nécessaire, 25. les traitements d'information à effectuer dans les relais radio et les postes radio des mobiles sont des décisions logiques simples, * les procédures de raccordement aux réseaux existants exécutées au niveau des mobiles sont identiques à celles qui seraient exécutées dans The invention also relates to a very high speed data exchange method between an infrastructure network and a moving vehicle characterized in that it comprises at least the following steps: 1 - the transmitting part En of the relay rank n receives data from the infrastructure, in the slot Ri-1, 2 - the relay n identifies the destination train of the packet P1 and retransmits it to the designated train, the packet is transmitted in the time slot Ti, 3 - the train receives the packet Pl, distributes it according to the users concerned and sends back a modified P2 data packet to the relay (n + 1), 4 - in the case where the relay (n + l) receives the packet P1 in the time slot Ri and the data packet P2 in the time slot RT1, the logic of its receiving part then performs a sorting of the messages so as to i0 send only the packet P2 to the next relay (n + 2). The object of the present invention has in particular the following advantages: * the invention makes it possible to offer a bidirectional connection service with -15 a moving vehicle while relying on a unidirectional infrastructure with points of connection to preexisting networks , the points being as spaced as possible as a function of the speed offered to each vehicle, * between these connection points, the information is retransmitted by 20 unidirectional radio relays, autonomous and provided with software reduced to the minimum, therefore very low cost , a radio relay only has to transmit information from or to a vehicle but not both simultaneously which minimizes the necessary bandwidth, 25. the information processing to be carried out in the radio relays and mobile radio sets are simple logical decisions, * procedures for connection to existing networks performed at the mobile level es are identical to those that would be executed in

des stations fixes.fixed stations.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront Other characteristics and advantages of the invention will appear

mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation non better on reading the following description of an exemplary embodiment not

limitatif annexé des figures qui représentent: * La figure 1 un schéma de l'architecture générale du système selon l'invention, La figure 2 un exemple de séquences temporelles de répartition des créneaux temporels, * La figure 3 un exemple d'architecture d'un relais émetteur/récepteur typique non raccordé à l'infrastructure, * Les figures 4, 5 et 6 qui représentent respectivement les relais connectés à l'infrastructure en milieu, en début et en fin de voie, * La figure 7 un exemple d'interfaces du module de traitement dans un relais. La figure 1 représente un exemple d'architecture générale d'un dispositif de transfert ou de liaisons de données à très haut débit entre un limiting annexed to the figures which represent: * FIG. 1 a diagram of the general architecture of the system according to the invention, FIG. 2 an example of temporal sequences of distribution of the time slots, * FIG. 3 an example of architecture of a typical transmitter / receiver relay not connected to the infrastructure, * Figures 4, 5 and 6 which respectively represent the relays connected to the infrastructure in the middle, at the start and end of the track, * Figure 7 an example of processing module interfaces in a relay. FIG. 1 represents an example of general architecture of a device for transfer or very high speed data links between a

réseau d'infrastructure et un ou plusieurs trains en circulation ou à l'arrêt. infrastructure network and one or more trains running or stopped.

Le dispositif comporte par exemple une infrastructure comprenant des moyens de transmission de données, telle qu'une fibre optique 1, 20 chaque extrémité de la fibre optique étant reliée à un réseau internet 2A, 2B par exemple, au moins deux points d'accès 3A, 3B à cette fibre, par exemple des routeurs internet. Le routeur 3B, lorsqu'il reçoit par l'intermédiaire du relais radio auquel il est connecté, des messages en provenance d'un train présent sur le segment 3A-3B les achemine vers le réseau Internet. 25 Simultanément il ordonne au routeur 3A d'injecter dans le relais radio 41 auquel il est connecté, les informations destinées à ce même train, qu'il The device comprises for example an infrastructure comprising data transmission means, such as an optical fiber 1, each end of the optical fiber being connected to an internet network 2A, 2B for example, at least two access points 3A , 3B to this fiber, for example internet routers. The router 3B, when it receives messages via a radio relay to which it is connected, from a train on the 3A-3B segment routes them to the Internet. 25 Simultaneously it orders the router 3A to inject into the radio relay 41 to which it is connected, the information intended for this same train, which it

reçoit en provenance du réseau Internet. receives from the Internet.

Plusieurs relais radio 4i (relais radio 4 de rang i) sont disposés en chaîne le long de la voie ferrée. Ils sont positionnés à portée radioélectrique 30 les uns des autres. Ils peuvent être disposés sur des poteaux supports de caténaire. L'architecture de ces relais radio est détaillée, par exemple, dans les figures 3 à 6. Un relais 4i comporte en général une antenne émettrice et une antenne réceptrice directives et orientées dans le sens de la voie de circulation. L'orientation des antennes est choisie afin que le faisceau émis par un relais 4n soit reçu par le relais suivant 4n+1 et aussi par le poste radio 6 5 équipant le train. Les faisceaux sont orientés parallèlement à la voie de circulation et dans des directions opposées pour l'émission et la réception afin que le relais de rang n reçoive du relais n-1 et émette vers le relais n+1 uniquement, dans le cas d'un fonctionnement nominal. Les faisceaux sont aussi orientés pour que, lorsqu'un train se trouve entre les relais n et n+l, il 10 reçoive les paquets en provenance du relais n et il émette les paquets après utilisation dans le train vers le relais n+1. La portée des relais est telle que les messages émis par un train soient toujours reçus par au moins un relais sans trou entre relais, et que, inversement, le train puisse recevoir les messages d'au moins un relais également sans trou entre relais. En effet il 15 est important de ne pas avoir de trous de couverture vers et en provenance du train. Pour ne pas en avoir, il y a recouvrement des couvertures de 2 relais consécutifs, donc la possibilité de réception des messages émis par le train par 2 relais consécutifs, par exemple n et n+1, ceci explique la présence de la fonction d'élimination des doublons dans les relais. Inversement, un 20 train peut recevoir des messages des relais n-1 et n avec également une Several radio relays 4i (radio relay 4 of rank i) are arranged in a chain along the railway track. They are positioned within radio range 30 from each other. They can be placed on catenary support posts. The architecture of these radio relays is detailed, for example, in FIGS. 3 to 6. A relay 4i generally comprises a transmitting antenna and a directional receiving antenna oriented in the direction of the traffic lane. The orientation of the antennas is chosen so that the beam emitted by a 4n relay is received by the next relay 4n + 1 and also by the radio station 6 5 equipping the train. The beams are oriented parallel to the traffic lane and in opposite directions for transmission and reception so that the rank n relay receives from relay n-1 and transmits to relay n + 1 only, in the case of nominal operation. The beams are also oriented so that, when a train is between the relays n and n + 1, it receives the packets coming from the relay n and it sends the packets after use in the train to the relay n + 1. The relay range is such that the messages sent by a train are always received by at least one relay without a hole between relays, and that, conversely, the train can receive messages from at least one relay also without a hole between relays. Indeed it is important not to have cover holes to and from the train. To avoid having one, there is overlap of the covers of 2 consecutive relays, therefore the possibility of receiving messages sent by the train by 2 consecutive relays, for example n and n + 1, this explains the presence of the function of elimination of duplicates in relays. Conversely, a train can receive messages from relays n-1 and n with also a

fonction d'élimination des doublons dans le train. Les relais sont suffisamment espacés pour que, par exemple, la visibilité directe ne soit pas réalisée entre relais non adjacents et que le brouillage mutuel résultant sur un récepteur de relais soit compatible avec la démodulation des messages 25 émis par le relais adjacent. elimination function of duplicates in the train. The relays are sufficiently spaced that, for example, line of sight is not achieved between non-adjacent relays and that the resulting mutual interference on a relay receiver is compatible with the demodulation of messages transmitted by the adjacent relay.

Chaque relais est ainsi capable de recevoir à la fois des informations en provenance d'un autre relais disposé en vis-à-vis et des informations en provenance de l'émetteur situé sur le train. Il est aussi capable d'émettre des informations de manière similaire (La partie récepteur 30 du relais de rang n+1 est en vis-à-vis de la partie émetteur du relais de rang n. Le train est équipé par exemple de deux postes radio 6a, 6b situés respectivement à chacune des extrémités du train et composés chacun par exemple d'un émetteur 7 et d'un récepteur 8 distincts non représentés pour des raisons de clarté de figure. De cette façon, le train s'adapte au sens 5 d'une chaîne unidirectionnelle de relais en émettant ses messages par l'émetteur situé à l'extrémité opposée à celle par laquelle il reçoit les messages en provenance des relais. Le train comporte aussi différents équipements qui permettent à un utilisateur d'échanger des données avec l'infrastructure, par exemple, un ordinateur personnel portable équipé de 10 logiciels de raccordement à Internet et de messagerie standards (l'ensemble de ces éléments sont schématisés sur la figure par le bloc L. Il peut également comporter un ensemble de caméras vidéo de surveillance Each relay is thus capable of receiving both information from another relay arranged opposite and information from the transmitter located on the train. It is also capable of transmitting information in a similar manner (The receiving part 30 of the relay of rank n + 1 is opposite the transmitting part of the relay of rank n. The train is equipped for example with two stations radio 6a, 6b located respectively at each end of the train and each composed for example of a separate transmitter 7 and receiver 8 not shown for reasons of clarity of figure. In this way, the train adapts to the direction 5 of a unidirectional chain of relays by transmitting its messages by the transmitter located at the opposite end from which it receives messages from the relays The train also includes various equipment which allow a user to exchange data with the infrastructure, for example, a portable personal computer equipped with 10 Internet connection and standard messaging software (all of these elements are shown schematically in the figure by the b loc L. It can also include a set of video surveillance cameras

équipées de dispositifs de compression et de multiplexage d'images. equipped with image compression and multiplexing devices.

Afin d'augmenter la sécurité de fonctionnement du système, il est 15 aussi possible de doter les voies de circulation de 2 chaînes de relais unidirectionnelles mais de directions opposées. Dans ce cas, l'équipement de base du train est suffisant pour fonctionner avec les 2 chaînes en redondance. Dans l'exemple de réalisation explicité pour mieux faire 20 comprendre l'objet de l'invention, les messages échangés entre l'infrastructure et le train se présentent sous la forme de paquets de données regroupant l'ensemble de tous les messages émis et reçus par les différents utilisateurs et équipements dans le train. Ces paquets ont une structure comprenant, par exemple, une étiquette comportant un numéro individuel 25 identifiant le train et un numéro cyclique identifiant les messages successifs, In order to increase the operational safety of the system, it is also possible to provide the traffic lanes with 2 unidirectional relay chains but in opposite directions. In this case, the basic equipment of the train is sufficient to operate with the 2 redundant chains. In the exemplary embodiment explained to better understand the object of the invention, the messages exchanged between the infrastructure and the train are in the form of data packets grouping together all of the messages sent and received by the different users and equipment on the train. These packets have a structure comprising, for example, a label comprising an individual number 25 identifying the train and a cyclic number identifying the successive messages,

cette étiquette est suivie des données à transmettre. this label is followed by the data to be transmitted.

La figure 2 décrit un exemple de séquencement des échanges de paquets de données dans le temps entre l'infrastructure (équipant la voie) Figure 2 describes an example of sequencing the exchange of data packets over time between the infrastructure (equipping the channel)

et un train.and a train.

L'exemple qui suit est donné à titre illustratif et nullement limitatif The example which follows is given by way of illustration and in no way limitative

dans le cas d'un réseau iso-fréquence, c'est-à-dire pour des émetteurs- in the case of an iso-frequency network, that is to say for transmitters-

récepteurs fonctionnant à la même fréquence et pour des données émises avec un accès multiple de type TDMA. Il est également possible de recourir à receivers operating at the same frequency and for data transmitted with multiple access of TDMA type. It is also possible to use

d'autres modes d'accès multiples tels que le FDMA ou le CDMA. other multiple access modes such as FDMA or CDMA.

La chaîne de relais est par exemple unidirectionnelle sur un 5 secteur de voie. Entre les routeurs 3A et 3B, les paquets destinés au train sont injectés sur le réseau radio au point 3A et relayés jusqu'au train situé entre les points 3A et 3B. Les paquets de données émis par le train sont, par exemple relayés jusqu'au point 3B et extraits du réseau radio au même point. The relay chain is for example unidirectional on a 5 sector of track. Between routers 3A and 3B, the packets intended for the train are injected on the radio network at point 3A and relayed to the train located between points 3A and 3B. The data packets transmitted by the train are, for example relayed to point 3B and extracted from the radio network at the same point.

Les paquets émis par chaque relais sont, par exemple, associés à un 10 numéro de relais. Le premier relais recevant les paquets de l'infrastructure The packets transmitted by each relay are, for example, associated with a relay number. The first relay receiving infrastructure packets

est configuré avec le numéro 1 (indice 1). Un relais recevant ses informations du relais de numéro i s'attribue le numéro i+l, jusqu'au numéro Imax pour le relais remettant ses paquets au réseau d'infrastructure. Cette attribution s'effectue par exemple lors de l'initialisation du système selon un procédé 15 connu de l'Homme du métier). is configured with number 1 (index 1). A relay receiving its information from the relay of number i is assigned the number i + 1, up to the number Imax for the relay delivering its packets to the infrastructure network. This allocation is carried out for example during the initialization of the system according to a method known to those skilled in the art).

Le relais qui a pris le numéro 1 prévient les autres relais qui se numérotent. Chaque relais 4i dispose au moins: * D'un créneau Ri1- pour recevoir les paquets émis par le relais de rang i-1, 20 * D'un créneau Ti pour transmettre les paquets vers le relais de rang i+1, * De deux créneaux RT, et RT2 pour recevoir les paquets émis par les trains. Deux créneaux sont utilisés pour couvrir le cas de croisement de trains. Un train circulant dans le même sens que les paquets sur la chaîne de relais, reçoit d'abord des paquets du relais de rang 1, puis 2, 25 etc... et émet, par exemple, sur le créneau RT1. Un train circulant dans le sens contraire à celui des paquets sur la chaîne de relais, reçoit d'abord des paquets du relais Imax, puis lmax-1, etc... et émet, par exemple, sur le The relay that has taken the number 1 warns the other numbered relays. Each relay 4i has at least: * A slot Ri1- to receive the packets sent by the relay of rank i-1, 20 * A slot Ti to transmit the packets to the relay of rank i + 1, * From two slots RT, and RT2 to receive packets sent by trains. Two slots are used to cover the case of train crossing. A train running in the same direction as the packets on the relay chain, first receives packets from the rank 1 relay, then 2, 25 etc ... and transmits, for example, on the RT1 slot. A train running in the opposite direction to that of the packets on the relay chain, first receives packets from the Imax relay, then lmax-1, etc ... and transmits, for example, on the

créneau RT2.RT2 slot.

Le message peut contenir une signalisation spécifique qui permet 30 pour un train de choisir le créneau en fonction du sens de circulation (le train The message may contain specific signaling which allows a train to choose the slot according to the direction of travel (the train

est capable de savoir dans quel sens il va). is able to know which way it is going).

Ainsi, sur la figure 2; * Au relais de rang i-1 sont associés les créneaux Ti1-, Ri-2, RT1 et RT2 * Au relais de rang i sont associés les créneaux Ti, Ri1-, RTI et RT2 * Au relais de rang i+1 sont associés les créneaux Ti+., Ri, RT1 et RT2 Les trains reçoivent les paquets dans les créneaux Ri et Ti et les Thus, in Figure 2; * To the relay of rank i-1 are associated the slots Ti1-, Ri-2, RT1 and RT2 * To the relay of rank i are associated the slots Ti, Ri1-, RTI and RT2 * To the relay of rank i + 1 are associated Ti +, Ri, RT1 and RT2 slots Trains receive packets in Ri and Ti slots and

émettent dans les créneaux RT1 ou R T2 selon le sens de circulation. emit in slots RT1 or R T2 depending on the direction of traffic.

Les créneaux Ri et Ti ont une durée double de celle des créneaux R TI et R T2, en supposant que les trafics entrant et sortant d'un train sont égaux. En effet, un créneau Ri ou Ti véhicule soit le trafic entrant dans 2 10 trains, soit le trafic entrant de l'un et sortant de l'autre, soit le trafic sortant de The slots Ri and Ti have a duration double that of the slots R TI and R T2, assuming that the traffic entering and leaving a train is equal. Indeed, a slot Ri or Ti carries either the traffic entering 2 10 trains, or the traffic entering one and leaving the other, or the traffic leaving

2 trains.2 trains.

En supposant qu'il existe un découplage suffisant entre 2 relais non adjacents, tous les relais peuvent utiliser en alternance de fonction les Assuming that there is sufficient decoupling between 2 non-adjacent relays, all of the relays can alternately use the

mêmes créneaux Ri1- et Ti.same slots Ri1- and Ti.

Dans le cas contraire, on augmente le nombre de créneaux pour Otherwise, we increase the number of slots for

augmenter la distance de réutilisation de fréquence. increase the frequency reuse distance.

Le nombre d'ensembles de 4 créneaux temporels peut être accru pour être égal au nombre maximal de trains pouvant se trouver entre deux The number of sets of 4 time slots can be increased to be equal to the maximum number of trains that can be between two

relais successifs connectés aux infrastructures. successive relays connected to infrastructures.

La figure 3 représente un exemple d'architecture et de fonctionnement d'un relais radio disposé le long de la voie de circulation. Il est composé par exemple d'une antenne couplée à un récepteur, d'une antenne couplée à un émetteur et d'une logique qui assure notamment la fonction de réémission dans un créneau temporel donné les paquets reçus 25 dans un autre créneau. Il comporte par exemple: * Un oscillateur local 10 en liaison avec la partie émettrice E et la partie réceptrice R du relais. L'oscillateur local fournit la fréquence de fonctionnement dans la bande 10 à 60 GHz par exemple, * Une antenne de réception et un récepteur 11 qui reçoit les paquets de 30 données. Ces paquets dont la structure a été donnée précédemment, sont transmis à un démodulateur 12 qui les démodule avant de les FIG. 3 represents an example of architecture and operation of a radio relay arranged along the traffic lane. It is composed for example of an antenna coupled to a receiver, of an antenna coupled to a transmitter and of a logic which in particular ensures the function of retransmission in a given time slot, the packets received in another time slot. It includes for example: * A local oscillator 10 in connection with the transmitting part E and the receiving part R of the relay. The local oscillator provides the operating frequency in the band 10 to 60 GHz for example, * A receiving antenna and a receiver 11 which receives the data packets. These packets, the structure of which has been given previously, are transmitted to a demodulator 12 which demodulates them before they are

transmettre à un décodeur 13 et à un séquenceur 14. Après décodage, les données sont par exemple transmises à une étape d'élimination des doublons 15. Le séquenceur 14 a notamment pour fonction d'assurer la synchronisation des différents relais existants dans le système et de 5 synchroniser les créneaux d'émission sur les créneaux de réception. transmit to a decoder 13 and to a sequencer 14. After decoding, the data is for example transmitted to a step of eliminating duplicates 15. The sequencer 14 has in particular the function of ensuring the synchronization of the various relays existing in the system and to synchronize the transmission slots with the reception slots.

Après décodage, les données sont par exemple stockées dans une mémoire 16, puis transmises, à travers un filtre de tri 17, vers un codeur 18, puis vers un modulateur 19 avant d'être retransmis vers l'émetteur et l'antenne d'émission 20. Le filtre de tri 17 ne transmet au codeur les 10 données à destination d'un train stockées dans la mémoire 16 que si cette mémoire ne contient pas de données en provenance de ce même train. Si la mémoire 16 contient des données en provenance et à destination du même train, ce sont uniquement les données en provenance du train qui sont transférées au codeur, les données à 15 destination du train sont effacées. Le modulateur 19 reçoit aussi les After decoding, the data is for example stored in a memory 16, then transmitted, through a sorting filter 17, to an encoder 18, then to a modulator 19 before being retransmitted towards the transmitter and the antenna. transmission 20. The sorting filter 17 transmits to the coder the 10 data intended for a train stored in the memory 16 only if this memory does not contain data coming from this same train. If the memory 16 contains data from and to the same train, it is only the data from the train which is transferred to the encoder, the data for the train is erased. The modulator 19 also receives the

informations de la part du séquenceur. information from the sequencer.

En résumé les étapes sont par exemple les suivantes: décodage des données, mémorisation, filtre de tri, transmission sous condition vers un In summary, the steps are for example the following: decoding of the data, storage, sorting filter, conditional transmission to a

codeur, puis vers un modulateur.encoder, then to a modulator.

L'étape 15 d'élimination des doublons permet de rejeter les messages émis par le train qui ont pu être reçus par 2 relais adjacents à cause du recouvrement de couverture. Elle est réalisée par exemple en comparant le contenu des étiquettes associées à chaque paquet de données, lesquelles comportent un numéro d'identification du train et un 25 numéro de paquet cyclique. Cette étape permet notamment d'éviter le Step 15 of eliminating duplicates makes it possible to reject the messages sent by the train which could have been received by 2 adjacent relays due to the overlap in coverage. It is carried out for example by comparing the content of the labels associated with each data packet, which include a train identification number and a cyclic packet number. This step notably avoids the

gaspillage de la bande passante.wasted bandwidth.

Dans le cas o le train se trouve entre deux relais n et (n+1), un paquet de données P1 émis par la partie émettrice du relais n est reçu d'une part par l'antenne de réception du relais (n+1) et d'autre part par la partie 30 réceptrice 8 du poste radio 6 situé sur le train. Lorsque le relais de rang n reconnaît, au cours de l'étape de décodage, à quel train est destiné un In the case where the train is between two relays n and (n + 1), a data packet P1 transmitted by the transmitting part of relay n is received on the one hand by the receiving antenna of the relay (n + 1 ) and on the other hand by the receiving part 8 of the radio set 6 located on the train. When the rank n relay recognizes, during the decoding step, which train is intended for a

paquet, il transmet le paquet au train. La reconnaissance est par exemple faite en utilisant l'étiquette permettant d'identifier le couple (train, paquet de données). Le train réémet, dans le créneau temporel R Tl ou R T2 et vers le relais (n+1), un paquet de données P2, ayant la même étiquette (identifiant le 5 train) et un contenu de données différent. La réception des paquets P1 par le relais (n+1) se fait dans le créneau temporel Ri. packet, it forwards the packet to the train. The recognition is for example made using the label allowing the identification of the couple (train, data packet). The train retransmits, in the time slot R T1 or R T2 and towards the relay (n + 1), a data packet P2, having the same label (identifying the 5 train) and a different data content. P1 packets are received by the relay (n + 1) in the time slot Ri.

L'étape de tri exploite la différence des créneaux dans lesquels sont reçus les paquets P1 et P2 au niveau de la partie réceptrice du relais (n+ 1). L'étape de tri des paquets consiste à éliminer les messages reçus 10 dans le créneau temporel Ri et à transmettre uniquement les paquets reçus The sorting step exploits the difference of the slots in which the packets P1 and P2 are received at the receiving part of the relay (n + 1). The packet sorting step consists in eliminating the messages received 10 in the time slot Ri and in transmitting only the received packets

dans RT1 à la partie émettrice du relais (n+1). in RT1 to the transmitting part of the relay (n + 1).

En accès multiple TDMA tous les relais et les récepteurs et In TDMA multiple access all relays and receivers and

émetteurs du mobile fonctionnent par exemple à la même fréquence. Mobile transmitters operate for example at the same frequency.

En accès multiple FDMA des fréquences différentes sont par 15 exemple attribuées pour l'émission et la réception dans les relais et les mobiles (avec permutation des fréquences émission et réception à chaque relais), La fréquence de fonctionnement est par exemple comprise entre et 60 GHz. Ceci présente notamment comme avantage d'obtenir un gain 20 élevé avec des antennes petites pour une portée maximale d'environ 4 km à In FDMA multiple access, different frequencies are for example allocated for transmission and reception in relays and mobiles (with permutation of transmission and reception frequencies at each relay), The operating frequency is for example between and 60 GHz . This has the particular advantage of obtaining a high gain with small antennas for a maximum range of about 4 km to

un débit de 50 Mbps.a speed of 50 Mbps.

La couverture des lignes droites est avantageusement assurée par des antennes très directives donc à faisceau d'antenne étroit mais à grand gain permettant une plus grande portée. La couverture des courbes 25 peut nécessiter des antennes à faisceau d'antenne plus large associées aux mêmes équipements. La portée réduite est compensée par l'utilisation d'un The coverage of straight lines is advantageously ensured by very directive antennas therefore with a narrow antenna beam but with large gain allowing a greater range. The coverage of the curves 25 may require antennas with a wider antenna beam associated with the same equipment. The reduced range is compensated by the use of a

plus grand nombre de relais dans ce cas. greater number of relays in this case.

Les fonctions émission et réception du relais sont par exemple The relay transmission and reception functions are for example

mono fréquence et sans commutation d'émission en réception, ce qui leur 30 confère une grande simplicité. mono frequency and without switching from transmission to reception, which gives them great simplicity.

il Un codage correcteur de bloc est par exemple utilisé pour éviter le il A block correction coding is used for example to avoid

cumul d'erreurs à chaque relais.accumulation of errors at each relay.

Une diversité de réception peut être utilisée pour améliorer la qualité de service, principalement dans les tunnels o les réflexions sur les parois sont susceptibles de créer des interférences. Les dispositifs émetteur et récepteur équipant le train comportent des fonctions radio sensiblement identiques à celles des parties A diversity of reception can be used to improve the quality of service, mainly in tunnels where reflections on the walls are likely to create interference. The transmitter and receiver devices fitted to the train include radio functions which are substantially identical to those of the parts

émission et réception des relais présentées à la figure 3. transmission and reception of the relays presented in figure 3.

La figure 4 schématise un exemple de relais recevant des paquets 10 de l'infrastructure et fournissant des paquets à l'infrastructure situé en milieu de voie. Les éléments identiques à ceux de la figure 3 portent les mêmes références. La figure 5 schématise un exemple de relais utilisé en début de FIG. 4 shows diagrammatically an example of a relay receiving packets 10 from the infrastructure and supplying packets to the infrastructure located in the middle of the track. Elements identical to those of FIG. 3 bear the same references. Figure 5 shows schematically an example of a relay used at the start of

voie, qui reçoit les paquets de données du point d'accès à l'infrastructure, 15 dans lequel seulement la partie émission du relais de la figure 4 est utilisée. channel, which receives the data packets from the access point to the infrastructure, in which only the transmission part of the relay of FIG. 4 is used.

La figure 6 schématise un exemple de relais utilisé en fin de voie, qui retransmet les paquets de données vers le point d'accès (ou routeur) à l'infrastructure, dans lequel seulement la partie réception du relais de la FIG. 6 shows schematically an example of a relay used at the end of the channel, which retransmits the data packets towards the access point (or router) to the infrastructure, in which only the reception part of the relay of the

figure 4 est utilisée.figure 4 is used.

En résumé le procédé selon l'invention comporte par exemple les étapes suivantes: 1 - La partie émettrice du relais de rang n reçoit des données en provenance de l'infrastructure, dans le créneau Ri-1, 2 - au niveau de l'étape de décodage, le relais n identifie le train destinataire 25 du paquet P1 et le retransmet vers le train désigné, le paquet est émis dans le créneau temporel Ti, 3 - le train reçoit P1, le distribue en fonction des utilisateurs concernés et renvoie un paquet de données P2 modifiées vers le relais (n+1), 4 - dans le cas o le relais (n+l) reçoit le paquet P1 dans le créneau 30 temporel Ri et le paquet de données P2 dans le créneau temporel RT1, la logique de sa partie réceptrice effectue alors un tri des messages de façon à In summary, the method according to the invention comprises for example the following steps: 1 - The transmitting part of the rank n relay receives data from the infrastructure, in the slot Ri-1, 2 - at the step decoding, the relay n identifies the destination train 25 of the packet P1 and retransmits it to the designated train, the packet is transmitted in the time slot Ti, 3 - the train receives P1, distributes it according to the users concerned and returns a packet of modified P2 data to the relay (n + 1), 4 - in the case where the relay (n + l) receives the packet P1 in the time slot Ri and the data packet P2 in the time slot RT1, the logic of its receiving part then sorts the messages so as to

émettre uniquement le paquet P2 vers le relais suivant (n+2). send only the P2 packet to the next relay (n + 2).

Dans tous les exemples de réalisation donnés précédemment, la gamme de fréquence est par exemple la gamme hyperfréquence, par 5 exemple variant de 10 GHz à 60 GHz. De cette façon on bénéficie In all of the exemplary embodiments given above, the frequency range is for example the microwave range, for example varying from 10 GHz to 60 GHz. This way we benefit

notamment de la bande passante nécessaire au bon fonctionnement et on dispose d'antennes directives de petites dimensions. A taille d'antenne constante, le gain de chacune des antennes d'émission et de réception augmente en F2 et l'atténuation d'espace en F2, le bilan de liaison s'améliore 10 donc en F2. in particular the bandwidth necessary for proper functioning and there are small directional antennas. At constant antenna size, the gain of each of the transmit and receive antennas increases in F2 and the space attenuation in F2, the link budget therefore improves in F2.

La figure 7 représente un exemple pour les interfaces du module de traitement des paquets dans un relais. La référence 35 désigne la configuration du relais, comportant par exemple, le rang du relais, le Canal radio, la Position du créneau d'émission, le Point d'entrée et/ou de sortie vers 15 l'infrastructure, le Maître de la synchronisation. Les paquets sont par exemple reçus sur la fréquence intermédiaire Fl1 d'un premier récepteur (entrée 30) et la fréquence intermédiaire Fl2 d'un deuxième récepteur (entrée 31) pour réaliser un traitement de diversité: les paquets peuvent être reçus sur l'une ou l'autre des entrées ou les deux. Une troisième entrée 32 20 correspond à la réception des paquets en provenance de l'infrastructure FIG. 7 shows an example for the interfaces of the packet processing module in a relay. Reference 35 designates the configuration of the relay, comprising for example the rank of the relay, the radio channel, the position of the transmission slot, the entry and / or exit point to the infrastructure, the master of the synchronization. The packets are for example received on the intermediate frequency Fl1 of a first receiver (input 30) and the intermediate frequency Fl2 of a second receiver (input 31) to perform diversity processing: the packets can be received on one either of the inputs or both. A third entry 32 20 corresponds to the reception of the packets coming from the infrastructure

(fibre optique par exemple et routeurs Internet). Après traitement (démodulation, décodage, élimination des doublons, tri, codage et modulation, en mettant par exemple en oeuvre les étapes de la méthode décrites précédemment) les paquets sont émis par exemple sur la fréquence 25 intermédiaire d'un émetteur ou une sur sortie 34 connectée à l'infrastructure. (fiber optics for example and Internet routers). After processing (demodulation, decoding, elimination of duplicates, sorting, coding and modulation, for example by implementing the steps of the method described above) the packets are transmitted for example on the intermediate frequency of a transmitter or one on output 34 connected to the infrastructure.

Le mode de fonctionnement du module traitement est configuré à l'installation selon que le relais a une fonction purement radio, qu'il est un point d'entrée et de sortie vers l'infrastructure (les paquets sont reçus sur 32 et émis sur 34), ou qu'il est seulement un point d'entrée vers l'infrastructure 30 (les paquets sont reçus sur 32 et émis sur 33) ou de sortie de l'infrastructure (les paquets sont reçus sur 30 et/ou 31 et émis sur 34). On peut également configurer le canal radio de fonctionnement, la position du créneau d'émission (parité dans le cas de 2 créneaux), désigner le module qui The operating mode of the processing module is configured at installation depending on whether the relay has a purely radio function, whether it is an entry and exit point to the infrastructure (packets are received on 32 and sent on 34 ), or that it is only an entry point to infrastructure 30 (packets are received on 32 and sent on 33) or exit from infrastructure (packets are received on 30 and / or 31 and sent out of 34). You can also configure the operating radio channel, the position of the transmission slot (parity in the case of 2 slots), designate the module which

synchronise la suite des relais.synchronizes the rest of the relays.

Sans sortir du cadre de l'invention, il est possible d'utiliser une double chaîne de relais ou une chaîne de relais bidirectionnelle afin d'assurer Without departing from the scope of the invention, it is possible to use a double relay chain or a bidirectional relay chain in order to ensure

une certaine redondance.some redundancy.

Selon une autre variante de réalisation, on augmente le nombre According to another alternative embodiment, the number is increased

de créneaux pour augmenter la distance de réutilisation de fréquence. of slots to increase the frequency reuse distance.

Claims

1 - Device for very high speed data links between an infrastructure network 5 and one or more vehicles in motion or stopped comprising at least the following elements: * an infrastructure network (1) comprising at least one entry access point (3A) and an exit access point (3B), * one or more radio relays (4i) arranged along the taxiway 10 of the vehicle, and suitable for transmitting data between the access points, the various relays and a radio set (6) fitted to the vehicle, or

the vehicles.

2 - Device according to claim 1 characterized in that a relay (4i) 15 comprises at least one transmitting part Ei, a receiving part Ri and a

logic adapted to sort the received data.

3 - Device according to claim 2 characterized in that it comprises at least two relays (4i) connected to the infrastructure network, said relays 20 being separated by zero, one or more relays not connected to the infrastructure network.

4 - Device according to one of claims 1 or 2 characterized in that the relays operate at the same frequency, and in that the structure of a data packet comprises at least one slot Ri1- for receiving the

packets sent by the relay i-1, a slot Ti to transmit the packets to the relay i + 1, one or more slots RT1 and RT2 to receive the

packets from vehicles.

5 - Device according to claim 4 characterized in that the number of time slots allocated to the transmission by the vehicles is equal to the maximum number of vehicles that can be between two adjacent relays

connected to the infrastructure.

6 - Device according to claim 1 characterized in that the relays 5 comprise a transmitting antenna and one or more receiving antennas, directives, whose beams are oriented in the direction of the traffic lane and in opposite directions for l transmission and reception in such a way that relay n receives messages from relay n-1 and

transmits to relay n + 1 only.

7 - Device according to claim 1 characterized in that the vehicle comprises at least a transmitting antenna and a receiving antenna, directives, whose beams are oriented in the direction of the traffic lane and in opposite directions for the transmission and reception 15 so that if a vehicle is between relays n and n + 1, it receives relay n

and transmits to relay n + 1.

8 - Device according to one of claims 1 to 7 characterized in that the

access points are Internet-type routers. 20 9 - A method of exchanging data at very high speed between an infrastructure network and a moving vehicle characterized in that it comprises at least the following steps: 1 - the transmitting part En of the relay of rank n receives data coming from the infrastructure, in the slot Ri-1, 2 - the relay n identifies the destination train of the packet P1 and retransmits it to the designated train, the packet is transmitted in the time slot Ti, 3 - the train receives P1, distributes it according to the users concerned and returns a modified P2 data packet to the relay (n + 1), 4 - in the case where the relay (n + 1) receives the P1 packet in the time slot Ri and the data packet P2 in the time slot RT1, the

the logic of its receiving part then sorts the messages so as to send only the P2 packet to the next relay (n + 2).