1.1.2. Détection d'une activité par mesure des
niveaux de champ - synchronisation du brouilleur
La détection s'effectue suivant 2 dimensions :
d'abord la fréquence portant les informations recherchées (mesure
des niveaux de champs) et ensuite le repérage temporelle du TS0 par
rapport à l'horloge locale du dispositif (synchronisation).
Mesure des niveaux de champ reçu
Un mobile en veille entre en communication avec le
réseau sur son TS0 porteur du canal RACH et émet à
puissance maximale sur celui-ci. Dès lors, la mesure des niveaux de
champs reçus, permettra de discriminer :
· les signaux proches (dans la zone interdite) des
signaux lointains (hors de la zone de brouillage) - cas des communications
sur des fréquences différentes -
· les communications sur un TSx (1 = x = 7) à une
demande de canal formulée sur le TS0 de la même fréquence
- cas des communications sur la même fréquence -
La figure 31 illustre un scenario de
détection d'une demande de canal effectuée par un mobile
situé à 3m du brouilleur.
Figure 31 :
détection d'un mobile en activité dans la zone de
brouillage
On observe plusieurs échanges avec le réseau sur
toutes les fréquences présentant un pic de puissance (il s'agit
des mobiles lointains ou en communication sur un TCH). Toutefois, en
plaçant le seuil de détection à -95dBm, il nous est
possible de faire la différence entre ces autres signaux et celui
reçu du mobile proche, normalement dans la zone de brouillage
(situé à 3m).
Pour le brouilleur, le signal analogique est filtré
à la fréquence intermédiaire, après que le
vobulateur de fréquence aura cerné la fréquence au travers
de la valeur fournie par le microcontrôleur. La méthode de mesure
de niveau de champ que nous préconisons une fois le signal sorti du
filtre FI, est schématisée ci-dessous (figure
32)
Figure 32 : principe
de mesure de niveau de champs
Le signal de 400 MHz rentre dans un détecteur
crête amélioré, construit autour d'un amplificateur
opérationnel et d'une diode Schottky constituant ainsi une
superdiode. Ces deux éléments sont montés
de manière à assurer une bonne sensibilité au brouilleur.
La diode Schottky a la propriété d'être très rapide
en commutation dans les circuits HF ce qui s'avère être
intéressant dans ce contexte où le signal à
détecter a une fréquence de 400MHz. Cependant, la chute de
tension qu'elle engendre (autour de 0,4V) peut être préjudiciable
à cause de la forte atténuation qu'elle impute, de fait, au
signal. Telle est la motivation de l'usage d'un amplificateur
opérationnel HF. Ce dernier permettra de diviser
par 106, équivalent à son gain
intrinsèque, la chute de tension aux bornes de la diode par montage de
ces éléments en suiveur. Les équations justifiant ces
améliorations sont les suivantes :
Soient (voir figure33) :
Ve la tension d'entrée ;
Vs la tension de sortie ;
G le gain de l'amplificateur opérationnel
(autour de 106) ;
Vd la chute de tension aux bornes de la
diode ;
L'amplificateur fonctionnant en régime
linéaire, on peut écrire :
 
(3.4) d'où l'on tire l'expression
 
(3.5)
Figure 33 :
schéma d'une superdiode
L'équation (3.5) s'exprime sous forme d'une
différence, avec le second terme qui traduit bien la forte
atténuation de la chute de tension générée
par la diode. Comme le gain de l'amplificateur est très important,
le signal en sortie de ce montage est quasiment égal au signal
d'entrée (premier terme). Ce montage est complété sur la
figure 32 avec un condensateur électrolytique et permet
de générer un signal variant à la fréquence d'une
trame GSM. La véritable prise de décision est faite au niveau du
comparateur muni d'une référence de tension judicieusement
choisie à cet effet. Si l'amplitude du signal variable obtenu du
détecteur crête reste en dessous du seuil de
référence, aucune action ne sera poursuivie et le
microcontrôleur fera passer l'oscillateur à la fréquence
suivante. Si, par contre, l'amplitude du signal dépasse le seuil, alors
une activité proche aura été détectée. Le
signal carré en sortie du comparateur permettra, sur son deuxième
front montant, l'enregistrement de la fréquence courante et la
synchronisation du brouilleur, afin de s'affranchir du Power Control
éventuellement activé sur un mobile lointain ou de l'inexactitude
du début du TS0.
En bref, la mesure de niveau de champ aura permis d'effectuer
une détection dans l'espace fréquentiel tandis qu'il est attendu
de la synchronisation qu'elle en fasse de même dans le domaine
temporel.
Synchronisation du brouilleur
Il est important pour le brouilleur de se synchroniser sur le
TS descendant, équivalent à celui intercepté sur le lien
montant, avant activation du brouillage si nécessaire. Cette
opération permet en effet de maitriser la tranche temporelle dans
laquelle la station de base répond au mobile, pour un brouillage plus
robuste.
Le brouilleur abrite une horloge ayant la même
période qu'une trame GSM. Comme cette horloge n'est pas
synchronisée à l'horloge du mobile appelant, la procédure
que nous proposons pour le faire, consiste à mesurer le déphasage
entre le signal carré sorti du comparateur et l'horloge local du
brouilleur. Comme l'indique la figure 34, le
signal sortant du comparateur est transformé en peigne de Dirac et
ensuite injecté dans une boucle à retard qui prend
également en paramètre, l'horloge locale du brouilleur afin d'en
déduire le déphasage.
Figure 34 :
synchronisation du brouilleur
Le déphasage est mesuré en comptant, à
une fréquence très élevée (13MHz), le temps qui
sépare le deuxième front montant du signal et le plus proche
front montant de l'horloge locale à venir.
Début
Compteur_dephasage = 0;
i = 0;
Si (front montant du signal reçu)
alors
i = i + 1 ;
Fin si
//au deuxième front montant
Si (i==2) alors
Tant que !(front montant horloge locale)
faire
Compteur_dephasage = Compteur_dephasage
+ 1 ;
Fin tant que ;
//réinitialisation des variables après mesure du
déphasage
Compteur_dephasage = 0;
i = 0;
Fin si
Fin
La boucle à retard déroule alors l'algorithme
suivant;
Ce bloc permet donc de détecter une demande de canal
dans le domaine temporel et rassure une phase de brouillage convenable
après reconnaissance et identification du service sollicité dans
le canal RACH. Cette dernière phase passe par une conversion du signal
analogique jusqu'ici traité, en une séquence binaire qui
détient le secret du service demandé par le mobile, laquelle
s'identifie à la démodulation.
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