La présente invention concerne un dispositif et un système pour la transmission par voie radio de données vocales sur un réseau tel qu'Internet, et plus particulièrement à une architecture de réseau téléphonique adaptée à un réseau local d'ordinateurs de bureau.

Elle s'applique notamment à la transmission de données vocales sur le réseau Internet au moyen de téléphones portables équipés du système connu sous la désignation "Bluetooth".

Tel que décrit dans le document normatif intitulé"Specifica- tion of the Bluetooth System" (ci-après nommé"document Bluetooth"), le système"Bluetooth"comprend essentiellement un dispositif émetteur-récepteur hyperfréquence courte distance, de faible puissance, composé principalement d'une puce de circuit intégré et d'une antenne. Avec un tel système, toute entité matérielle peut, en principe, communi- quer avec d'autres entités équipées du mme système. Ainsi, par exemple, un ordinateur portable peut communiquer avec une imprimante par le lien radio établi par leur module"Blueto- oth"respectif, sans recourir au moindre câble.

La transmission de la voix est possible entre deux entités matérielles munies chacune d'un"Bluetooth". A cet effet, le "document Bluetooth", prévoit (partie B page 139) l'usage de plusieurs types de codage, à savoir : un codage au format PCM logarithmique dit A-law, un codage au format PCM logarith- mique dit Mu-Law, et un codage au format linéaire CVSD (CVSD pour"Continuous Variable Slope Delta Modulation", en l'occurrence linéaire). Les deux formats logarithmiques sont normalisés sous la recommandation G. 711 de l'IET, et les codeurs-décodeurs correspondants peuvent tre directement intégrés aux circuits"Bluetooth"actuels, au niveau de leur

contrôleur de liens (Link Controller), de la façon décrite dans le chapitre H page 256 du"document Bluetooth".

Un exemple type d'utilisation de ces possibilités pour la transmission de la voix est constitué par le couple casque/combiné d'un téléphone mobile portable de type GSM.

Dans cette application le casque qui est muni d'un circuit "Bluetooth"transmet la voix au combiné GSM qui est également muni d'un circuit"Bluetooth", et qui transmet à son tour la voix au format GSM sur le réseau de l'opérateur.

De façon similaire, il est envisageable de transmettre des données vocales sur le réseau Internet au moyen d'un ordina- teur connecté à Internet et d'un combiné téléphonique, tous deux étant équipés d'un système"Bluetooth" (circuit et logiciels d'accompagnement). Ceci exige naturellement que les deux entités restent en portée de communication l'une avec l'autre.

Des problèmes se posent cependant : tout d'abord, les débits autorisés par la norme"Bluetooth"sont relativement lents, car les données sont transmises de façon discontinue par tranches de temps de l'ordre de quelques micro-secondes, ce qui est défavorable à l'obtention d'une ergonomie satisfai- sante pour l'usager, en mme temps qu'à une exploitation efficace et rentable du réseau Internet ; a fortiori, il est encore plus difficile de faire cohabiter correctement plusieurs transmissions de voix dans un mme groupe"Blueto- oth", connecté à un mme ordinateur ; enfin, lorsque les communications ont lieu dans un environnement d'ordinateurs communiquant sur un réseau local avec un serveur relié au réseau Internet, la communication avec un ordinateur donné peut tre interrompue lorsque l'opérateur se déplace et que son combiné devient hors de portée de l'ordinateur, pour la connexion"Bluetooth".

L'invention vient améliorer la situation.

A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet, un dispositif téléphonique, comprenant un combiné avec un codeur-décodeur, propre à opérer sur des signaux vocaux envoyés ou reçus, et un organe de transmission radio de ces signaux numériques vers une station. Selon un aspect de l'invention, ce dispositif comprend un circuit de compres- sion/décompression, en particulier articulé sur un processeur de signaux numériques (DSP), microprogrammé pour au moins un format de compression/décompression, parmi les formats G723 et G729, étant ainsi propre à travailler sur des mots compressés courts, adaptés à l'échange radio sur des liaisons locales multiplexées du genre"Bluetooth" ; le dispositif est également muni d'une interface de communication correspon- dante avec la station, ce qui permet d'assurer le reste de la transmission des données vocales sur le réseau Internet, via la station.

L'invention a également pour objet un système de transmission de la parole par l'intermédiaire d'un réseau local relié au réseau Internet.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : - La figure 1 un système téléphonique complet selon l'inven- tion, partiellement agrémenté de variantes (côté distant) ; - La figure 2 un mode de réalisation d'un combiné télépho- nique à transmission radio selon l'invention ; - La figure 3 l'interaction du combiné avec une station locale ; - la figure 4 un exemple d'organigramme d'initialisation de la liaison d'un combiné avec sa station, dans une variante avec contrôle continu, - la figure 5 un exemple d'organigramme d'initialisation d'un appel local du combiné ; - la figure 6 un exemple d'organigramme détaillant la partie réponse distante à l'appel local de la figure 5 ; - la figure 7 un exemple d'organigramme de liaison vocale dans le sens combiné-> station, jusqu'au réseau Internet ;

- la figure 8 un exemple d'organigramme de liaison vocale depuis Internet, et ensuite dans le sens station-> combiné ; - la figure 9 un exemple d'organigramme de fonctionnement d'un serveur optionnel, dit de"roaming" (liaison itiné- rante) ; et - la figure 10 est un schéma en couches des fonctions requises du côté d'une station.

Les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant.

L'invention permet la réalisation d'un système téléphonique, que l'on décrira tout d'abord dans son ensemble, en référence à la figure 1.

D'un côté, dit local par convention, un ensemble N1 comprend un réseau LAN1 relie n ordinateurs ou stations PC1 à PCn entre elles et au réseau Internet, et, de préférence, à un serveur dit de"roaming". Certaines au moins des stations PC1 à PCn sont équipées d'un système Bluetooth, dont la zone d'action est schématisée sur le dessin. Des combinés locaux T1, T2, Ti, Tj, également équipés d'un système Bluetooth que l'on décrira, sont en coopération réelle ou potentielle avec les stations PC1 à Pcn.. Sur. le dessin, il est supposé que T1 est en coopération avec PC1, mais aussi à portée active de PCn.

Il est prévu sur le réseau Internet IPN un serveur d'annuaire Dynamique (SAD), accompagné d'un serveur d'appel (Sapp).

Optionnel, le serveur d'appel est utile notamment lorsqu'il est souhaité de pouvoir communiquer avec le réseau télépho- nique commuté.

D'un autre côté, dit distant (suffixe R pour"remote") par convention, on peut trouver sur Internet différentes configu- rations, dont :

- un autre ensemble N2, semblable à N1, avec un réseau local LAN2, avec des stations distantes PCR1 à PCRn, et des combinés TRi, Trj (suffixe R pour"remote") ; - un ordinateur monoposte PCMR muni d'une carte son et d'une fonction téléphonique intégrée, de façon connue ; et/ou - une passerelle SN PASS vers le réseau téléphonique commuté, avec ses extensions en radiotéléphonie ou téléphonie portable classique.

Bien que l'invention trouve son plein intért avec un ensemble du genre N1 ou N2, fondé sur une architecture à réseau local, elle peut s'appliquer aussi à un ordinateur monoposte directement relié à Internet, et coopérant comme on va le décrire par une liaison Bluetooth avec des combinés téléphoniques.

La structure matérielle d'un combiné selon l'invention est illustrée sur la figure 2. Il comprend une antenne d'émission-réception 1 couplée à un circuit de codage décodage de la parole 2 au travers d'un processeur de traitement de signal 3, d'un micro contrôleur 4 et d'un circuit"Bluetooth"5 reliés en série. Le processeur de traitement de signal 3 est couplé à une mémoire vive 6. Le micro-contrôleur 4 assure l'interface pour le transfert des données entre le processeur de traitement de signal 3 et le circuit"Bluetooth"2 ; il est d'autre part relié à un écran de visualisation 7 et à un clavier 8. Le circuit de codage décodage de la parole 2 est muni d'un algorithme capable de réaliser matériellement la compression/décompression de données à l'un au moins des formats G723 et G729 précités, ou à des formats équivalents. Il peut également tre muni, si on le désire, d'un codage/décodage de la parole aux formats G711 et CVSD définis par la norme"Bluetooth".

Plus précisément, on peut utiliser comme composant 3 un processeur de signaux numériques (ou DSP, pour"Digital Signal Processor"), par exemple le modèle AC48301 vendu par AUDIOCODES.

Il est relié au microphone et au haut-parleur du combiné, par l'intermédiaire du codec 2, qui est alors par exemple le modèle MSM7717-01 MS-K vendu par OKI.

Les données vocales compressées sont transmises par voie radio à destination d'une station PCk (Figure 3) reliée au réseau Internet par l'intermédiaire, côté station d'un circuit"Bluetooth"11, relié à la station soit directement, soit via un adaptateur du commerce, du type USB, RS232 ou UART, par exemple. Entre un combiné Ti et une station Pck, on peut faire usage des éléments suivants de la liaison Blue- tooth : - une liaison bidirectionnelle de signalisation L0, - une liaison de données aller Ll (combiné vers station), - une liaison de données retour L2 (station vers combiné).

Dans une première forme de réalisation, il a été envisagé de réaliser la liaison LO en mode ACL ("Asynchronous Connexion- Less") et les liaisons L1 et L2, par tranches de temps, en mode SCO ("Synchronous Connexion Oriented").

Dans une variante intéressante, les liaisons L0, L1 et L2 sont supportées ensemble par une seule liaison bidirection- nelle de données en mode ACL. La description sera faite dans la suite, en référence à cette variante. La liaison bidirectionnelle de données sera notée ACL.

On décrira maintenant la prise en compte d'un combiné Ti par une station PCk, en référence à la figure 4. Cette fonction ACLINIT (bloc 100) est effectuée en permanence par chaque station, de façon répétitive et asynchrone.

A l'étape 102, la station PCk envoie une requte dans sa zone de portée Bluetooth. Si, en 104, un combiné Ti répond, son identifiant id Ti est recueilli par la station, qui lui associe également un facteur de qualité de la liaison Qual-Ti, de façon connue. Sur Internet, la station PCk interroge le serveur SAD, avec l'identifiant id Ti (108) ; en principe, elle reçoit en retour (110) une adresse Internet

IPADk Ti (adresse Internet du combiné Ti à travers la station PCk) ; aussitôt définie (108) cette adresse est également transmise au serveur Sapp, en correspondance de l'identifiant id_Ti.

La station PCk dispose alors d'un couple (id Ti, IPADk Ti), qu'elle stocke pour les fonctions téléphoniques de Ti (112).

En 114, elle informe le combiné Ti que ses fonctions télépho- niques sont disponibles.

La fonction de la figure 4 s'effectue en permanence. Elle permet non seulement la prise en compte d'un nouveau combiné, qui vient d'tre allumé, ou d'entrer à portée d'une station PCk, mais aussi d'assurer un suivi de la qualité de liaison aves les combinés déjà en service sur cette station PCk.

On décrira maintenant, en référence à la figure 5, un appel téléphonique, émanant d'un combiné Ti lié à une station PCk, à destination d'un combiné TRi lié à une station PCRk. A l'étape 200, l'appel est noté LOC (TRi) : puisque le combiné Ti est connu de sa station PCk, il lui suffit d'indiquer l'identifiant id TRi du destinataire de l'appel (ou un alias de celui-ci, qui pourra tre converti par la station PCk, par le serveur SAD, ou d'une autre manière).

L'étape 202 consiste pour le combiné Ti (son microcontrôleur) à envoyer à la station, sur le lien ACL, une requte d'appel accompagnée de idTRl. En 204, la station PCk envoie sur Internet (en principe via la passerelle IPG, si elle existe), cet identifiant"distant"id TRi, vers le serveur d'adresses Internet SAD. Celui-ci répond en indiquant l'adresse Internet courante IPADTRi de la station distant ayant l'identifiant id TRi (ou un alias correspondant, comme déjà indiqué).

Un test 206 détermine si l'adresse en question fait partie de celles qui sont"internes"au système selon l'invention (Système noté BPsys), articulé sur des stations de type Bluetooth et Internet, comme N1 ou N2 (figure 1), ou de type Internet et carte son sur PC, comme PCMR (figure 1). Si ce

n'est pas le cas, on tente, en 208, de joindre le destina- taire par la passerelle SN-PASS vers le réseau commuté, ou tout autre réseau joignable.

S'il s'agit d'une adresse"interne"l'étape 210 consiste pour la station PCk à envoyer une requte d'appel sur Internet, en utilisant l'adresse IPAD TRi qu'elle vient d'obtenir. IL intervint alors en 300 un processus"distant"que l'on- décrira ci-après. Au test 220, ou bien ce processus distant est infructueux, et on passe à une situation d'erreur (222) gérée de façon appropriée (message"pas de réponse" ; service de répondeur et/ou enregistreur, etc), ou bien il est fructueux, et, dans ce cas : - l'étape 224 initialise une liaison bidirectionnelle de voix sur le lien ACL entre le combiné Ti et la station locale PCk, - l'étape 226 active le module 3 ou DSP du combiné en question pour la compression/décompression selon un format choisi, sur lequel on reviendra.

On décrira maintenant, en référence à la figure 6, le détail du processus distant DIST (id TRi), noté 300 sur la figure 5.

Le paquet internet est reçu en 302 à l'adresse IPADTRi, sur le poste PCRk, qui en déduit en 304 l'identifiant id TRi de l'appelé. Si le test 306 révèle que celui-ci n'est pas en service (ou occupé), on en informe l'appelant en 308.

Sinon, en 310, on transmet la requte d'appel à l'appelé et l'on informe l'appelant du succès de l'appel. En 312, on initialise la liaison ACL de données voisées, et en 314 on active le DSP, comme précédemment (en 224 et 226, respective- ment). A ce moment, les deux postes sont prts à dialoguer.

Bien entendu, un mme poste Pck ou PCRk peut traiter simulta- nément plusieurs appels, dès lors que les adresses Internet et/ou les identifiants sont différents.

On décrira maintenant, en référence à la figure 7, le détail de la communication vocale en provenance du combiné Ti, vers

un autre combiné TRi par exemple. Cette fonction (400) est notée COM. Ti->TRi A l'étape 402, le microphone de Ti envoie des signaux analogiques de parole vers le codeur de ce combiné. Celui-ci les numérise, et les stocke en mémoire par tranches, de 10 millisecondes dans l'exemple (étape 404). Opérant en compres- sion selon l'algorithme désigné (étape 226, figure 5), le processeur DSP convertit (406) chaque tranche de 10 millise- condes en un mot informatique, mémorisé à l'étape 408.

S'agissant par exemple de l'algorithme G729, qui admet un débit d'entrée de 128 kbits/seconde, le mot stocké à l'étape 408 fait 10 octets ou bytes. Les valeurs seraient comparables avec l'algorithme G723, ou d'autres algorithmes semblables, existants ou à concevoir. Contrairement aux implémentations courantes des algorithmes en question, le mot est dépourvu de toute encapsulation.

A l'étape 410, le microcontrôleur 4 envoie le mot au circuit Bluetooth du combiné Ti, qui l'envoie à son tour en 412 à la station PCk, sur la voie ACL. Le circuit Bluetooth de la station PCk reçoit ce mot en 414, et l'encapsule en 416 selon les modes RTP et IP, où : - RTP est le"Real Time Protocol", qui effectue la numérota- tion des paquets (en l'espèce compressés), et - IP est la sur-encapsulation du protocole Internet.

On passe alors au trajet Internet, en 450. La partie réseau Internet de ce trajet est classique. Elle aboutit à la station PCRk dont dépend le combiné destinataire Tri.

Alors (figure 8), à l'étape 452, la station PCRk débarrasse le paquet de son encapsulation IP, et réordonne les paquets selon les numéros RTP. Elle les transmets en 454 à son port Bluetooth, sur la liaison ACL propre au combiné TRi. Celui-ci le reçoit en 456, et le transmet en 458, à son microcon- trôleur qui stocke le mot (10 octets dans l'exemple), en 460. En 462, le processeur Dsp le décomprime (expansion),

retrouvant ainsi (sensiblement) les 10 millisecondes de signal numérique, qui sont mémorisés en 464, pour, en 466, tre appliqués au haut-parleur après conversion en analogique (décodage).

Décrit dans le sens Ti vers TRi, ce processus se produit de la mme manière dans le sens TRi vers Ti, mais les voies ACL de Ti et de Tri demeurent localement distinctes, temporelle- ment et/ou fréquentiellement.

La fin de communication peut intervenir de façon connue. Elle se traduit par l'interruption de la liaison ACL énoncée ci- dessus. Le cas échéant, le serveur Sapp est informé par la station locale qui enregistre (ou décide sur incident) la fin de communication.

Ainsi, à partir notamment du double tampon (double buffer) de mémoire, qu'il y a lieu de configurer et paramétrer conformé- ment aux étapes 404 et 406 en sens aller, 460 et 464 en sens retour, il a été possible de mettre en oeuvre la transmis- sion de données à l'un ou l'autre des formats G723 et/ou G729, par exemple, pour réaliser une compression de voix sans encapsulation selon le protocole IP (Internet), celle-ci étant au contraire réalisée par la suite, dans la station concernée. Une décompression correspondante est réalisée en sens inverse.

Dans l'exemple de la figure 3, l'établissement de l'appel s'effectue par tabulation, sur le clavier 6, de l'identifiant du destinataire ou d'un alias de celui-ci. L'alias peut tre traité à distance, comme déjà décrit, ou dans le combiné.

Comme montré sur la figure 1, il est possible d'avoir en parallèle plusieurs combinés TRi se servant, via les liaisons Bluetooth, de la mme station PC1 comme point d'attache au réseau Internet. Avec l'invention, et un port Bluetooth du côté de la station, il s'est avéré possible d'aller au moins jusqu'au maximum actuel des liaisons Bluetooth, à savoir jusqu'à 7 combinés sur la mme station.

Egalement sur la figure 1, on voit que l'usager du combiné T1 peut se déplacer à travers le réseau local LAN1, et, ainsi, tre en mme temps à portée des stations PC1 et PCn.

Le serveur optionnel SR intervient alors.

A propos de la figure 4, on a vu (étape 106), que chaque station PCk connectée au réseau local LAN1 mesurait à cadence répétée un facteur de qualité Qual Ti, pour tout combiné Ti à sa portée (au moins), et disposait en correspondance d'une adresse Internet IPADk Ti (étape 110). Il le transmet en permanence au serveur SR, qui dispose donc de couples (Qual Ti, Pck), associés à un identifiant unique de chaque combiné, qui peut tre id Ti. S'y ajoute à chaque fois l'adresse Internet IPADkTi, qui est transmise au serveur SR par la station PCk, ou, en variante, directement depuis le serveur d'adresse SAD. Au total, le serveur de"roaming" dispose de triplets (Qual-Ti, Pck, IPADkTi) auxquels peuvent s'ajouter d'autres informations utiles, par exemple le mode de compression, si plusieurs modes coexistent dans le système (comme G723 et/ou G729).

Le serveur optionnel SR opère comme on va le décrire en référence à la figure 9. Il connaît la liste des combinés Ti locaux (liés au réseau LAN1), par compilation des triplets ci-dessus, et/ou par la nécessité d'une préinscription des combinés en service sur LAN1, ou d'une autre manière.

Pour chaque valeur i (étape 602), il recherche (604) la station PCQ pour laquelle QualTi (PC) est optimal. Si, en 606, PCQ s, avère différer de la station PCk actuellement chargée de Ti, alors : - en 620, le serveur SAD est informé du changement d'affecta- tion de Ti, maintenant associé à PC#, - si Ti est en cours de communication (test 622), * en 630, la nouvelle adresse Internet de Ti, IPADk_TS, est indiquée à la station PCRk en charge du combiné

distant TRi, soit par la station PCk chargée de Ti, soit par le serveur d'annuaire dynamique SAD.

* en 632, la station PC est chargée de Ti, en mme temps que la station PCk est déchargée de Ti.

Pour le reste, l'étape 692 incrémente i, et le test 694 repasse à 604, ou à 602 si la valeur maximale de i pour les Ti est dépassée.

Ainsi, l'usager peut continuer à utiliser son combiné Ti de façon transparente bien que la portée du lien"Bluetooth"ne soit que de l'ordre de 10 mètres. Au cours de son déplace- ment, son point d'attache se déplacera vers la station la plus proche à la manière d'un utilisateur du réseau GSM se déplaçant à l'intérieur des cellules du réseau.

Le fonctionnement est semblable si le poste distant est du type PCMR, ou SNPASS de la figure 1.

Le dispositif selon l'invention a pour avantage qu'il permet, en comparaison aux possibilités offertes par l'usage d'un circuit"Bluetooth"seul, de réduire le volume des données transmises (à capacités égales) en utilisant des formats de codage non prévus par la norme, ce qui rend ainsi possible la connexion simultanée de plusieurs dispositifs selon l'invention sur le réseau Internet. Ceci est obtenu grâce au fait que les temps de fonctionnement du processeur de traitement de signal sont de l'ordre de la milliseconde, alors que ceux d'un circuit"Bluetooth"sont de l'ordre de la microseconde et que d'autre part, le flot de données transmis par le processeur de traitement de signal est continu alors qu'un circuit"Bluetooth"seul ne peut transmettre des données que par tranche de temps réduites. De leur côté, les tâches laissées à la station sont suffisamment légères pour rester compatibles avec un traitement en temps réel (appa- rent), en implémentation purement logicielle, dès lors que la compression-décompression est effectuée dans le (s) combi- né (s), en utilisant les circuits matériels du processeur DSP,

et des mots de taille compatible avec les cadences et durées des transmissions Bluetooth.

Dans le cas de la compression/décompression G729, dont la vitesse ("rate") est de 8Kb/s, on transmet un mot d'une dizaine d'octets toutes 10 millisecondes (délai de traitement de trame), sur le lien L2CAP pour les paquets ACL de Blue- tooth. La durée d'un créneau temporel est de 625 microse- condes ; dès que le tampon est plein, à l'émission ou à la réception, le microcontrôleur envoie ou reçoit les données appropriées, dès qu'il a son temps de parole. Le tableau ci- après résume ces informations, et donne les informations correspondantes pour les deux variantes de la norme G723.1. Codage Vitesse Délai Taille Paquets G729 8 Kb/s 10 ms 10 octets L2CAP G723.1 low 5,3 Kb/s 30 mu ~20 octets L2CAP G723.1 high 6,4 Kb/s 30 ms 24 octets L2CAP Appliquée à un réseau local, l'invention peut aussi conférer aux stations de travail le rôle de points d'attache au réseau Internet auxquels peuvent tre connectés plusieurs combinés téléphoniques incorporant un dispositif selon l'invention.

Selon encore un autre avantage de l'invention chaque combiné peut changer dynamiquement de point d'attache suivant sa position géographique dans le réseau, et ce, de manière transparente pour l'utilisateur. Cette propriété dtitinéran- ce, dite"roaming", est généralisable à d'autres applications que la téléphonie.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple, elle s'étend à d'autres variantes. Les éléments décrits peuvent tre supprimés dans les variantes où ils ne servent pas.

Ainsi, comme illustré sur la figure 10, la station n'est pas nécessairement articulée sur un microordinateur complet ; il lui suffit de posséder les fonctions Bluetooth, au dessus

d'une pile IP, à savoir : couche RTP/RTCP ; couche UDP et TCP ; couche IP proprement dite, et couches physiques dite MAC avec son pilote matériel du lien physique.

Dans l'application téléphonique décrite, la signalisation utilise de préférence, au moins en partie, les messages TCP, avec leurs accusés de réception, selon les protocoles connus Q931 (H225.0), H245 ainsi que RAS (H225.0) ; les transmissions vocales peuvent par contre se faire en mode UDP, à travers la couche RTP/RTCP.

Le schéma de la figure 10 peut tre mis en oeuvre dans un dispositif simplifié, dont la quasi totalité peut tre contenue dans une seule puce, et former ainsi un serveur local dédié de communications téléphoniques (ou assimilées : fax, etc).

De mme, hors les antenne 1, écran 7 et clavier 8, le dispositif de la figure 2 peut également tre intégré en une seule puce.