BE1023212B1 - Method and device for measuring the direction of RF sources - Google Patents

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BE1023212B1
BE1023212B1 BE2015/5759A BE201505759A BE1023212B1 BE 1023212 B1 BE1023212 B1 BE 1023212B1 BE 2015/5759 A BE2015/5759 A BE 2015/5759A BE 201505759 A BE201505759 A BE 201505759A BE 1023212 B1 BE1023212 B1 BE 1023212B1
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Belgium
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BE2015/5759A
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Christopher RAUCY
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Christopher RAUCY
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/74Multi-channel systems specially adapted for direction-finding, i.e. having a single antenna system capable of giving simultaneous indications of the directions of different signals

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Abstract

Méthode pour déterminer la direction d’une source radiofréquence à partir de signaux reçus par un réseau d’antennes 111 et en effectuant une recherche d’un minimum des normes des projections de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes dans un espace vectoriel engendré par N-P vecteurs propres d’une matrice de corrélation du signal reçu, les N-P vecteurs correspondant aux N-P valeurs propres les plus faibles, N étant le nombre d’antennes et P le nombre de source(s) émettant simultanément (P=1 pour une source). Les calculs étant majoritairement réalisés sur le processeur d’une carte graphique.Method for determining the direction of a radiofrequency source from signals received by an antenna array 111 and by performing a search for a minimum of the standards of predefined vector projections of antenna response models in a vector space generated by NP eigenvectors of a correlation matrix of the received signal, the NP vectors corresponding to the lowest NP eigenvalues, N being the number of antennas and P the number of source (s) transmitting simultaneously (P = 1 for a source ). The calculations are mainly carried out on the processor of a graphics card.

Description

Méthode et dispositif de mesure de la direction de sources RF Domaine technique [0001] L’invention se rapporte à la détection de la direction et/ou la localisation de sources radiofréquences.TECHNICAL FIELD [0001] The invention relates to the detection of the direction and / or the location of radio frequency sources.

Etat de la technique [0002] On connaît des méthodes de recherche de direction et/ou de localisation de sources radiofréquences (DOA- direction of arrivai). Ces sources sont, par exemple, des tag RFID.STATE OF THE ART [0002] Direction finding and / or radiofrequency source location (DOA- direction of arrival) methods are known. These sources are, for example, RFID tags.

[0003] Parmi ces méthodes, l’algorithme MUSIC (multiple signal classification) est un des plus populaires. Néanmoins, sa résolution en temps réel demande beaucoup de puissance de calcul. C’est pourquoi des méthodes de résolution en calcul parallèle ont été développées. Par exemple, l’article 1 : « Parallel implémentation of the wideband DOA algorithm on single core, multicore, GPU and IBM cell BE processor » de Majid M.W., Schmuland T.E., et Jamali Μ. M. paru dans Science Journal of Circuits, Systems and Signal Processing, 2013, 2(2), pp29-36, compare les vitesses de résolution sur un CPU (central processing unit) mono-cœur, sur un CPU 4 cœurs, sur GPU (graphical processing unit) et sur un processeur IBM. La résolution de MUSIC sur GPU est la plus rapide.[0003] Among these methods, the MUSIC (multiple signal classification) algorithm is one of the most popular. Nevertheless, its real-time resolution requires a lot of computing power. This is why resolution methods in parallel computation have been developed. For example, article 1: "Parallel implementation of the wideband DOA algorithm on single core, multicore, GPU and IBM cell BE processor" by Majid M.W., Schmuland T.E., and Jamali Μ. M. published in Science Journal of Circuits, Systems and Signal Processing, 2013, 2 (2), pp29-36, compares resolution rates on a single-core central processing unit (CPU), on a 4-core CPU, on a GPU graphical processing unit and on an IBM processor. The MUSIC resolution on GPU is the fastest.

[0004] Néanmoins, la méthode utilisée dans cet article 1 souffre d’un manque important de précision (voir par exemple article 2 : « Direction-of-arrival estimation for closely coupled dipoles using embedded pattern diversity » de Liu Y., Xiong X., Chen S., et al. paru dans Antennas & Propagation (ISAP), 2013 Proceedings of the International Symposium on , vol.01, pp.467-469). En effet, les auteurs font l’hypothèse que les antennes recevant les signaux des sources radiofréquences sont découplées ce qui n’est pas le cas dans la réalité. L’article 2 montre que l’erreur peut atteindre 2° pour deux antennes. En général, la méthode utilisée pour la localisation de source radiofréquence fait intervenir plus de deux antennes, ce qui complique d’avantage le couplage mais augmente la précision. La résolution du problème découplé bien que plus rapide ne résout donc qu’un problème approximé plus simple que la réalité et ne permet donc pas de localiser précisément des sources radiofréquences en temps réel ce qui est problématique. Résumé de l’invention [0005] L’invention est définie par les revendications indépendantes. Les revendications dépendantes définissent des modes de réalisation préférés de l’invention.Nevertheless, the method used in this article 1 suffers from a significant lack of precision (see for example Article 2: "Direction-of-arrival estimation for closely coupled dipoles using embedded pattern diversity" by Liu Y., Xiong X Chen S., et al., Published in Antennas & Propagation (ISAP), 2013 Proceedings of the International Symposium on, vol.01, pp.467-469). Indeed, the authors make the assumption that the antennas receiving the signals of the radiofrequency sources are decoupled which is not the case in reality. Article 2 shows that the error can reach 2 ° for two antennas. In general, the method used for radiofrequency source localization involves more than two antennas, which further complicates the coupling but increases the accuracy. The resolution of the decoupled problem, although faster, only solves an approximated problem that is simpler than reality, and therefore does not make it possible to precisely locate radio frequency sources in real time, which is problematic. Summary of the Invention [0005] The invention is defined by the independent claims. The dependent claims define preferred embodiments of the invention.

[0006] Selon un premier aspect, l’invention se rapporte à une méthode pour la mesure de la direction d’une source radiofréquence.In a first aspect, the invention relates to a method for measuring the direction of a radiofrequency source.

[0007] Un des buts de l’invention est de réduire le temps de calcul nécessaire à la détermination de la direction d’une source radiofréquence. Cette diminution du temps de calcul permet de déterminer la direction de nombreuses sources radiofréquences en temps réel.One of the aims of the invention is to reduce the calculation time required to determine the direction of a radio frequency source. This reduction in the calculation time makes it possible to determine the direction of many radio frequency sources in real time.

[0008] La méthode pour déterminer la direction d’une source radiofréquence comprend les étapes : a. mise à disposition d’un ordinateur muni d’une carte graphique, d’un module radiofréquence comprenant au moins un réseau d’antennes et un contrôleur. L’au moins un réseau d’antennes comprend N antennes, N étant strictement plus grand qu’un, et le contrôleur est configuré pour le traitement des signaux radiofréquences reçus par lesdites antennes, la conversion de ces signaux radiofréquences en signaux digitaux. Le module radiofréquence est connecté à l’ordinateur via une connexion. b. réception d’un signal radiofréquence par chacune des N antennes du réseau d’antennes, conversion de N valeurs échantillonnées à un même instant dans chacun des N signaux radiofréquences en N signaux digitaux par le contrôleur du module radiofréquence, stockage desdits signaux digitaux dans un vecteur colonne et transmission du vecteur colonne comprenant les N signaux digitaux vers l’ordinateur. c. calcul d’une matrice de corrélation obtenue en multipliant le vecteur colonne comprenant les N signaux digitaux par le vecteur colonne transposé conjugué et décomposition spectrale de cette matrice de corrélation pour obtenir des vecteurs propres de bruit.The method for determining the direction of a radiofrequency source comprises the steps: a. provision of a computer with a graphics card, a radio frequency module comprising at least one antenna array and a controller. The at least one antenna array comprises N antennas, N being strictly greater than one, and the controller is configured for processing the radio frequency signals received by said antennas, converting these radio frequency signals into digital signals. The radio frequency module is connected to the computer via a connection. b. receiving a radiofrequency signal from each of the N antennas of the antenna array, converting N sampled values at the same instant in each of the N radio frequency signals into N digital signals by the controller of the radio frequency module, storing said digital signals in a vector column and transmission of the column vector comprising the N digital signals to the computer. vs. calculating a correlation matrix obtained by multiplying the column vector comprising the N digital signals by the conjugated transposed column vector and spectral decomposition of this correlation matrix to obtain eigenvectors of noise.

La méthode est caractérisée en ce qu’elle comprend en outre les étapes : d. obtention de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes. e. projections de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes respectivement dans l’espace vectoriel engendré par les vecteurs de bruit et calcul des normes de ces projections. Ces calculs sont réalisés par le processeur de la carte graphique. f. recherche d’une norme extremum, de préférence minimum et du vecteur prédéfini correspondant à cette norme et obtention de la direction de la source radiofréquence correspondant à la direction du vecteur prédéfini.The method is characterized in that it further comprises the steps of: d. obtaining predefined vectors of antenna response models. e. predefined vector projections of antenna response patterns respectively in the vector space generated by the noise vectors and calculation of the norms of these projections. These calculations are performed by the processor of the graphics card. f. searching for an extremum standard, preferably a minimum, and the predefined vector corresponding to this standard and obtaining the direction of the radiofrequency source corresponding to the direction of the predefined vector.

[0009] Le calcul de la direction d’une source radiofréquence et rendu plus court grâce à l’utilisation de la carte graphique. L’architecture du processeur de la carte graphique permet en effet, de distribuer les calculs (calculs parallèles) ce qui réduit fortement le temps de calcul, de nombreuses opérations étant réalisées simultanément plutôt que séquentiellement.The calculation of the direction of a radiofrequency source and made shorter thanks to the use of the graphics card. The architecture of the processor of the graphics card makes it possible to distribute the computations (parallel computations) which greatly reduces the computation time, many operations being performed simultaneously rather than sequentially.

[0010] De préférence, la méthode comprend la conversion de N*M, M étant strictement plus grand qu’un, valeurs échantillonnées à M instants dans chacun des N signaux radiofréquences reçus par les antennes, en N*M signaux digitaux par le contrôleur du module radiofréquence. Ces N*M signaux digitaux sont ensuite stockés dans M vecteurs colonnes. Ces vecteurs sont transmis à l’ordinateur et une matrice de corrélation est calculée comme moyenne arithmétique des matrices de corrélations instantanées obtenues en multipliant chacun des M vecteurs colonnes comprenant les N signaux digitaux par chacun des M vecteurs colonnes transposés conjugués. La moyenne de plusieurs signaux permet de réduire les effets du bruit et d’améliorer le signal.[0010] Preferably, the method comprises the conversion of N * M, M being strictly greater than one, values sampled at M instants in each of the N radio frequency signals received by the antennas, in N * M digital signals by the controller of the radiofrequency module. These N * M digital signals are then stored in M column vectors. These vectors are transmitted to the computer and a correlation matrix is calculated as the arithmetic mean of the instantaneous correlation matrices obtained by multiplying each of the M column vectors comprising the N digital signals by each of the M conjugated transposed column vectors. The average of several signals reduces the effects of noise and improves the signal.

[0011] Les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes sont importants puisqu’ils permettent de trouver la direction d’une source radiofréquence. Ils peuvent être obtenus en discrétisant une demi sphère unitaire en une grille de points selon deux angles correspondant à la direction d’un vecteur unitaire issu du centre de la sphère et pointant vers un des points de la grille. La discrétisation de cet espace permet de définir la précision de la recherche. Ensuite, pour chacun des couples d’angles, on discrétise l’espace des polarisations de l’onde d’arrivée en un ensemble discret de points selon deux valeurs complexes. La discrétisation de l’espace des polarisations permet de fiabiliser le calcul vis-à-vis des chemins multiples (« multipaths »). Enfin, pour chacun des couples d’angles et de polarisations, on simule et/ou on mesure la réponse fréquentielle du réseau d’antennes. Cette simulation et/ou mesure est stockée dans les vecteurs recherchés.The predefined vectors of antennas response models are important since they make it possible to find the direction of a radiofrequency source. They can be obtained by discretizing a unitary half-sphere into a grid of points according to two angles corresponding to the direction of a unit vector coming from the center of the sphere and pointing towards one of the points of the grid. The discretization of this space makes it possible to define the precision of the search. Then, for each pair of angles, the space of the polarizations of the incoming wave is discretized into a discrete set of points according to two complex values. The discretization of the space of the polarizations makes it possible to make reliable the computation vis-à-vis the multiple paths ("multipaths"). Finally, for each pair of angles and polarizations, the frequency response of the antenna array is simulated and / or measured. This simulation and / or measurement is stored in the searched vectors.

[0012] De préférence, les calculs réalisés en parallèle sur le processeur de la carte graphique pour déterminer la direction d’une source radiofréquence sont réalisés en copiant les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes et des vecteurs propres de bruit dans une mémoire globale de la carte graphique. Ensuite, des sous-ensembles distincts de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes et les vecteurs de bruit sont copiés dans une mémoire locale de chaque unité de calcul. Chaque unité de calcul calcule alors les normes des projections des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes appartenant au sous-ensemble copié dans sa mémoire locale et projetés dans l’espace vectoriel engendré par les vecteurs de bruit. Les résultats peuvent être copiés dans la mémoire locale et un extremum, de préférence minimum local peut être recherché. Ensuite, les normes sont stockées dans la mémoire globale. Les calculs peuvent être répétés. La copie en mémoire globale des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes étant généralement réalisée une seule fois.Preferably, the calculations carried out in parallel on the processor of the graphics card for determining the direction of a radiofrequency source are made by copying the predefined vectors of response models of the antennas and eigenvectors of noise in a global memory. of the graphics card. Then, separate subsets of predefined vectors of antenna response patterns and noise vectors are copied to a local memory of each computing unit. Each computing unit then calculates the projection standards of the predefined antennas response model vectors belonging to the subset copied to its local memory and projected into the vector space generated by the noise vectors. The results can be copied to the local memory and an extremum, preferably local minimum, can be searched. Then the standards are stored in the global memory. Calculations can be repeated. The global memory copy of the predefined antennas response model vectors is generally performed only once.

[0013] De préférence, la recherche d’un extremum, de préférence minimum global, est réalisée en calcul parallèle sur les unités de calcul du processeur de la carte graphique en copiant des sous-ensemble d’extremums, de préférence minimums, stockés en mémoire globale dans la mémoire locale de chaque unité de calcul, en recherchant l’extremum, de préférence minimum, stocké dans chaque mémoire locale et en copiant de ces résultats en mémoire globale. Ces calculs sont répétés jusqu’à obtention de l’extremum, de préférence minimum, global.[0013] Preferably, the search for an extremum, preferably an overall minimum, is performed in parallel calculation on the processor units of the graphics card by copying subsets of extremums, preferably minimums, stored in memory. global memory in the local memory of each computing unit, looking for the extremum, preferably minimum, stored in each local memory and copying these results into global memory. These calculations are repeated until the extremum, preferably minimum, global.

[0014] De préférence, la conversion des valeurs échantillonnées dans chacun des signaux radiofréquences reçus par les antennes en signaux digitaux est réalisée par un convertisseur analogique/digital compris dans le module radiofréquence.Preferably, the conversion of the sampled values in each of the radio frequency signals received by the antennas into digital signals is performed by an analog / digital converter included in the radiofrequency module.

[0015] De préférence, le calcul d’une matrice de corrélation du signal digital est réalisé par un circuit logique programmable compris dans le module radiofréquence.Preferably, the calculation of a correlation matrix of the digital signal is performed by a programmable logic circuit included in the radiofrequency module.

[0016] De préférence, le contrôleur est un microcontrôleur qui transmet la matrice de corrélation vers l’ordinateur via une connexion. Ces deux dernières caractéristiques permettant d’accélérer le traitement de la recherche de la direction d’une source radiofréquence et de limiter le débit de données sur la connexion.[0016] Preferably, the controller is a microcontroller that transmits the correlation matrix to the computer via a connection. These last two features make it possible to speed up the search for the direction of a radiofrequency source and to limit the data rate on the connection.

[0017] De préférence, les calculs ne sont réalisés que pour un sous ensemble de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes, ledit sous-ensemble étant choisi parmi les directions proches d’une dernière direction connue de la source radiofréquence et en tenant compte d’une vitesse maximale de la source. Cette vitesse maximale peut être prédéfinie ou évaluée statistiquement sur base de l'historique des dernières directions connues.Preferably, the calculations are performed only for a subset of predefined vectors of antennas response models, said subset being chosen from the directions close to a last known direction of the radiofrequency source and taking into account maximum speed of the source. This maximum speed can be predefined or evaluated statistically based on the history of the last known directions.

[0018] De préférence, les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes {Hk(n,τ,ε)) sont normalisés. Ceci permet de réduire les effets du bruit et d’en minimiser l’impact sur la recherche de la norme minimale.[0018] Preferably, the predefined antennas response model vectors {Hk (n, τ, ε)) are normalized. This reduces the effects of noise and minimizes the impact on the search for the minimum standard.

[0019] De préférence, les sources radiofréquences sont des tags RFID, wifi, bluetooth, zigbee, IEEE 802.15, IEEE 802.11, IEEE 802.16, IEEE 802.20, ou IEEE 802.22. De préférence, les tags utilisent l’émission en diversité de polarisation.Preferably, the radio frequency sources are RFID tags, wifi, bluetooth, zigbee, IEEE 802.15, IEEE 802.11, IEEE 802.16, IEEE 802.20, or IEEE 802.22. Preferably, the tags use the polarization diversity broadcast.

[0020] De préférence, l’obtention de la direction d’une source radiofréquence est obtenue dans un intervalle de temps compris entre 100 ns et 10 ms, de préférence entre 250 ns et 1 ms, de manière encore plus préférée entre 400 ns et 600 ns pour une précision comprise entre 1° et 3°.Preferably, obtaining the direction of a radiofrequency source is obtained in a time interval of between 100 ns and 10 ms, preferably between 250 ns and 1 ms, even more preferably between 400 ns and 600 ns for a precision between 1 ° and 3 °.

[0021] De préférence, les calculs réalisés par le processeur de la carte graphique peuvent être réalisés par un circuit logique programmable possédant une pluralité d’unités de calcul.Preferably, the calculations performed by the processor of the graphics card may be performed by a programmable logic circuit having a plurality of calculation units.

[0022] Selon un deuxième aspect, l’invention consiste en une méthode pour localiser une source radiofréquence. Cette méthode repose sur la méthode de recherche de la direction d’une source radiofréquence. Elle comprend l’obtention d’une première direction d’une source radiofréquence par rapport à un premier réseau d’antennes, l’obtention d’une deuxième direction de la même source radiofréquence par rapport à un deuxième réseau d’antennes. Une fois que les deux directions sont connues, on recherche l’intersection des droites définies par les première et deuxième directions par rapport à la distance et l’orientation relative entre les modules radiofréquences qui sont connues. Enfin, on localise la position de la source radiofréquence par rapport aux premier et deuxième réseaux d’antennes par trigonométrie.In a second aspect, the invention consists of a method for locating a radiofrequency source. This method is based on the method of finding the direction of a radiofrequency source. It comprises obtaining a first direction of a radiofrequency source with respect to a first antenna array, obtaining a second direction of the same radiofrequency source with respect to a second antenna array. Once the two directions are known, we search for the intersection of the lines defined by the first and second directions with respect to the distance and the relative orientation between the radiofrequency modules that are known. Finally, we locate the position of the radiofrequency source with respect to the first and second antenna arrays by trigonometry.

[0023] Selon un troisième aspect, l’invention se rapporte à un appareil 100 pour trouver la direction d’au moins une source radiofréquence. Cet appareil 100 comprend au moins un module radiofréquence, un contrôleur. Le module radiofréquence comprend un réseau d’antennes comprenant une pluralité d’antennes et le contrôleur est configuré pour le traitement des signaux radiofréquences et la conversion des signaux radiofréquences en signaux digitaux. L’appareil 100 comprend également un ordinateur muni d’une carte graphique, des connexions pour connecter l’au moins un module radiofréquence à l’ordinateur et il implémente une des méthodes décrites ci-dessus.According to a third aspect, the invention relates to an apparatus 100 for finding the direction of at least one radiofrequency source. This apparatus 100 comprises at least one radiofrequency module, a controller. The radio frequency module comprises an antenna array comprising a plurality of antennas and the controller is configured for processing the radio frequency signals and converting the radio frequency signals into digital signals. The apparatus 100 also includes a computer with a graphics card, connections for connecting the at least one radio frequency module to the computer, and implements one of the methods described above.

[0024] De préférence, le réseau d’antennes de l’appareil 100 comprend entre 2 et 24 antennes, de préférence entre 4 et 16 antennes, de manière encore plus préférée le réseau comprend 8 antennes.Preferably, the antenna array of the apparatus 100 comprises between 2 and 24 antennas, preferably between 4 and 16 antennas, even more preferably the network comprises 8 antennas.

[0025] De préférence, le contrôleur de l’au moins un module radiofréquence comprend un circuit logique programmable.[0025] Preferably, the controller of the at least one radio frequency module comprises a programmable logic circuit.

Brève description des dessins [0026] Ces aspects ainsi que d’autres aspects de l’invention seront clarifiés dans la description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention, référence étant faite aux dessins des figures, dans lesquelles : - la Fig. 1 montre les composants nécessaires à l’implémentation de la méthode de mesure de la direction et/ou de localisation d’une source radiofréquence selon l’invention et un appareil selon l’invention en relation avec une source radiofréquence ; - la Fig.2 montre un diagramme d’une méthode pour déterminer la direction d’une source RF selon l’invention ; - la Fig.2a montre un diagramme d’un exemple de méthode pour simuler des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes ; - la Fig.3a montre un exemple de l’architecture du processeur d’une carte graphique ; - la Fig.3b montre un diagramme d’un exemple de calcul sur processeur d’une carte graphique pour déterminer la direction d’une source RF ; - la Fig.4 montre un diagramme d’un exemple de méthode pour localiser une source radiofréquence.Brief Description of the Drawings [0026] These aspects as well as other aspects of the invention will be clarified in the detailed description of particular embodiments of the invention, with reference to the drawings of the figures, in which: FIG. 1 shows the components necessary for the implementation of the method for measuring the direction and / or location of a radio frequency source according to the invention and an apparatus according to the invention in connection with a radiofrequency source; FIG. 2 shows a diagram of a method for determining the direction of an RF source according to the invention; FIG. 2a shows a diagram of an exemplary method for simulating predefined vectors of antenna response models; FIG. 3a shows an example of the architecture of the processor of a graphics card; FIG. 3b shows a diagram of an example of processor calculation of a graphics card for determining the direction of an RF source; FIG. 4 shows a diagram of an exemplary method for locating a radiofrequency source.

Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références semblables dans les figures. La présence de numéros de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros sont indiqués dans les revendications.The drawings of the figures are not to scale. Generally, similar elements are denoted by similar references in the figures. The presence of reference numbers in the drawings can not be considered as limiting, even when these numbers are indicated in the claims.

Description détaillée de certains modes de réalisation de l’invention [0027] La figure 1 montre un exemple des composants nécessaires à l’implémentation de la méthode 200 de mesure de la direction et/ou de localisation d’une source radiofréquence 101 (RF) selon l’invention un appareil 100 selon l’invention. Ces composants comprennent : au moins une source RF 101, au moins un module RF 110, des connexions 102, un ordinateur 120 muni d’une carte graphique 130. Le module RF 110 comprend : un réseau d’antennes 111 comprenant N antennes 112, N étant strictement plus grand qu’un, un contrôleur 113 configuré pour le traitement des signaux RF reçus par lesdites antennes 112 et pour la conversion de ces signaux RF (analogiques) en signaux digitaux.DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS OF THE INVENTION [0027] FIG. 1 shows an example of the components necessary for the implementation of the method 200 for measuring the direction and / or location of a radio frequency source 101 (RF). according to the invention an apparatus 100 according to the invention. These components comprise: at least one RF source 101, at least one RF module 110, connections 102, a computer 120 provided with a graphics card 130. The RF module 110 comprises: an antenna array 111 comprising N antennas 112, N being strictly greater than one, a controller 113 configured for processing the RF signals received by said antennas 112 and for converting these RF (analog) signals into digital signals.

[0028] De préférence, la ou les sources RF 101 sont des sources de types tags RFID, wifi, bluetooth, zigbee, IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.16, IEEE 802.20, ou IEEE 802.22. Par exemple, les sources peuvent être des tag cc2530 de Texas Instruments, fonctionnant à 2,4 GHz avec une largeur de bande de 1 MHz. Pour ce type de tag, le signal sera ramené en bande de base, c’est-à-dire que la bande de 1 MHz centrée à 2,4 GHz sera recentrée autour de 0.Preferably, the source or sources RF 101 are sources of RFID tags, wifi, bluetooth, zigbee, IEEE 802.11, IEEE 802.15, IEEE 802.16, IEEE 802.20, or IEEE 802.22. For example, the sources may be Texas Instruments cc2530 tag, operating at 2.4 GHz with a bandwidth of 1 MHz. For this type of tag, the signal will be brought back to baseband, that is to say that the 1 MHz band centered at 2.4 GHz will be recentered around 0.

[0029] De préférence, le module RF 110 comprend au moins un convertisseur analogique/digital ADC capable d’échantillonner le signal analogique pour le transformer en signal digital. De préférence, le module RF 110 comprend également un (micro-)contrôleur 113 pour traiter le signal digital et l’envoyer vers l’ordinateur 120 via une connexion. De préférence, le module RF 110 comprend aussi un circuit logique programmable FPGA programmé pour réaliser certaines étapes de la méthode selon l’invention. Pour la localisation d’une source RF 101, au moins 2 réseaux d’antennes 111 distincts comprenant chacun N antennes 112 peuvent être utilisés. De préférence, chaque réseau d’antennes 111 comprend entre 2 et 24 antennes 112, ou, préférentiellement, entre 4 et 16 antennes 112 ou, idéalement 8 antennes 112. De préférence, ces antennes 112 sont positionnées de manière équidistante angulairement sur un disque, par exemple radialement.Preferably, the RF module 110 comprises at least one analog / digital ADC converter capable of sampling the analog signal to transform it into a digital signal. Preferably, the RF module 110 also includes a (micro) controller 113 for processing the digital signal and sending it to the computer 120 via a connection. Preferably, the RF module 110 also comprises an FPGA programmable logic circuit programmed to perform certain steps of the method according to the invention. For locating an RF source 101, at least 2 separate antenna arrays 111 each comprising N antennas 112 may be used. Preferably, each antenna array 111 comprises between 2 and 24 antennas 112, or, preferably, between 4 and 16 antennas 112 or, ideally 8 antennas 112. Preferably, these antennas 112 are positioned equidistantly angularly on a disk, for example radially.

[0030] De préférence, le module RF 110 et l’ordinateur 120 sont reliés entre eux par des connexions 102 avec ou sans fils, de préférence ces connexions 102 sont des connexions réseaux ethernet ou wifi. Alternativement, n’importe quelle connexion 102 peut être utilisée, par exemple: usb, série, parallèle, coaxiale, téléphonique.Preferably, the RF module 110 and the computer 120 are interconnected by connections 102 with or without wires, preferably these connections 102 are ethernet or wifi network connections. Alternatively, any connection 102 may be used, for example: usb, serial, parallel, coaxial, telephone.

[0031] De préférence, l’ordinateur 120 est un ordinateur PC x86-64 ou équivalent muni d’une carte graphique 130. De préférence, la carte graphique 130 comprend une mémoire RAM dédiée d’au moins un Go et un GPU dont la fréquence est d’au moins 500 MHz. De préférence, le GPU comprend au moins 4 unités de calcul, par exemple 4 streaming multiprocessor pour une carte Nvidia. Par exemple, la série des GPU NVIDIA® Maxwell™ peut être utilisée.Preferably, the computer 120 is a PC x86-64 computer or equivalent equipped with a graphics card 130. Preferably, the graphics card 130 comprises a dedicated RAM memory of at least one GB and a GPU whose frequency is at least 500 MHz. Preferably, the GPU comprises at least 4 calculation units, for example 4 multiprocessor streaming for an Nvidia card. For example, the NVIDIA® Maxwell ™ GPU series can be used.

[0032] L’ordinateur 120 peut éventuellement être relié à internet et offrir un accès distant via une interface locale, web ou via le cloud.The computer 120 may optionally be connected to the internet and provide remote access via a local interface, web or via the cloud.

[0033] Alternativement à l’ordinateur 120, un circuit logique programmable comprenant une pluralité d’unités de calcul et présentant, de préférence, une architecture comparable à celle d’un GPU, pourrait être utilisé. De préférence, le nombre d’unités de calcul dudit circuit devrait être supérieur à 4.Alternatively to the computer 120, a programmable logic circuit comprising a plurality of computing units and preferably having an architecture comparable to that of a GPU, could be used. Preferably, the number of calculation units of said circuit should be greater than 4.

[0034] La figure 2 montre un diagramme des étapes d’une méthode 200 pour déterminer la direction d’une source RF 101 selon l’invention. Les premières étapes, S201 à S203, consistent en la mise à disposition des composants physiques décrits ci-dessus et nécessaires à l’implémentation de la méthode. L’étape S201 comprend la mise à disposition d’un ordinateur 120 muni d’une carte graphique 130. L’étape S202, comprend la mise à disposition d’un module RF 110 comprenant au moins un réseau d’antennes 111 comprenant chacun N antennes 112, N étant strictement plus grand qu’un, un contrôleur 113 configuré pour: le traitement des signaux RF reçus par lesdites antennes 112, la conversion de ces signaux RF en signaux digitaux. L’étape S203, comprend la connexion du module RF 110 à l’ordinateur 120 via une connexion 102.Figure 2 shows a diagram of the steps of a method 200 for determining the direction of an RF source 101 according to the invention. The first steps, S201 to S203, consist in the provision of the physical components described above and necessary for the implementation of the method. Step S201 comprises providing a computer 120 equipped with a graphics card 130. Step S202 comprises providing an RF module 110 comprising at least one antenna array 111 each comprising N antennas 112, N being strictly greater than one, a controller 113 configured for: processing the RF signals received by said antennas 112, converting these RF signals into digital signals. Step S203 includes connecting the RF module 110 to the computer 120 via a connection 102.

[0035] L’étape S210 consiste en la réception d’un signal RF issu de la source RF 101 et, éventuellement entaché de bruit. Un signal RF étant par définition, une fonction variant dans le temps, on considère ce signal à un instant t. Par exemple, le bruit peut être dû à des bruits parasites d’autres sources, du bruit dû aux réflexions et aux diffractions du signal initial sur différentes surfaces, des interférences avec l’atmosphère, bruit RF capté par les antennes 112 et le bruit thermique dû aux circuits électroniques. Le signal RF est capté par chacune des N antennes 112 du réseau d’antennes 111 du module RF 110. On obtient donc N signaux RF (un par antenne), y^t),Step S210 consists of receiving an RF signal from the RF source 101 and, possibly tainted noise. Since an RF signal is, by definition, a function varying in time, this signal is considered at a time t. For example, the noise may be due to noise from other sources, noise due to reflections and diffractions of the initial signal on different surfaces, interference with the atmosphere, RF noise picked up by antennas 112 and thermal noise due to electronic circuits. The RF signal is picked up by each of the N antennas 112 of the antenna array 111 of the RF module 110. Thus, N RF signals (one per antenna), γ t), are obtained.

[0036] L’étape S211 comprend l’échantillonnage des N signaux RF en un même instant t, pour obtenir N valeurs. Ces N valeurs sont ensuite converties en N signaux digitaux, yitStep S211 comprises sampling the N RF signals at the same time t, to obtain N values. These N values are then converted into N digital signals, yit

Ces signaux sont ensuite stockés dans un vecteur colonne y dont les composantes sont les yt,These signals are then stored in a column vector y whose components are yt,

[0037] De préférence, chaque antenne 112 reçoit un signal. Les N signaux reçus par les antennes 112 sont échantillonnés simultanément à M instants différents, M étant strictement plus grand qu’un. On obtient donc N*M valeurs et on convertit ces N*M valeurs en N*M signaux digitaux. Ces signaux digitaux sont ensuite stockés dans M vecteurs colonnes ys,[0037] Preferably, each antenna 112 receives a signal. The N signals received by the antennas 112 are sampled simultaneously at M different times, M being strictly greater than one. We thus obtain N * M values and we convert these N * M values into N * M digital signals. These digital signals are then stored in M column vectors ys,

Cette conversion peut être réalisée par le contrôleur 113 du module RF 110 ou, alternativement, par un ou plusieurs convertisseurs analogique/digital ADC.This conversion can be performed by the controller 113 of the RF module 110 or, alternatively, by one or more ADC analog / digital converters.

[0038] L’étape S212 comprend la transmission du ou des vecteurs colonnes y ouys,Step S212 comprises the transmission of the column vector (s) y ouys,

à l’ordinateur 120 via une connexion. Par exemple, cette transmission est assurée par le (micro-) contrôleur 113 du module RF 110.to the computer 120 via a connection. For example, this transmission is provided by the (micro) controller 113 of the RF module 110.

[0039] L’étape S220 comprend le calcul d’une matrice de corrélation C. Cette matrice est calculée en multipliant un vecteur colonne y par le vecteur yh, conjugué complexe transposé du vecteur colonne y.Step S220 comprises calculating a correlation matrix C. This matrix is calculated by multiplying a column vector y by the vector yh, complex conjugate transposed of the column vector y.

De préférence, on calcule M matrices de corrélation instantanées en multipliant respectivement M vecteurs colonnesPreferably, M instantaneous correlation matrices are calculated by multiplying M columns respectively.

par les M vecteursby the M vectors

correspondant aux conjugués complexes transposés des vecteurs colonnes ys. La matrice de corrélation C étant égale à la moyenne arithmétique des M matrices de corrélation instantanées :corresponding to the complex conjugates transposed of the column vectors ys. The correlation matrix C being equal to the arithmetic average of the M instantaneous correlation matrices:

Le calcul de la matrice de corrélation C peut être réalisé par le processeur central de l’ordinateur 120 (CPU), ou par le processeur de la carte graphique 130 (GPU) ou encore avant transmission à l’ordinateur 120, par un circuit logique programmable FPGA ou par un (micro-) contrôleur du module RF 110.The calculation of the correlation matrix C can be carried out by the central processor of the computer 120 (CPU), or by the processor of the graphics card 130 (GPU) or before transmission to the computer 120, by a logic circuit programmable FPGA or by a (micro) controller of the RF module 110.

[0040] L’étape S221 comprend la décomposition spectrale de la matrice de corrélation C en ses vecteurs propres vo0 < i < N. Cette décomposition comprend la recherche des valeurs propres et des vecteurs propres de la matrice de corrélation C. De préférence, cette étape est réalisée sur le CPU de l’ordinateur 120. Alternativement, ce calcul peut être réalisé sur le GPU de la carte graphique 130, ou sur un circuit logique programmable comprenant une pluralité d’unités de calcul. La décomposition spectrale peut être réalisée via une transformation en matrice de Householder, puis via l’utilisation d’un ou plusieurs algorithmes de résolution de vecteurs propres comme par exemple l’algorithme QR, ou le solveur de Hessenberg. Dans le cas où les sources RF émettent successivement, les vecteurs propres vt correspondant aux N-1 valeurs propres, avec N le nombre d’antennes sont appelés vecteurs propres de bruit et engendrent un espace vectoriel dit espace vectoriel de bruit. De préférence, on a N-P vecteurs de bruit correspondant aux N-P valeurs propres les plus faibles avec N le nombre d’antennes et P le nombre de source(s) émettant simultanément.Step S221 comprises the spectral decomposition of the correlation matrix C into its eigenvectors vo0 <i <N. This decomposition comprises the search for eigenvalues and eigenvectors of the correlation matrix C. Preferably, this step is performed on the CPU of the computer 120. Alternatively, this calculation can be performed on the GPU of the graphics card 130, or on a programmable logic circuit comprising a plurality of calculation units. The spectral decomposition can be performed via a Householder matrix transformation, then via the use of one or more eigenvector resolution algorithms such as for example the QR algorithm, or the Hessenberg solver. In the case where the RF sources emit successively, the eigenvectors vt corresponding to the N-1 eigenvalues, with N the number of antennas are called eigenvectors of noise and generate a vector space called noise vector space. Preferably, there are N-P noise vectors corresponding to the N-P lowest eigenvalues with N the number of antennas and P the number of sources (s) emitting simultaneously.

[0041] L’étape S230, comprend l’obtention de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes. Un vecteurStep S230 includes obtaining predefined vectors of antenna response patterns. A vector

comprend les fonctions de transfert dans de le domaine fréquentiel des antennes 112 pour une direction d’arrivée n et une polarisation de l’onde source (τ, e), données. La direction est déterminée par deux angles a,β et la polarisation par deux valeurs complexes (τ,ε). L’ensemble de ces vecteurs prédéfiniscomprises the transfer functions in the frequency domain of the antennas 112 for an arrival direction n and a polarization of the source wave (τ, e), data. The direction is determined by two angles a, β and the polarization by two complex values (τ, ε). All of these predefined vectors

sont, par exemple, simulés et/ou mesurés au préalable. La figure 2a montre un diagramme d’un exemple de méthode 240 pour simuler des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes Hk. Cette méthode comprend : a. S241 : la discrétisation d’une demi sphère unitaire en une grille de point, chaque point étant défini par deux angles α,β. Le centre de la sphère correspondant au centre du réseau d’antennes 111; b. S242 : en chacun des points de la grille, on discrétise l’espace à deux dimensions des polarisations (τ, e). On a donc un espace de paramètres à 4 dimensions ; c. S243 : en chacun des points de cet espace de paramètres, on simule la réponse fréquentielle du réseau d’antennes 111; d. S244 : ces réponses sont stockées dans les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesare, for example, simulated and / or measured beforehand. Figure 2a shows a diagram of an exemplary method 240 for simulating predefined vectors of Hk antenna response patterns. This method includes: a. S241: the discretization of a unitary half sphere into a point grid, each point being defined by two angles α, β. The center of the sphere corresponding to the center of the antenna array 111; b. S242: in each of the points of the grid, the two-dimensional space of the polarizations (τ, e) is discretized. We therefore have a 4-dimensional parameter space; vs. S243: in each of the points of this parameter space, the frequency response of the antenna array 111 is simulated; d. S244: These responses are stored in predefined antennas response pattern vectors

k étant le nombre de points de l’espace de paramètres.where k is the number of points in the parameter space.

Par exemple, pour une précision de 3°, on peut discrétiser les deux angles α,β selon 60*120, et pour on 4*4 valeurs de polarisation par couple d’angles, on obtient 115200 vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesFor example, for a precision of 3 °, the two angles α, β can be discretized according to 60 * 120, and for 4 * 4 polarization values per pair of angles, 115200 predefined vectors of antennas response models are obtained.

Pour une précision de 1° et 8*8 valeurs de polarisation par couple d’angles, on obtient 4147200 vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesFor a precision of 1 ° and 8 * 8 polarization values per angle pair, we obtain 4147200 predefined vectors of antennas response models

Alternativement ou complémentairement, on peut mesurer la réponse impulsionnelle du réseau d’antennes 111 pour des quadruplets (α,β,τ,ε) connus. Ces mesures peuvent, par exemple, permettre d’affiner les résultats des simulations. De préférence, les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes Hk sont normalisés pour limiter les effets des erreurs numériques.Alternatively or additionally, it is possible to measure the impulse response of the antenna array 111 for known quadruplets (α, β, τ, ε). These measurements can, for example, make it possible to refine the results of the simulations. Preferably, the predefined response model vectors of the Hk antennas are normalized to limit the effects of digital errors.

[0042] Une propriété de la méthode utilisée pour l’invention est que le vecteur prédéfini de modèles de réponse des antennes Hk correspondant à la direction de la source RF 101 est orthogonal à l’espace engendré par les vecteurs de bruit vt de la matrice de corrélation C. L’étape S231 comprend donc la projection des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesA property of the method used for the invention is that the predefined vector of antenna response models Hk corresponding to the direction of the RF source 101 is orthogonal to the space generated by the noise vectors vt of the matrix. C. The step S231 therefore comprises the projection of the predefined vectors of antenna response models

dans l’espace engendré par les vecteurs de bruitin the space generated by the noise vectors

de la matrice de corrélation C. Autrement dit, on calcule les produits scalaires hermitiensof the correlation matrix C. In other words, we calculate the Hermitian scalar products

pour chacun des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes Hk. Ces calculs sont réalisés par le GPU de la carte graphique 130.for each of the predefined response model vectors Hk antennas. These calculations are performed by the GPU of the graphics card 130.

[0043] Alternativement, le calcul des produits scalaires hermitiens Hk.v£, peut être réalisé pour un sous-ensemble de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes Hk. Ce sous-ensemble de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes Hk est choisi en fonction de la dernière direction connue et comprend les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes Hk proches de cette dernière direction connue. Par exemple, on peut choisir de prendre les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes Hk correspondant à une région angulaire de 45° sur 45° autour de la dernière position connue, ou de préférence de 20° sur 20° ou encore de 10° sur 10°. On peut également tenir compte d’une vitesse maximale de déplacement de la source RF. Cette vitesse maximale peut être définie sur base des dernières directions connues ou, alternativement, elle peut être évaluée statistiquement sur base de l’historique des dernières directions connues ou par rapport à la vitesse moyenne des sources RF observées. Sur base de cette vitesse maximale, on définit une région angulaire plus grande pour une vitesse plus grande et une région angulaire plus petite pour une vitesse plus petite.Alternatively, the calculation of Hermitian scalar products Hk.v £ can be performed for a subset of predefined vectors of Hk antenna response models. This subset of predefined vectors of antenna response models Hk is chosen according to the last known direction and comprises predefined vectors of response models of antennas Hk close to this last known direction. For example, one can choose to take the predefined response model vectors Hk antennas corresponding to an angular region of 45 ° to 45 ° around the last known position, or preferably 20 ° to 20 ° or 10 ° on 10 °. It is also possible to take into account a maximum speed of movement of the RF source. This maximum speed can be defined on the basis of the last known directions or, alternatively, it can be evaluated statistically on the basis of the history of the last known directions or with respect to the average speed of the RF sources observed. Based on this maximum speed, a larger angular region is defined for a larger speed and a smaller angular region for a smaller speed.

[0044] L’étape S232 comprend le calcul de la norme des projections calculées à l’étape S231. Ces calculs sont réalisés par le GPU de la carte graphique 130.Step S232 comprises calculating the standard of the projections calculated in step S231. These calculations are performed by the GPU of the graphics card 130.

[0045] L’étape S233 comprend la recherche d’une norme extremum, de préférence minimum. En théorie, le vecteur image de la projection du vecteur prédéfini de modèles de réponse des antennes de la direction recherchée dans l’espace vectoriel de bruit est nul, ou, de manière équivalente, ce vecteur est orthogonal à chaque vecteur propre de bruit. Néanmoins, à cause de l’imprécision numérique des calculs en virgule flottante et de l’imprécision des mesures et/ou des simulations, ces produits scalaires hermitiens ne sont pas parfaitement égaux à 0 et il faut donc rechercher la norme minimum. En résumé, on peut écrire la recherche de ce minimum comme :Step S233 includes the search for a standard extremum, preferably minimum. In theory, the image vector of the projection of the predefined vector of antenna response patterns of the desired direction in the noise vector space is zero, or, equivalently, this vector is orthogonal to each eigenvector of noise. Nevertheless, because of the numerical inaccuracy of floating-point calculations and the inaccuracy of measurements and / or simulations, these Hermitian scalar products are not perfectly equal to 0 and therefore the minimum standard must be sought. In summary, one can write the search for this minimum as:

Il est à noter que l’équation précédente représente le minimum de la norme au carré et non le minimum de la norme. Cependant, la racine carrée étant une fonction monotone il est équivalent de rechercher le minimum de cette façon.It should be noted that the previous equation represents the minimum of the standard squared and not the minimum of the norm. However, since the square root is a monotonic function, it is equivalent to search for the minimum in this way.

[0046] L’étape S234 comprend l’obtention de la direction de la source RF 101. Une fois le minimum trouvé, on trouve le vecteur prédéfini de modèles de réponse des antennes ayant conduit à ce minimum et donc on obtient la direction de la source RF 101 qui correspond aux quadruplets de paramètres (α,β,τ,έ) dudit vecteur prédéfini de modèles de réponse des antennes.The step S234 comprises obtaining the direction of the RF source 101. Once the minimum found, we find the predefined vector of antenna response models having led to this minimum and thus we obtain the direction of the RF source 101 which corresponds to the quadruplets of parameters (α, β, τ, έ) of said predefined vector of antenna response models.

[0047] La figure 3a montre un exemple de l’architecture d’une carte graphique 130 et de son processeur GPU. La carte comprend une mémoire globale 331, des bus de communication 332 et le GPU comprenant une pluralité d’unités de calcul 340. Chaque unité de calcul 340 comprend une mémoire locale 341 et une pluralité d’unités arithmétiques et logiques (ALU) et une pluralité d’unités de calcul en virgule flottante (FPU) ainsi qu’une pluralité de registres 342.Figure 3a shows an example of the architecture of a graphics card 130 and its GPU processor. The card comprises a global memory 331, communication buses 332 and the GPU comprising a plurality of calculation units 340. Each calculation unit 340 comprises a local memory 341 and a plurality of arithmetic and logical units (ALU) and a a plurality of floating point calculating units (FPUs) and a plurality of registers 342.

[0048] La figure 3b montre un diagramme de la méthode de calcul de la détermination de la direction d’une source RF 101 sur le GPU 310 de la carte graphique 130. Cette méthode est réalisée en calcul parallèle sur les unités de calcul du GPU de la carte graphique 130.FIG. 3b shows a diagram of the method for calculating the determination of the direction of an RF source 101 on the GPU 310 of the graphics card 130. This method is carried out in parallel computation on the units of calculation of the GPU. of the graphics card 130.

[0049] La première étape S311 comprend la copie des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesThe first step S311 comprises the copying of the predefined vectors of antenna response patterns.

dans la mémoire globale de la carte graphique 130. Cette opération est assez lente et peut être réalisée une seule fois à l’initialisation. De préférence, les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesin the global memory of the graphics card 130. This operation is rather slow and can be performed once at initialization. Preferably, the predefined vectors of antenna response patterns

sont partitionnés. C’est-à-dire que l’espace mémoire qu’ils occupent est divisé en sous-blocs de taille identique comprenant au minimum un vecteur prédéfini de modèles de réponse des antennes.are partitioned. That is, the memory space they occupy is divided into sub-blocks of identical size comprising at least one predefined vector of antenna response patterns.

[0050] La seconde étape S312 comprend la copie des vecteurs propres de bruit vt dans la mémoire globale de la carte graphique 130. L’accès à la mémoire globale de la carte graphique 130 est généralement lent. Les vecteurs de propres de bruit vt étant peu nombreux (leur dimension dépend du nombre d’antennes 112 du réseau d’antennes 111, par exemple 8, alternativement, leur nombre dépend du nombre d’antennes moins le nombre de source(s) émettant simultanément), la quantité d’information à transférer est néanmoins faible.The second step S312 comprises copying the eigenvectors of noise vt in the global memory of the graphics card 130. Access to the global memory of the graphics card 130 is generally slow. The noise own vectors vt being few (their size depends on the number of antennas 112 of the antenna array 111, for example 8, alternately, their number depends on the number of antennas minus the number of sources (s) emitting simultaneously), the amount of information to be transferred is nevertheless small.

[0051] La troisième étape S313 comprend la copie de sous-ensembles distincts de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesThe third step S313 comprises the copying of distinct subsets of predefined vectors of antenna response patterns.

respectivement dans la mémoire locale de chaque unité de calcul. De préférence, les sous-ensembles copiés correspondent à des sous-blocs de taille identique comprenant au minimum un vecteur prédéfini de modèles de réponse des antennes créé lors du partitionnement. De préférence, le nombre de blocs correspond à un multiple du nombre d’unités de calcul.respectively in the local memory of each computing unit. Preferably, the copied subsets correspond to sub-blocks of identical size comprising at least a predefined vector of antenna response patterns created during partitioning. Preferably, the number of blocks corresponds to a multiple of the number of calculation units.

[0052] La quatrième étape S314 comprend la copie des vecteurs propres de bruit vt dans la mémoire locale de chaque unité de calcul. Ces vecteurs sont donc présents dans la mémoire locale de toutes les unités de calcul.The fourth step S314 comprises copying the eigenvectors of noise vt into the local memory of each computing unit. These vectors are therefore present in the local memory of all the calculation units.

[0053] La cinquième étape S320 comprend le calcul des normes des projections de chacun des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes dans l’espace vectoriel de bruit. Les projections comprenant le calcul des produits scalaires hermitiensThe fifth step S320 comprises calculating the projection norms of each of the predefined vectors of antenna response patterns in the noise vector space. Projections including the calculation of Hermitian scalar products

Chaque unité de calcul du GPU réalise le calcul des normes correspondant au sous-bloc de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennesEach computing unit of the GPU calculates the standards corresponding to the sub-block of predefined vectors of antenna response models

contenu dans sa mémoire locale.contained in his local memory.

[0054] La sixième étape S321 est optionnelle et comprend le stockage dans la mémoire locale des normes des projections. De préférence, un extremum local, de préférence un minimum local est recherché dans les normes des projections stockées en mémoire locale. Cette étape permet d’éviter de recopier toutes les normes depuis les mémoires locales des unités de calcul dans la mémoire globale de la carte graphique 130. La recherche de ce minimum peut être réalisée par exemple, à l’aide d’un algorithme de tri. De préférence, on utilisera une méthode « divide and conquer » dans laquelle un ensemble de normes est divisé en deux parties égales. On compare alors les valeurs ayant le même index des deux ensembles et on ne retient que les minimums. Ceci conduit à un ensemble deux fois plus petit auquel on réapplique l’algorithme jusqu’à ce qu’il ne reste qu’une valeur. Notons que si l’ensemble est de dimension impaire, on lui adjoint une valeur infinie pour que sa longueur soit paire. Alternativement, cette recherche de minimum peut être réalisée par le CPU de l’ordinateur 120.The sixth step S321 is optional and includes storage in the local memory standards projections. Preferably, a local extremum, preferably a local minimum, is sought in the projection standards stored in local memory. This step makes it possible to avoid copying all the standards from the local memories of the calculation units into the global memory of the graphics card 130. The search for this minimum can be carried out for example, using a sorting algorithm. . Preferably, a "divide and conquer" method will be used in which a set of standards is divided into two equal parts. We then compare the values having the same index of the two sets and we retain only the minimums. This leads to a set that is twice as small, to which the algorithm is reapplied until only one value remains. Note that if the set is odd, we add an infinite value so that its length is even. Alternatively, this search for minimum can be performed by the CPU of the computer 120.

[0055] La septième étape S322 comprend la copie des normes calculées par chaque unité de calcul depuis les mémoires locales des unités de calcul dans la mémoire globale de la carte graphique 130. Dans le cas où l’étape S321 est réalisée, seule les normes minimums sont recopiées.The seventh step S322 comprises the copy of the standards calculated by each calculation unit from the local memories of the calculation units in the global memory of the graphics card 130. In the case where the step S321 is carried out, only the standards minimums are copied.

[0056] La huitième étape S323 comprend la recherche de la norme minimum global. Cette recherche peut être effectuée par le CPU central de l’ordinateur 120 ou directement sur le GPU de la carte graphique 130. Cette dernière possibilité réduit le nombre d’échanges mémoire et permet d’accélérer la procédure. Cette étape S323 comprend la copie de sous-ensemble(s) d’extremums, de préférence minimums, depuis la mémoire globale de la carte graphique 130 vers les mémoires locales des unités de calcul, ou alternativement d’une partie des unités de calcul. Chaque unité recherchant alors le minimum dans son sous-ensemble et recopiant cette valeur en mémoire globale. La procédure se poursuit jusqu’à obtention d’un extremum global, de préférence un minimum.The eighth step S323 includes the search for the global minimum standard. This search can be performed by the central CPU of the computer 120 or directly on the GPU of the graphics card 130. The latter possibility reduces the number of memory exchanges and speeds up the procedure. This step S323 comprises the copying of subset (s) of extremums, preferably minimums, from the global memory of the graphics card 130 to the local memories of the calculation units, or alternatively of a part of the calculation units. Each unit then searches for the minimum in its subset and copies this value to global memory. The procedure continues until an overall extremum is obtained, preferably a minimum.

[0057] Les calculs des produits scalaires hermitiens[0057] Calculations of hermitian scalar products

réalisés pendant la projection des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes dans l’espace vectoriel de bruit, pour chacun des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes et de leur norme par le GPU de la carte graphique 130, permettent un gain de temps de calcul qui dépend de la précision recherchée. En effet, plus le nombre de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes est grand, plus la précision est grande (l’espace des paramètres étant discrétisé de manière plus fine) et plus le temps de calcul est grand. Par exemple, pour une précision comprise entre 1° et 3°, le temps de calcul est compris entre 100 ns et 10 ms, de préférence entre 250 ns et 1 ms, de manière encore plus préférée entre 400 ns et 600 ns. En comparaison, le temps de calcul sur le CPU de l’ordinateur 120 est pour la même précision est de l’ordre de 30 ms.performed during the projection of the predefined antennas response model vectors in the noise vector space, for each of the predefined vector models of response of the antennas and their standard by the GPU of the graphics card 130, allow a saving of time calculation that depends on the precision sought. In fact, the larger the number of predefined antennas response model vectors, the greater the accuracy (the parameter space being more discretized) and the greater the computing time. For example, for a precision between 1 ° and 3 °, the calculation time is between 100 ns and 10 ms, preferably between 250 ns and 1 ms, even more preferably between 400 ns and 600 ns. In comparison, the computing time on the CPU of the computer 120 is for the same accuracy is of the order of 30 ms.

[0058] Selon un deuxième aspect, l’invention se rapporte à une méthode 400 pour localiser une source RF 101. Cette méthode comprend les étapes : S410, obtention d’une première direction d’une source RF 101 par rapport à un premier réseau d’antennes 111 selon la méthode expliquée ci-dessus, S420, obtention d’une seconde direction de la même source RF 101 par rapport à un second réseau d’antennes 111 selon la méthode expliquée ci-dessus, S430, calcul de l’intersection des droites définies par les première et seconde directions et S440, localisation de la source par rapport aux premier et second réseaux d’antennes 111. La distance et l’orientation relative entre les deux réseaux 111 étant connues. De préférence, les droites définies par les premières et deuxième direction sont gauches et leur intersection est définie comme le point situé à mi-distance de la distance minimale entre les deux droites. En connaissant la distance et l’orientation relative entre les deux réseaux d’antennes 111 et les directions des deux droites, on peut connaître, par trigonométrie, la position de la source RF 101.According to a second aspect, the invention relates to a method 400 for locating an RF source 101. This method comprises the steps: S410, obtaining a first direction of an RF source 101 relative to a first network of antennas 111 according to the method explained above, S420, obtaining a second direction of the same RF source 101 with respect to a second antenna array 111 according to the method explained above, S430, calculation of the intersection of the lines defined by the first and second directions and S440, location of the source relative to the first and second antenna arrays 111. The distance and the relative orientation between the two networks 111 are known. Preferably, the lines defined by the first and second directions are left and their intersection is defined as the point located midway from the minimum distance between the two lines. By knowing the distance and the relative orientation between the two antenna arrays 111 and the directions of the two lines, it is possible to know, by trigonometry, the position of the RF source 101.

[0059] Selon un troisième aspect, l’invention se rapporte à un appareil 100 pour trouver la direction d’au moins une source RF 101 comprenant :au moins un module RF 110 comprenant: un réseau d’antennes 111 comprenant une pluralité d’antennes 112, un contrôleur 113 configuré pour: le traitement des signaux RF, la conversion des signaux RF en signaux digitaux ; un ordinateur 120 muni d’une carte graphique 130 ; des connexions 102 pour connecter l’au moins un module RF 110 à l’ordinateur 120 ; ledit appareil 100 étant configuré pour exécuter la méthode pour trouver la direction d’au moins une source RF 101 décrite ci-dessus. De préférence, l’appareil 100 comprendra deux réseaux d’antennes 111 pour trouver la localisation d’au moins une source RF 101. De préférence, le ou les réseaux d’antennes 111 comprennent entre 2 et 24 antennes 112, de préférence entre 4 et 16 antennes 112, de manière encore plus préférée le réseau comprend 8 antennes 112. De préférence, le contrôleur 113 de l’au moins un module RF 110 comprend un circuit logique programmable et/ou un microcontrôleur.According to a third aspect, the invention relates to an apparatus 100 for finding the direction of at least one RF source 101 comprising: at least one RF module 110 comprising: an antenna array 111 comprising a plurality of antennas 112, a controller 113 configured for: processing RF signals, converting RF signals into digital signals; a computer 120 provided with a graphics card 130; connections 102 for connecting the at least one RF module 110 to the computer 120; said apparatus 100 being configured to execute the method for finding the direction of at least one RF source 101 described above. Preferably, the apparatus 100 will comprise two antenna arrays 111 for finding the location of at least one RF source 101. Preferably, the antenna array (s) 111 comprise between 2 and 24 antennas 112, preferably between 4 and 16 antennas 112, even more preferably the network comprises 8 antennas 112. Preferably, the controller 113 of the at least one RF module 110 comprises a programmable logic circuit and / or a microcontroller.

[0060] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. En particulier, l’invention concerne également les combinaisons des caractéristiques techniques des modes de réalisation énoncés plus haut. L’usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L’usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « I’ », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.The present invention has been described in relation to specific embodiments, which have a purely illustrative value and should not be considered as limiting. In general, the present invention is not limited to the examples illustrated and / or described above. In particular, the invention also relates to combinations of the technical characteristics of the embodiments described above. The use of the verbs "to understand", "to include", "to include", or any other variant, as well as their conjugations, can in no way exclude the presence of elements other than those mentioned. The use of the indefinite article "a", "an", or the definite article "the", "the" or "I", to introduce an element does not exclude the presence of a plurality of these elements. The reference numerals in the claims do not limit their scope.

[0061] En résumé, l’invention peut également être décrite comme suit : Méthode pour déterminer la direction d’une source radiofréquence à partir de signaux reçus par un réseau d’antennes 111 et en effectuant une recherche d’un minimum des normes des projections de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes dans un espace vectoriel engendré par N-P vecteurs propres d’une matrice de corrélation du signal reçu, les N-P vecteurs correspondant aux N-P valeurs propres les plus faibles, N étant le nombre d’antennes et P le nombre de source(s) émettant simultanément (P=1 pour une source). Les calculs étant majoritairement réalisés sur le processeur d’une carte graphique.In summary, the invention can also be described as follows: Method for determining the direction of a radiofrequency source from signals received by an antenna array 111 and performing a search for a minimum of the standards of the predefined vector projections of antenna response models in a vector space generated by NP eigenvectors of a correlation matrix of the received signal, the NP vectors corresponding to NP the lowest eigenvalues, N being the number of antennas and P the number of sources (s) emitting simultaneously (P = 1 for a source). The calculations being mainly made on the processor of a graphics card.

Claims (14)

Revendicationsclaims 1. Méthode (200) pour déterminer la direction d’une source radiofréquence (101) comprenant les étapes : a. mise à disposition (S201) d’un ordinateur (120) muni d’une carte graphique (130) ; b. mise à disposition (S202) d’un module radiofréquence (110) comprenant : au moins un réseau d’antennes (111) comprenant chacun N antennes (112), N étant strictement plus grand qu’un, un contrôleur (113) configuré pour : le traitement des signaux radiofréquences reçus par lesdites antennes (112), la conversion de ces signaux radiofréquences en signaux digitaux ; c. connexion (S203) du module radiofréquence (110) à l’ordinateur (120) via une connexion (102) ; d. réception (S210) d’un signal radiofréquences par chacune des N antennes (112) du réseau d’antennes (111); e. conversion (S211 ) de N valeurs échantillonnées à un même instant dans chacun des N signaux radiofréquences reçus par les antennes (112), en N signaux digitaux par le contrôleur (113) du module radiofréquence (110) et stockage desdits signaux digitaux dans un vecteur colonne (y) ; f. transmission (S212) du vecteur colonne (y) comprenant les N signaux digitaux vers l’ordinateur (120) ; g. calcul (S220) d’une matrice de corrélation (C) en multipliant le vecteur colonne (y) comprenant les N signaux digitaux par le vecteur colonne transposé conjugué (yh) ; h. décomposition spectrale (S221) de la matrice de corrélation (C) pour obtenir des vecteurs propres de bruit {vt) ; caractérisée en ce que la méthode comprend en outre les étapes : i. obtention de vecteurs (S230) prédéfinis de modèles de réponse des antennes (H(nk,rk,ek)) ; j. projections (S231) de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes (H(nk,Tk,ek)) respectivement dans l’espace vectoriel engendré par les vecteurs de bruit (^), ces projections étant effectuées par le processeur de la carte graphique ; k. calcul des normes (S232) des résultats des projections obtenues à l’étape i, ce calcul étant effectué par le processeur de la carte graphique (GPU) ; l. recherche d’une norme extremum (S233), de préférence minimum et du vecteur prédéfini (//(nfc,Tfc,efc)) correspondant à cette norme ; m. obtention de la direction (S234) de la source radiofréquence correspondant à la direction du vecteur prédéfini trouvé à l’étape I.A method (200) for determining the direction of a radio frequency source (101) comprising the steps of: a. providing (S201) a computer (120) with a graphics card (130); b. providing (S202) a radio frequency module (110) comprising: at least one antenna array (111) each comprising N antennas (112), N being strictly greater than one, a controller (113) configured to : processing the radio frequency signals received by said antennas (112), converting these radio frequency signals into digital signals; vs. connecting (S203) the radio frequency module (110) to the computer (120) via a connection (102); d. receiving (S210) a radio frequency signal from each of the N antennas (112) of the antenna array (111); e. converting (S211) N sampled values at the same instant in each of the N radio frequency signals received by the antennas (112) into N digital signals by the controller (113) of the radio frequency module (110) and storing said digital signals in a vector column (y); f. transmitting (S212) the column vector (y) comprising the N digital signals to the computer (120); boy Wut. calculating (S220) a correlation matrix (C) by multiplying the column vector (y) comprising the N digital signals with the conjugated transposed column vector (yh); h. spectral decomposition (S221) of the correlation matrix (C) to obtain eigenvectors of noise {vt); characterized in that the method further comprises the steps of: i. obtaining vectors (S230) predefined antennas response models (H (nk, rk, ek)); j. projections (S231) of predefined vectors of antenna response models (H (nk, Tk, ek)) respectively in the vector space generated by the noise vectors (^), these projections being made by the graphics card processor ; k. calculating the standards (S232) of the results of the projections obtained in step i, this calculation being carried out by the processor of the graphics card (GPU); l. searching for an extremum standard (S233), preferably minimum, and the predefined vector (// (nfc, Tfc, efc)) corresponding to this standard; m. obtaining the direction (S234) of the radiofrequency source corresponding to the direction of the predefined vector found in step I. 2. Méthode pour déterminer la direction d’une source radiofréquence (101) selon la revendication 1, dans laquelle les étapes e à g comprennent : a. conversion de N*M, M étant strictement plus grand qu’un, valeurs échantillonnées à M instants dans chacun des N signaux radiofréquences reçus par les antennes (112), en N*M signaux digitaux par le contrôleur (113) du module radiofréquence et stockage desdits signaux digitaux dans M vecteurs colonnes (ys) ; b. transmission des M vecteurs colonnes (ys) comprenant chacun N signaux digitaux vers l’ordinateur ; c. calcul de matrices de corrélation instantanée en multipliant de chacun des M vecteurs colonnes (ys) comprenant les N signaux digitaux par chacun des M vecteurs colonnes transposés conjugués (ysh), et calcul de la matrice de corrélation (C) comme la moyenne arithmétique des matrices de corrélations instantanées.The method for determining the direction of a radiofrequency source (101) according to claim 1, wherein steps e to g comprise: a. conversion of N * M, M being strictly greater than one, values sampled at M moments in each of the N radio frequency signals received by the antennas (112), in N * M digital signals by the controller (113) of the radiofrequency module and storing said digital signals in M column vectors (ys); b. transmitting the M column vectors (ys) each comprising N digital signals to the computer; vs. calculating instant correlation matrices by multiplying each of M column vectors (ys) comprising the N digital signals by each of the M conjugated transposed column vectors (ysh), and calculating the correlation matrix (C) as the arithmetic mean of the matrices instantaneous correlations. 3. Méthode (240) pour déterminer la direction d’une source radiofréquence (101) selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes (H(nk,Tk, ek)) sont obtenus en réalisant les étapes suivantes : a. discrétisation (S241) d’une demi sphère unitaire en une grille de points selon deux angles (α,β) correspondant à la direction d’un vecteur unitaire issu du centre de la sphère et pointant vers un des points de la grille ; b. discrétisation (S242) de l’espace des polarisations de l’onde d’arrivée en un ensemble discret de points selon deux valeurs complexes (τ, e) et pour chacun des couples d’angles {α,β) d’une direction ; c. simulation et/ou mesure (S243) de la réponse fréquentielle du réseau d’antennes (111) pour chacun des couples d’angles (α,β) et de polarisations (τ, e) ; d. obtention et stockage (S244) des vecteurs {H(nk,zk, ek)) recherchés.A method (240) for determining the direction of a radio frequency source (101) according to any one of the preceding claims, wherein the predefined vectors of antenna response patterns (H (nk, Tk, ek)) are obtained by realizing the following steps: a. discretizing (S241) a unit half-sphere into a grid of points according to two angles (α, β) corresponding to the direction of a unit vector from the center of the sphere and pointing to one of the points of the grid; b. discretizing (S242) the polarization space of the arrival wave into a discrete set of points according to two complex values (τ, e) and for each of the pairs of angles {α, β) of a direction; vs. simulation and / or measurement (S243) of the frequency response of the antenna array (111) for each pair of angles (α, β) and of polarizations (τ, e); d. obtaining and storing (S244) the searched vectors {H (nk, zk, ek)). 4. Méthode (310) pour déterminer la direction d’une source radiofréquence (101) selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les étapes j et k de la revendication 1 sont réalisées en calcul parallèle sur les unités de calcul (340) du processeur de la carte graphique (GPU) en effectuant les étapes de : a. copie (S311) des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes {H(nk,rk,ek)) dans une mémoire globale (331) de la carte graphique (130) ; b. copie (S312) des vecteurs propres de bruit (vt) dans la mémoire globale (331) de la carte graphique (130) ; c. copie (S313) de sous-ensembles distincts de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes (H(nk,rk,ek)) respectivement dans une mémoire locale (341 ) de chaque unité de calcul (340) ; d. copie (S314) des vecteurs de bruit (vt) dans la mémoire locale (341) de chaque unité de calcul (340) ; e. calcul (S320), par chaque unité de calcul (340), des normes des projections des vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes (H(nk, rk,ek)) appartenant au sous-ensemble correspondant défini à l’étape c dans l’espace vectoriel engendré par les vecteurs de bruit (vt) ; f. stockage (S321 ) du résultat de l’étape e dans la mémoire locale (341 ) et recherche, par l’unité de calcul (340), d’une norme extremum, de préférence minimum, parmi les résultats obtenus à l’étape e ; g. stockage (S322) des normes dans la mémoire globale (331 ) ; les étapes b à g pouvant être répétées, l’étape f étant optionnelle, et dans laquelle l’étape I de la revendication 1 est optionnellement réalisée en calcul parallèle sur les unités de calcul (340) du processeur de la carte graphique (GPU) en effectuant les étapes de : h. copie de sous-ensemble d’extremums, de préférence minimums, stockés en mémoire globale à l’étape g dans la mémoire locale de chaque unité de calcul (340) ; i. recherche de l’extremum de préférence minimum, stocké dans chaque mémoire locale (341 ) et copie de ces résultats en mémoire globale (331 ) ; les étapes h et i étant répétées jusqu’à obtention de l’extremum, de préférence minimum, global (S323).A method (310) for determining the direction of a radiofrequency source (101) according to any one of the preceding claims, wherein steps j and k of claim 1 are performed in parallel computation on the computing units (340) of FIG. Graphics Card Processor (GPU) by performing the steps of: a. copying (S311) predefined vectors of antenna response patterns {H (nk, rk, ek)) into a global memory (331) of the graphics card (130); b. copying (S312) eigenvectors of noise (vt) into the global memory (331) of the graphics card (130); vs. copying (S313) distinct subsets of predefined vectors of antenna response patterns (H (nk, rk, ek)) respectively into a local memory (341) of each computing unit (340); d. copying (S314) noise vectors (vt) into the local memory (341) of each computing unit (340); e. calculating (S320), by each computing unit (340), prediction standards of the predefined antennas response pattern vectors (H (nk, rk, ek)) belonging to the corresponding subset defined in step c in the vector space generated by the noise vectors (vt); f. storing (S321) the result of step e in the local memory (341) and searching, by the computing unit (340), for a standard extremum, preferably minimum, among the results obtained in step e ; boy Wut. storing (S322) standards in the global memory (331); steps b to g being repeatable, step f being optional, and in which step I of claim 1 is optionally performed in parallel computation on the computing units (340) of the graphics card processor (GPU) by performing the steps of: h. subset copy of extremums, preferably minimums, stored in global memory in step g in the local memory of each computing unit (340); i. searching for the minimum preferably extremum, stored in each local memory (341) and copying these results in global memory (331); steps h and i being repeated until the extremum, preferably minimum, global (S323). 5. Méthode pour déterminer la direction d’une source radiofréquence (101) selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le contrôleur (113) du module radiofréquence (110) comprend en un circuit logique programmable, un microcontrôleur et au moins un convertisseur analogique/digital et dans laquelle les étapes e à g de la revendication 1 consistent en : a. conversion de valeurs échantillonnées dans chacun des signaux radiofréquences reçus par les antennes (112) en signaux digitaux par l’au moins un convertisseur analogique/digital ; b. calcul d’une matrice de corrélation (C) des signaux digitaux par le circuit logique programmable ; c. transmission, par le microcontrôleur, de la matrice de corrélation (C) vers l’ordinateur via une connexion (102).A method for determining the direction of a radio frequency source (101) according to any one of the preceding claims, wherein the controller (113) of the radio frequency module (110) comprises a programmable logic circuit, a microcontroller and at least one analog converter. / digital and wherein steps e to g of claim 1 consist of: a. converting sampled values in each of the radio frequency signals received by the antennas (112) into digital signals by the at least one analog / digital converter; b. calculating a correlation matrix (C) of the digital signals by the programmable logic circuit; vs. transmission, by the microcontroller, of the correlation matrix (C) to the computer via a connection (102). 6. Méthode selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les étapes i à I de la revendication 1 ne sont réalisées que pour un sous ensemble de vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes {H(nk,Tk,ek)), ledit sous-ensemble étant choisi parmi les directions proches d’une dernière direction connue de la source radiofréquence (101) et en tenant compte d’une vitesse maximale de la source ; cette vitesse maximale pouvant être prédéfinie ou évaluée statistiquement sur base de l’historique des dernières directions connues.The method according to any one of the preceding claims, wherein steps i to I of claim 1 are performed only for a subset of predefined vectors of antenna response patterns {H (nk, Tk, ek)), said subset being chosen from directions close to a last known direction of the radiofrequency source (101) and taking into account a maximum speed of the source; this maximum speed can be predefined or evaluated statistically based on the history of the last known directions. 7. Méthode selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle vecteurs prédéfinis de modèles de réponse des antennes (H(nk,Tk,ek)) sont normalisés.The method of any of the preceding claims, wherein predefined vectors of antenna response patterns (H (nk, Tk, ek)) are normalized. 8. Méthode selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les sources radiofréquences (101 ) sont des tags RFID, wifi, bluetooth, zigbee, IEEE 802.15, IEEE 802.11, IEEE 802.16, IEEE 802.20, ou IEEE 802.22.8. Method according to any one of the preceding claims, wherein the radio frequency sources (101) are RFID tags, wifi, bluetooth, zigbee, IEEE 802.15, IEEE 802.11, IEEE 802.16, IEEE 802.20, or IEEE 802.22. 9. Méthode selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’obtention de la direction d’une source radiofréquence (101) est obtenue dans un intervalle de temps compris entre 100 ns et 10 ms, de préférence entre 250 ns et 1 ms, de manière encore plus préférée entre 400 ns et 600 ns pour une précision comprise entre 1° et 3°.9. Method according to any one of the preceding claims, in which the direction of a radiofrequency source (101) is obtained in a time interval of between 100 ns and 10 ms, preferably between 250 ns and 1 ms, even more preferably between 400 ns and 600 ns for an accuracy between 1 ° and 3 °. 10. Méthode selon une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les calculs réalisés par le processeur de la carte graphique (GPU) sont réalisés par un circuit logique programmable possédant une pluralité d’unités de calcul.10. Method according to any one of the preceding claims, wherein the calculations performed by the processor of the graphics card (GPU) are made by a programmable logic circuit having a plurality of calculation units. 11. Méthode (400) pour localiser une source radiofréquence (101 ) en effectuant les étapes suivantes : a. Obtention (S410) d’une première direction d’une source radiofréquence (101) selon une méthode pour déterminer la direction d’une source radiofréquence (101) selon une quelconque des revendications précédentes par rapport à un premier réseau d’antennes (111); b. obtention (S420) d’une deuxième direction de la même source radiofréquence (101) selon une méthode pour déterminer la direction d’une source radiofréquence (101) selon une quelconque des revendications précédentes par rapport à un deuxième réseau d’antennes (111); c. calcul (S430) de l’intersection des droites définies par les première et deuxième directions déterminées aux étapes a et b par rapport à la distance et l’orientation relative entre les modules radiofréquences (110) ; d. localisation (S440) de la position de la source radiofréquence par rapport aux premier et deuxième réseaux (111).11. Method (400) for locating a radiofrequency source (101) by performing the following steps: a. Obtaining (S410) a first direction of a radiofrequency source (101) according to a method for determining the direction of a radiofrequency source (101) according to any one of the preceding claims with respect to a first antenna array (111) ; b. obtaining (S420) a second direction of the same radiofrequency source (101) according to a method for determining the direction of a radiofrequency source (101) according to any one of the preceding claims with respect to a second antenna array (111) ; vs. calculating (S430) the intersection of the lines defined by the first and second directions determined in steps a and b relative to the distance and the relative orientation between the radio frequency modules (110); d. locating (S440) the position of the radiofrequency source with respect to the first and second networks (111). 12. Appareil (100) pour trouver la direction d’au moins une source radiofréquence comprenant : a. au moins un module radiofréquence (110) comprenant: un réseau d’antennes (111) comprenant une pluralité d’antennes (112), un contrôleur (113) configurer pour: le traitement des signaux radiofréquences, la conversion des signaux radiofréquences en signaux digitaux ; b. un ordinateur (120) muni d’une carte graphique (130) ; c. des connexions (102) pour connecter l’au moins un module radiofréquence (110) à l’ordinateur (120) ; caractérisé en ce qu’il est configuré pour exécuter une méthode selon les revendications 1 à 12.Apparatus (100) for finding the direction of at least one radiofrequency source comprising: a. at least one radiofrequency module (110) comprising: an antenna array (111) comprising a plurality of antennas (112), a controller (113) configured for: processing radio frequency signals, converting radio frequency signals to digital signals ; b. a computer (120) having a graphics card (130); vs. connections (102) for connecting the at least one radio frequency module (110) to the computer (120); characterized in that it is configured to perform a method according to claims 1 to 12. 13. Appareil (100) selon la revendication 12 dans lequel le réseau d’antennes (111) comprend entre 2 et 24 antennes (112), de préférence entre 4 et 16 antennes (112), de manière encore plus préférée le réseau comprend 8 antennes (112).13. Apparatus (100) according to claim 12 wherein the antenna array (111) comprises between 2 and 24 antennas (112), preferably between 4 and 16 antennas (112), even more preferably the network comprises 8 antennas (112). 14. Appareil (100) selon une quelconque des revendications 12 ou 13 dans lequel le contrôleur (113) de l’au moins un module radiofréquence (110) comprend un circuit logique programmable.Apparatus (100) according to any of claims 12 or 13 wherein the controller (113) of the at least one radio frequency module (110) comprises a programmable logic circuit.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050285788A1 (en) * 2003-05-22 2005-12-29 Jingmin Xin Technique for direction-of-arrival estimation without eigendecomposition and its application to beamforming at base station
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EP2293094A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-09 Fujitsu Limited Method of estimating direction of arrival and apparatus thereof

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