EP1058214A1 - Procédé de transmission bidirectionnelle de données, et système pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procédé de transmission bidirectionnelle de données, et système pour sa mise en oeuvre Download PDF

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EP1058214A1
EP1058214A1 EP00401524A EP00401524A EP1058214A1 EP 1058214 A1 EP1058214 A1 EP 1058214A1 EP 00401524 A EP00401524 A EP 00401524A EP 00401524 A EP00401524 A EP 00401524A EP 1058214 A1 EP1058214 A1 EP 1058214A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
identifier
recognition device
exchange
pulse
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00401524A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Jacques Avenel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Original Assignee
Valeo Securite Habitacle SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Securite Habitacle SAS filed Critical Valeo Securite Habitacle SAS
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07C2009/00793—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means by Hertzian waves
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    • G07C2209/60—Indexing scheme relating to groups G07C9/00174 - G07C9/00944
    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a transmission method bidirectional data and a system for its implementation.
  • an access system for example of the so-called “hands” type free ", allowing access to an enclosed space, in particular to a vehicle automotive
  • a method is used to establish a remote exchange data between a space-based recognition device closed and an identifier intended to be worn by a user, access only authorized when the recognition device has authenticated the identifier.
  • an access system runs the risk of being hacked by a set of transceivers interposed in the wireless communication between the recognition device and the identifier, this set of transmission / reception serving, in fact, only repeater.
  • a first criminal equipped with a transmission / reception system installed for example in a satchel, approaches the closed vehicle that comes to leave an authorized user, while a second criminal, equipped a transceiver system similar to that of the first perpetrator, follows the authorized user carrying the identifier.
  • the first criminal triggers an identification operation, for example by pressing a control button located on the door.
  • Signals from the recognition device are relayed by the transmission-reception system from the first criminal to the system of the second criminal, which repeats the signals from the recognition device to the identifier.
  • the latter will then respond with the authorized code, which is retransmitted by the repeater system to the recognition device which controls the unlocking of the locks and gives access to the criminal.
  • the principle of the invention consists in analyzing the delay time between the signal emitted by the recognition device and the signal returned by the identifier. More the finer this measurement, the greater the possibility of detect small parasitic delays. In addition, the fineness of the measure will be all the better as the frequency used for communication round trip will be great because the delay constants due to the different filters and processing circuits will be weaker. Since we wish to prohibit access to the vehicle, when the transmission bidirectional takes place at a distance greater than about five to ten meters, it would be necessary to be able to measure a variation of communication time of the order of 200 to 300 ns, this delay time corresponding to the signal transmission time depending on the distance separating the recognition device from the identifier.
  • the object of the invention is to propose a method of bidirectional data transmission, in which it is possible to detect a small delay time, depending on the distance separating the identifier of the recognition device.
  • the invention relates to a method of bidirectional data transmission, in an access system, by example of the so-called "hands-free" type, allowing access to an enclosed space, in particular to a motor vehicle, the method consisting in establishing remote data exchange between a recognition device installed in the enclosed space and an identifier intended to be carried by a user, access is only authorized when the recognition has authenticated the identifier, characterized in that it consists in establishing a data exchange at the same radio frequency, called RF exchange, for example at 315, 434 or 868 MHz, between the recognition device and identifier, and to be delayed, during this exchange, the transmission of a response signal by the identifier to the device for recognizing a predetermined duration, for example 0.8 ⁇ s, compared to reception by signal identifier of interrogation issued by the recognition device, so that neither the recognition device and identifier work simultaneously in transmission and reception at said exchange RF.
  • RF exchange radio frequency
  • the signal emitted by the recognition device would be picked up by the identifier, amplified, then retransmitted directly to the recognition device, this re-emitted signal being picked up again by the receiving antenna the identifier, by electromagnetic radiation, generating a oscillation generally at the center frequency of the bandpass filter in head of the amplifier amplification circuit.
  • This problem of oscillation of the identifier comes from the fact that it works as a repeater, and not simply as a reflector of the wave emitted by the vehicle.
  • the method may include, at the level of the identifier, the following steps which consist in: amplifying the signal received, delaying said amplified received signal by said duration predetermined, to detect the end of each pulse of the received signal amplified, deactivate receiver amplification and activate amplification of the transmitter of the identifier after the detection of the end of each pulse, to amplify the delayed signal to re-emit it to the recognition device, to deactivate the amplification of the transmitter and activate the amplification of the receiver of the identifier, end of a given time delay, for example of the order of 5 ⁇ s, at count from the detection of the end of each pulse.
  • the method consists, at the level of the device of recognition, to transmit said pulsating oscillating signal to the RF exchange: to generate an oscillating signal at a radio frequency of Fo reference significantly different from the exchange RF, to be generated a continuous pulsed signal known as the first control signal having the same recurrence period and the same duration of signal pulses oscillating pulsed above, to supply a frequency divider by N by said first control signal, to be entered into said divider said oscillating signal for outputting a pulsating oscillating signal having a frequency Fo / N, to mix said oscillating signal pulsed with Fo / N with said signal oscillating at Fo, filtering the outgoing mixed signal to center it on the frequency Fo + Fo / N, said central frequency corresponding to the exchange RF, and to send to the identifier said filtered mixed signal.
  • the frequency of reference of the oscillating signal is not the exchange RF, because otherwise, the presence of a permanent oscillator near the reception of the recognition device would have the effect of saturating the receiving circuit which is intended to receive a response signal to this same frequency.
  • the saturation of the reception circuit at reference oscillation frequency can be achieved by radiation and electrical conduction through the earths of the device, even if the oscillator is shielded against electromagnetic interference. Since the remote data exchange takes place at the same RF exchange, it is necessary that this signal be transmitted with a high accuracy, for example with a maximum variation of +/- 150 KHz. To obtain such precision, resonators can be used so-called surface wave, whose start-up time is very long, by example about 10 ⁇ s.
  • the receiving circuit would be saturated at the oscillation frequency of the oscillator, during a duration of approximately 2 ⁇ s, which would prevent the receiving circuit from recognition device to receive the signal returned by the identifier, with an overall delay of approximately 1 ⁇ s.
  • the method consists in switching the recognition device on its transmission circuit or its reception, in response to the first command signal, the recognition switching on the transmission circuit during each pulse of the first control signal and on the reception circuit between the pulses of said first control signal.
  • the method consists, at the level of the recognition device, in receiving the signal oscillating pulsed delayed and reissued by the identifier, to mix it with said signal oscillating at Fo, to filter the signal thus mixed leaving for center it on the frequency Fo / N, to detect the signal envelope as well filtered, to measure the time interval between the rising edge of each pulse of the first control signal and the rising edge of each pulse of the envelope signal detected, to compare this time measurement with an initially memorized delay value, by example of the order of 1 ⁇ s, which is learned by the system, so prevent the exchange of identification data if the statistical difference on several pulses between the measured time and the stored time, is greater than a predetermined threshold value, for example 200 ns, in order to secure the transmission beyond a predetermined distance, for example 5 to 10 meters, in particular to avoid hacking by interposition of an unauthorized repeater between the recognition and identifier.
  • a predetermined threshold value for example 200 ns
  • the method may consist, at the level of recognition device, for receiving the signal retransmitted by the identifier, to generate a continuous pulsed observation signal, the pulse duration, for example 400 ns, corresponds to a window listening, with the same recurrence period as the first signal command, said window being centered on the delay value initially memorized, and detecting the possible rising edge of a envelope signal pulse detected during each window listening.
  • the predetermined threshold value corresponds to half of a listening window, for example approximately 200 ns.
  • the method consists, at the recognition device, for signal reception re-issued by the identifier, to generate a second continuous pulsed signal command, each pulse of which begins at the end of each first control signal pulse and ends after a duration less than the recurrence period of the first signal control, said second control signal serving to supply the recognition device receiving mixer.
  • the method may consist, at the identifier level, of inhibit the re-emission of certain pulses in a sequence predetermined, previously transmitted by the recognition, and, at the level of the recognition device, to measure the time interval for the pulses received during the listening windows corresponding to uninhibited pulses, and to count the number of pulses possibly received during the listening windows corresponding to the inhibited pulses, in order to detect the possible presence of an unauthorized repeater nearby of the recognition device, at a distance below the limit maximum allowed.
  • the method can consist, at the level of the identifier, to cut the delayed signal before its retransmission, according to the binary value of the bits of a coded identification signal previously transmitted by the recognition device.
  • the invention also relates to a transmission system bidirectional data for the implementation of the method such as previously defined, characterized in that it comprises a device recognition installed in the confined space, including a circuit radio frequency transmission, a radio frequency reception circuit, which are both connected to the same first antenna, via a two-way switch, an identifier intended to be worn by a user, comprising a radiofrequency transmitter and a receiver radio frequencies, both of which are connected to the same second antenna, via a second two-way switch, and a delay means interposed between the output of the receiver and the input of the transmitter of the identifier, to delay the retransmission of the signal by the identifier to the same exchange RF as the transmission of the signal by the recognition device, of a predetermined duration to avoid any overlap between the signals received and transmitted by the identifier or the recognition system.
  • a device recognition installed in the confined space, including a circuit radio frequency transmission, a radio frequency reception circuit, which are both connected to the same first antenna, via a two-way switch, an identifier
  • the circuit of the recognition device comprises an oscillator with reference frequency Fo which is intended to deliver an output signal oscillating at said reference frequency, said output signal being supplied in parallel to a frequency divider by N and to a mixer, said divider being intended to be supplied by a first signal continuous pulsed control delivered by a central management unit, the divider output terminal being connected to another input of the mixer, the mixer being connected at its output to an amplifier power gain transmission, the output of which is connected to a first so-called transmission terminal of the first switch of the recognition.
  • the first switch has a third common terminal connected in series to a filter bandpass centered on the exchange RF and at said first antenna, the switch being controlled by said first control signal.
  • the central processing unit management is able to generate a second pulsed control signal continuous whose pulses are alternated with those of the first signal control, to control the power supply to the preamplifier, amplifier and mixer of the receiving device circuit recognition.
  • the means self-timer has a delay line, consisting for example of surface wave components.
  • Surface wave components use the acoustic propagation of electromagnetic waves on a quartz bar, the propagation speed being around 300 m / s.
  • the signal can be memorized using a calibrated RC circuit, then reshaped and regenerated using an assembly analogous to the transmission circuit of the recognition device, in order to avoid saturation of the receiver the identifier.
  • the on-board recognition device on a vehicle has a central management unit 1 for control a transmission circuit E and a reception circuit R, which , are both connected to the same transmitting / receiving antenna 2.
  • the transmission circuit E comprises an oscillator 3 with a fixed frequency Fo, for example around 386 MHz.
  • the output of the oscillator 3 is connected, in parallel, to an input terminal of a frequency mixer 4, and to the input terminal of a frequency divider 5.
  • the power supply of the divider 5 is controlled by a first control signal V1 which is generated by a pulse generator integrated in the central management unit 1.
  • This pulse generator delivers a DC voltage, in the form of slots, the duration of each pulse I1 being l 'order of 500 ns and the time interval between two pulses being of the order of 50 ⁇ s.
  • the divider 5 When the power supply of the divider 5 is cut, it delivers a zero output signal. On the other hand, when the divider 5 is supplied, it delivers at output a pulsating oscillating signal, whose carrier frequency is equal to Fo / N, that is to say approximately 48 MHz, when the divisor number N is equal to 8, and whose value is zero between each pulse.
  • the output of the divider 5 is connected to the other input terminal of the above-mentioned frequency mixer 4.
  • the mixer 4 is very broadband and summes the spectrum received from the divider 5, with the oscillating signal coming from the oscillator 3, in order to output a pulsed oscillating signal having as carrier frequency the sum Fo + Fo / N which corresponds to the exchange RF, ie approximately 434 MHz.
  • the output of the mixer 4 is connected to the input of a power gain transmission amplifier 6, the output of which is connected to a first so-called transmission terminal 7 a , of a two-way switch 7.
  • the transmission circuit E consists of the above elements 3 to 6.
  • the switch 7 is connected by a second terminal 7 b called reception to the reception circuit R.
  • a third common terminal 7 c of the switch 7 is connected to a bandpass filter 8, broadband, centered on the exchange RF , i.e. at Fo + Fo / N.
  • This filter 8 is connected in series to the above-mentioned antenna 2.
  • the position of the switch 7 is controlled by the first control signal V1 generated by the central management unit 1, via a link 9.
  • the switch 7 can take two positions: one establishes a link between the first terminal 7 a and the common terminal 7 c , as shown in solid lines in FIG. 1, for switching the recognition device to the transmission circuit E; the other position shown in dotted lines establishes a connection between the common terminal 7 c and the second terminal 7 b , to switch the recognition device to the reception circuit R.
  • the switch 7 switches to its transmitting position when the signal V1 generates the pulses I1, and switches to its receiving position, when the signal V1 is between the pulses I1.
  • the reception circuit R comprises a low noise preamplifier 10, the input of which is connected to the second terminal 7b of the aforementioned switch 7.
  • the output of the preamplifier 10 is connected to an input of a second frequency mixer 11 which receives on its other input the signal oscillating at the frequency Fo coming from the oscillator 3 of the transmission circuit E.
  • the output signal from the mixer 11 is supplied to a bandpass filter 12, centered on the frequency Fo / N.
  • the filter 12 is connected in series successively to a power gain amplifier 13 and to an envelope detector 14.
  • the output signal from the envelope detector 14 is a DC voltage V2, in the form of slots, whose pulses I2 are offset in time with respect to the pulses I1, by a delay T as a function of the distance between the recognition device and the identifier and of the time specific to their electronic circuits (see FIG. 3).
  • This signal V2 is supplied to the central management unit 1 which includes a microprocessor for measuring the time interval T between a transmitted pulse I1 and a received pulse I2.
  • the central management unit 1 is capable of delivering a second control signal V3 which consists of a voltage continues, in the form of slots, each pulse I3 of the signal V3 having a rising edge which coincides with the falling edge of a associated I1 pulse, the end of the I3 pulse occurring before the front amount of the next pulse I1 of the first control signal V1.
  • the signal V3 is intended to control by line 15 the supply of the preamplifier 10, mixer 11 and amplifier 13.
  • the duration of each I3 pulse is long enough to allow reception of the signal by the identifier, its processing by the identifier, its return from the identifier to the recognition device, and the reception of the signal by the recognition device.
  • the central management unit 1 To measure whether the above time interval T corresponds at a normal delay, the central management unit 1 generates a signal observation V4 which consists of a DC voltage, in the form of niche, of which each pulse I4 corresponds to a window listening time of which is around 400 ns, and whose center corresponds to the predetermined average delay time which is for example on the order of 1 ⁇ s.
  • V4 a signal observation
  • the unit control center observes whether a rising edge of an I2 pulse from the V2 signal is detected. If such a rising edge is detected during a listening window I4, the microprocessor validates the correct delay and the stores in an incremental variable.
  • the identifier comprises a single transmitting / receiving antenna 21 which is connected in series successively to a bandpass filter 22 centered on the exchange RF, and to the common terminal 23 has a two-way switch 23.
  • the switch 23 can take two positions: a first position shown in solid lines in Figure 2, for which the common terminal 23 a is connected to a terminal 23 b called reception; a second position shown in dotted lines, for which a third so-called transmission terminal 23 c is connected to the common terminal 23 a .
  • the position of the switch 3 is controlled by a central control unit 24, thanks to a link 25 at the output of this unit 24.
  • the reception terminal 23 b is connected to the input of a reception amplifier 26 with power gain, the output of this reception amplifier 26 being connected, on the one hand, to an analog delay line 27, and d on the other hand, to a level detector 28.
  • the delay line 27 is intended to output the signal received with a predetermined delay ⁇ , for example of the order of 800 ns. In this case, if the duration of a pulse I1 is 500 ns, this same pulse will be retransmitted about 300 ns after the end of reception of this pulse.
  • the output of the delay line 27 is connected to the input of a transmission amplifier 29, the output of which is connected to the transmission terminal 23 c of the switch 23, by means of a cutter 30.
  • the delay line 27 delivers to the amplifier 29, of which the power supply was previously activated, the signal with a delay ⁇ .
  • Each pulse of the signal thus delayed is re-emitted by the identifier, if the cutter 30 closes the transmission circuit.
  • the opening sequence and closing the cutter 30 is determined by a sequence known by both the identifier and the recognition device. This sequence can correspond to the identification code specific to each vehicle, this identification code being transmitted by the device of recognition to the identifier, at the start of each interrogation.
  • the central control unit 24 will control both the switching switch 23 to its receiving position illustrated in solid lines in FIG. 2, the deactivation of the supply of the emission amplifier 29 and the activation of the supply of the reception amplifier 26, at the end of a time delay predetermined, for example of the order of 5 ⁇ s, which is initialized by the detection of the end of each pulse, by the level detector 28. So the identifier is ready to process the next signal pulse resignation.
  • the central management unit 1 switches the switch 7 towards its position in solid line in FIG. 1.
  • the recognition device transmits, via antenna 2, a signal oscillating pulsed, whose carrier frequency corresponds to the exchange radio frequency, and whose signal envelope corresponds to signal V1.
  • This interrogation signal is received by the identifier whose switch 23 is switched to the position shown in solid lines on Figure 2, to receive the identification signal.
  • this code is stored in the unit control unit 24, so that the cutter can be controlled 30.
  • the identifier After a delay time ⁇ , the identifier retransmits the signal, at the same carrier frequency, whose envelope corresponds to signal V2, with certain pulses I2 'having been obscured, in accordance with the bit sequence of identification code B.
  • the response signal sent by the identifier is received by the recognition device which has meanwhile switched the switch 7 to the reception circuit R.
  • the signal thus received by the recognition device is processed in the reception circuit R, in order to deliver the signal V2 to the central management unit 1. If the signal went through an authorized identifier, located at a distance less than a predetermined vehicle limit, the correct delay time is around 1 ⁇ s.
  • the pulse I2 of the signal V2 has an edge amount located in a listening window I4 centered on the average delay 1 ⁇ s, with a margin of error of +/- 200 ns.
  • the recognition device knows it should not receive a pulse in the response signal, when the pulse corresponds to an equal bit to 0 of the identification code.
  • the proposed system makes it possible to secure a bidirectional radio frequency transmission by detecting the presence relay transmitter between the vehicle identification circuit and the badge integrating the identifier, using it as a partial repeater of the identification signal, and by prohibiting access to the vehicle or confined space, when such relay transmitters are detected due too long a delay or the receipt of an impulse to be obscured according to the vehicle identification code.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de transmission bidirectionnelle de données, dans un système d'accès, par exemple du type dit « mains libres », permettant l'accès à un espace clos, en particulier à un véhicule automobile, le procédé consistant à établir un échange à distance de données entre un dispositif de reconnaissance installé dans l'espace clos et un identifiant destiné à être porté par un utilisateur, l'accès n'étant autorisé que lorsque le dispositif de reconnaissance a authentifié l'identifiant.
Ce procédé consiste à établir un échange de données à la même radiofréquence, dite RF d'échange, par exemple à 315, 434 ou 868 MHz, entre le dispositif de reconnaissance et l'identifiant, et à retarder, au cours de cet échange, l'émission d'un signal de réponse par l'identifiant vers le dispositif de reconnaissance d'une durée prédéterminée (τ), par exemple 0,8 µs, par rapport à la réception par l'identifiant d'un signal d'interrogation émis par le dispositif de reconnaissance afin que ni le dispositif de reconnaissance ni l'identifiant fonctionnent simultanément en émission et en réception à ladite RF d'échange.

Description

La présente invention concerne un procédé de transmission bidirectionnelle de données et un système pour sa mise en oeuvre.
Dans un système d'accès, par exemple du type dit "mains libres", permettant l'accès à un espace clos, en particulier à un véhicule automobile, un tel procédé est utilisé pour établir un échange à distance de données entre un dispositif de reconnaissance installé dans l'espace clos et un identifiant destiné à être porté par un utilisateur, l'accès n'étant autorisé que lorsque le dispositif de reconnaissance a authentifié l'identifiant. Toutefois, un tel système d'accès court le risque d'être piraté par un ensemble d'émission-réception intercalé dans la communication sans fil entre le dispositif de reconnaissance et l'identifiant, cet ensemble d'émission/réception servant, en fait, uniquement de répéteur.
Par exemple, deux malfaiteurs agissant de conserve pourraient obtenir l'accès à l'espace clos de la manière suivante. Un premier malfaiteur, équipé d'un système d'émission/réception installé par exemple dans une sacoche, s'approche du véhicule fermé que vient de quitter un utilisateur autorisé, tandis qu'un second malfaiteur, équipé d'un système d'émission-réception semblable à celui du premier malfaiteur, suit l'utilisateur autorisé portant l'identifiant. Lorsque l'utilisateur autorisé est suffisamment éloigné, le premier malfaiteur déclenche une opération d'identification, par exemple par appui sur un bouton de commande situé sur la portière. Des signaux émis par le dispositif de reconnaissance sont relayés par le système d'émission-réception du premier malfaiteur vers le système du second malfaiteur, qui répète les signaux du dispositif de reconnaissance vers l'identifiant. Ce dernier va alors répondre par le code autorisé, qui est retransmis par le système répéteur jusqu'au dispositif de reconnaissance qui commande le déverrouillage des serrures et donne accès au malfaiteur.
Pour résoudre ce problème, le principe de l'invention consiste à analyser le temps de retard entre le signal émis par le dispositif de reconnaissance et le signal renvoyé par l'identifiant. Plus la mesure de ce temps sera fine, plus grande sera la possibilité de détecter des retards parasites faibles. En outre, la finesse de la mesure sera d'autant meilleure que la fréquence utilisée pour la communication aller-retour sera grande, car les constantes de retard dues aux différents filtres et circuits de traitement seront plus faibles. Etant donné que l'on souhaite interdire l'accès au véhicule, lorsque la transmission bidirectionnelle s'effectue à une distance supérieure à environ cinq à dix mètres, il serait nécessaire de pouvoir mesurer une variation de temps de communication de l'ordre de 200 à 300 ns, ce temps de retard correspondant à la durée de transmission du signal en fonction de la distance séparant le dispositif de reconnaissance de l'identifiant.
Dans un système connu, le signal d'interrogation est émis par le dispositif de reconnaissance en basse fréquence, par exemple à 125 KHz, et l'identifiant renvoie un signal de réponse en radiofréquence, par exemple à 433,92 MHz. Dans un tel système, le dispositif de reconnaissance reçoit le signal de réponse avec un temps de retard qui est la somme du temps lié à la bande passante des circuits électroniques et du temps lié à la distance séparant le dispositif de reconnaissance et l'identifiant. Le temps lié à la distance est de l'ordre de 6,6 ns/m, alors que le temps lié à la bande passante peut être de l'ordre de 120 µs avec un sautillement propre de 8 µs. On comprend donc que pour calculer un retard de l'ordre de 300 ns, ce retard est noyé dans la résolution du système qui est supérieure à 8 µs. En fait, pour détecter un retard de 300 ns, il faudrait que le temps lié à la bande passante ne soit pas supérieur à 1 µs avec un sautillement propre de 100 à 200 ns au maximum.
L'invention a pour but de proposer un procédé de transmission bidirectionnelle de données, dans lequel il soit possible de détecter un faible temps de retard, en fonction de la distance séparant l'identifiant du dispositif de reconnaissance.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de transmission bidirectionnelle de données, dans un système d'accès, par exemple du type dit "mains libres", permettant l'accès à un espace clos, en particulier à un véhicule automobile, le procédé consistant à établir un échange à distance de données entre un dispositif de reconnaissance installé dans l'espace clos et un identifiant destiné à être porté par un utilisateur, l'accès n'étant autorisé que lorsque le dispositif de reconnaissance a authentifié l'identifiant, caractérisé par le fait qu'il consiste à établir un échange de données à la même radiofréquence, dite RF d'échange, par exemple à 315, 434 ou 868 MHz, entre le dispositif de reconnaissance et l'identifiant, et à retarder, au cours de cet échange, l'émission d'un signal de réponse par l'identifiant vers le dispositif de reconnaissance d'une durée prédéterminée, par exemple 0,8 µs, par rapport à la réception par l'identifiant d'un signal d'interrogation émis par le dispositif de reconnaissance, afin que ni le dispositif de reconnaissance ni l'identifiant fonctionnent simultanément en émission et en réception à ladite RF d'échange. Dans un tel système de communication mono-fréquence, en retardant la réémission du signal par l'identifiant, on évite que l'ensemble émetteur-récepteur de l'identifiant ne fonctionne en oscillateur.
En effet, si un tel retard n'était pas prévu, le signal émis par le dispositif de reconnaissance serait capté par l'identifiant, amplifié, puis réémis directement vers le dispositif de reconnaissance, ce signal réémis étant capté à nouveau par l'antenne réceptrice de l'identifiant, par rayonnement électromagnétique, engendrant une oscillation généralement à la fréquence centrale du filtre passe-bande en tête du circuit d'amplification de l'identifiant. Ce problème d'oscillation de l'identifiant provient du fait que ce dernier fonctionne en répéteur, et non simplement en réflecteur de l'onde émise par le véhicule.
Avantageusement, le procédé consiste à émettre, au niveau du dispositif de reconnaissance, un signal oscillant pulsé, dont la fréquence porteuse de chaque impulsion correspond à ladite RF d'échange, la durée de chaque impulsion étant très courte, par exemple de l'ordre de 0,5 µs, par rapport à la période de récurrence, par exemple de l'ordre de 50 µs, des impulsions, à recevoir, au niveau de l'identifiant, ledit signal oscillant pulsé et à retarder sa réémission vers le dispositif de reconnaissance de ladite durée prédéterminée, qui est supérieure à la durée d'une impulsion et nettement inférieure à ladite période de récurrence, à réémettre ledit signal oscillant pulsé retardé vers le dispositif de reconnaissance, et à recevoir, au niveau du dispositif de reconnaissance, ledit signal oscillant pulsé retardé réémis par l'identifiant.
Dans ce cas, le procédé peut comporter, au niveau de l'identifiant, les étapes suivantes qui consistent : à amplifier le signal reçu, à retarder ledit signal reçu amplifié de ladite durée prédéterminée, à détecter la fin de chaque impulsion du signal reçu amplifié, à désactiver l'amplification du récepteur et à activer l'amplification de l'émetteur de l'identifiant après la détection de la fin de chaque impulsion, à amplifier le signal retardé pour le réémettre vers le dispositif de reconnaissance, à désactiver l'amplification de l'émetteur et à activer l'amplification du récepteur de l'identifiant, au bout d'une temporisation donnée, par exemple de l'ordre de 5 µs, à compter de la détection de la fin de chaque impulsion.
De préférence, le procédé consiste, au niveau du dispositif de reconnaissance, pour émettre ledit signal oscillant pulsé à la RF d'échange : à engendrer un signal oscillant à une radiofréquence de référence Fo sensiblement différente de la RF d'échange, à engendrer un signal pulsé continu dit premier signal de commande ayant la même période de récurrence et la même durée des impulsions du signal oscillant pulsé précité, à alimenter un diviseur de fréquence par N par ledit premier signal de commande, à entrer dans ledit diviseur ledit signal oscillant pour délivrer en sortie un signal oscillant pulsé ayant une fréquence Fo/N, à mélanger ledit signal oscillant pulsé à Fo/N avec ledit signal oscillant à Fo, à filtrer le signal mélangé sortant pour le centrer sur la fréquence Fo + Fo/N, ladite fréquence centrale correspondant à la RF d'échange, et à émettre vers l'identifiant ledit signal mélangé filtré.
Dans le dispositif de reconnaissance, la fréquence de référence du signal oscillant n'est pas la RF d'échange, car autrement, la présence d'un oscillateur permanent à proximité du circuit de réception du dispositif de reconnaissance aurait pour effet de saturer le circuit de réception qui est destiné à recevoir un signal de réponse à cette même fréquence. La saturation du circuit de réception à la fréquence d'oscillation de référence peut s'effectuer par rayonnement et conduction électrique à travers les masses du dispositif, même si l'oscillateur est blindé contre les perturbations électromagnétiques. Etant donné que l'échange à distance de données s'effectue à la même RF d'échange, il est nécessaire que ce signal soit émis avec une précision élevée, par exemple avec une variation maximale de +/- 150 KHz. Pour obtenir une telle précision, on peut utiliser des résonateurs dits à onde de surface, dont le temps de démarrage est très long, par exemple environ 10 µs. Ainsi, il n'est pas possible d'utiliser un découpeur rapide couplé avec un oscillateur dont la fréquence serait la RF d'échange, car il faudrait redémarrer l'oscillateur à chaque impulsion, ce qui est incompatible avec la génération d'une impulsion d'une durée de l'ordre de 500 ns. En outre, le circuit de réception serait saturé à la fréquence d'oscillation de l'oscillateur, pendant une durée d'environ 2 µs, ce qui empêcherait le circuit de réception du dispositif de reconnaissance de recevoir le signal renvoyé par l'identifiant, avec un retard global d'environ 1 µs.
Avantageusement, le procédé consiste à commuter le dispositif de reconnaissance sur son circuit d'émission ou son circuit de réception, en réponse au premier signal de commande, le dispositif de reconnaissance commutant sur le circuit d'émission pendant chaque impulsion du premier signal de commande et sur le circuit de réception entre les impulsions dudit premier signal de commande.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste, au niveau du dispositif de reconnaissance, à recevoir le signal oscillant pulsé retardé et réémis par l'identifiant, à le mélanger avec ledit signal oscillant à Fo, à filtrer le signal ainsi mélangé sortant pour le centrer sur la fréquence Fo/N, à détecter l'enveloppe du signal ainsi filtré, à mesurer l'intervalle de temps entre le front montant de chaque impulsion du premier signal de commande et le front montant de chaque impulsion du signal d'enveloppe détectée, à comparer cette mesure de temps avec une valeur de retard initialement mémorisée, par exemple de l'ordre de 1 µs, qui est apprise par le système, afin d'empêcher l'échange de données d'identification si l'écart statistique sur plusieurs impulsions entre le temps mesuré et le temps mémorisé, est supérieur à une valeur de seuil prédéterminé, par exemple 200 ns, afin de sécuriser la transmission au-delà d'une distance prédéterminée, par exemple 5 à 10 mètres, en particulier pour éviter un piratage par interposition d'un répéteur non autorisé entre le dispositif de reconnaissance et l'identifiant.
Dans ce cas, le procédé peut consister, au niveau du dispositif de reconnaissance, pour la réception du signal réémis par l'identifiant, à engendrer un signal pulsé continu d'observation, dont la durée des impulsions, par exemple 400 ns, correspond à une fenêtre d'écoute, avec la même période de récurrence que le premier signal de commande, ladite fenêtre étant centrée sur la valeur de retard initialement mémorisée, et à détecter le front montant éventuel d'une impulsion du signal d'enveloppe détectée au cours de chaque fenêtre d'écoute. On comprend ainsi que la valeur de seuil prédéterminée correspond à la moitié d'une fenêtre d'écoute, par exemple environ 200 ns.
Selon encore une autre caractéristique, le procédé consiste, au niveau du dispositif de reconnaissance, pour la réception du signal réémis par l'identifiant, à engendrer un deuxième signal pulsé continu de commande, dont chaque impulsion débute à la fin de chaque impulsion du premier signal de commande et se termine après une durée inférieure à la période de récurrence du premier signal de commande, ledit deuxième signal de commande servant à alimenter le mélangeur de réception du dispositif de reconnaissance.
Le procédé peut consister, au niveau de l'identifiant, à inhiber la réémission de certaines impulsions suivant une séquence prédéterminée, préalablement transmise par le dispositif de reconnaissance, et, au niveau du dispositif de reconnaissance, à mesurer l'intervalle de temps pour les impulsions reçues pendant les fenêtres d'écoute correspondant aux impulsions non inhibées, et à comptabiliser le nombre d'impulsions éventuellement reçues pendant les fenêtres d'écoute correspondant aux impulsions inhibées, afin de détecter la présence éventuelle d'un répéteur non autorisé à proximité du dispositif de reconnaissance, à une distance inférieure à la limite maximale autorisée. Dans ce cas, le procédé peut consister, au niveau de l'identifiant, à découper le signal retardé avant sa réémission, suivant la valeur binaire des bits d'un signal codé d'identification préalablement transmis par le dispositif de reconnaissance.
L'invention vise également un système de transmission bidirectionnelle de données pour la mise en oeuvre du procédé tel que précédemment défini, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de reconnaissance installé dans l'espace clos, comprenant un circuit d'émission radiofréquence, un circuit de réception radiofréquence, qui sont tous deux reliés à une même première antenne, par l'intermédiaire d'un commutateur à deux voies, un identifiant destiné à être porté par un utilisateur, comprenant un émetteur radiofréquence et un récepteur radiofréquence, qui sont tous deux reliés à une même deuxième antenne, par l'intermédiaire d'un deuxième commutateur à deux voies, et un moyen retardateur intercalé entre la sortie du récepteur et l'entrée de l'émetteur de l'identifiant, pour retarder la réémission du signal par l'identifiant à la même RF d'échange que l'émission du signal par le dispositif de reconnaissance, d'une durée prédéterminée pour éviter tout chevauchement entre les signaux reçus et émis par l'identifiant ou le dispositif de reconnaissance.
Selon une forme de réalisation particulière, le récepteur de l'identifiant comporte un amplificateur de réception relié, à son entrée, à une première borne dite réceptrice du deuxième commutateur et, à sa ,sortie, d'une part, au moyen retardateur précité, et d'autre part, à un détecteur de niveau, alors que l'émetteur de l'identifiant comporte un amplificateur d'émission relié, à son entrée, à la sortie du moyen retardateur et, à sa sortie, à une deuxième borne dite émettrice du deuxième commutateur, la troisième borne commune du deuxième commutateur étant reliée à un filtre passe-bande centré sur la RF d'échange qui est relié, à son tour, en série à ladite deuxième antenne, l'identifiant comportant une unité centrale de commande qui est apte à recevoir le signal de sortie du détecteur de niveau pour commander l'alimentation ou la désactivation des amplificateurs et la commutation du deuxième commutateur.
On peut prévoir un découpeur intercalé entre l'amplificateur d'émission et la borne d'émission de l'identifiant, ledit découpeur étant commandé par l'unité centrale de commande pour inhiber la réémission de certaines impulsions selon une séquence prédéterminée.
Dans une forme de réalisation particulière, le circuit d'émission du dispositif de reconnaissance comporte un oscillateur à fréquence de référence Fo qui est destiné à délivrer un signal de sortie oscillant à ladite fréquence de référence, ledit signal de sortie étant fourni en parallèle à un diviseur de fréquence par N et à un mélangeur, ledit diviseur étant destiné à être alimenté par un premier signal de commande pulsé continu délivré par une unité centrale de gestion, la borne de sortie du diviseur étant reliée à une autre entrée du mélangeur, le mélangeur étant relié à sa sortie à un amplificateur d'émission à gain de puissance, dont la sortie est reliée à une première borne dite d'émission du premier commutateur du dispositif de reconnaissance. Dans ce cas, le circuit de réception du dispositif de reconnaissance peut comporter un préamplificateur à faible gain, relié à son entrée à une deuxième borne dite de réception du premier commutateur, la sortie du préamplificateur étant reliée à un deuxième mélangeur qui reçoit, sur sa deuxième entrée, le signal oscillant à Fo délivré en parallèle par l'oscillateur du circuit d'émission, ledit deuxième mélangeur étant relié en série à un filtre passe-bande centré sur la fréquence Fo/N, puis à un amplificateur de gain, et à un détecteur d'enveloppe qui est connecté à ladite unité centrale de gestion.
Selon une autre caractéristique, le premier commutateur comporte une troisième borne commune reliée en série à un filtre passe-bande centré sur la RF d'échange et à ladite première antenne, le commutateur étant commandé par ledit premier signal de commande.
Selon encore une autre caractéristique, l'unité centrale de gestion est apte à engendrer un deuxième signal de commande pulsé continu dont les impulsions sont alternées avec celles du premier signal de commande, pour commander l'alimentation du préamplificateur, de l'amplificateur et du mélangeur du circuit de réception du dispositif de reconnaissance.
Dans une forme de réalisation particulière, le moyen retardateur comporte une ligne à retard, constituée par exemple par des composants à ondes de surface. Les composants à ondes de surface utilisent la propagation acoustique des ondes électromagnétiques sur un barreau de quartz, la vitesse de propagation étant de l'ordre de 300 m/s. Pour retarder la réémission du signal, on pourrait également mémoriser le signal reçu, puis le restituer. A cet effet, le signal peut être mémorisé à l'aide d'un circuit RC calibré, puis remis en forme et régénéré à l'aide d'un montage analogue au circuit d'émission du dispositif de reconnaissance, afin d'éviter la saturation du récepteur de l'identifiant.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé.
Sur ce dessin :
  • la figure 1 est un schéma synoptique fonctionnel du dispositif de reconnaissance du système de l'invention ;
  • la figure 2 est un schéma synoptique fonctionnel de l'identifiant du système de l'invention ; et
  • la figure 3 est un graphique représentant plusieurs signaux utilisés lors du traitement des données pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Sur la figure 1, le dispositif de reconnaissance embarqué sur un véhicule comporte une unité centrale de gestion 1 pour commander un circuit d'émission E et un circuit de réception R, qui ,sont tous deux reliés à une même antenne émettrice/réceptrice 2.
Le circuit d'émission E comporte un oscillateur 3 à fréquence fixe Fo, par exemple environ 386 MHz. La sortie de l'oscillateur 3 est reliée, en parallèle, à une borne d'entrée d'un mélangeur de fréquences 4, et à la borne d'entrée d'un diviseur de fréquence 5. L'alimentation du diviseur 5 est commandée par un premier signal de commande V1 qui est engendré par un générateur d'impulsions intégré dans l'unité centrale de gestion 1. Ce générateur d'impulsions délivre une tension continue, sous forme de créneaux, la durée de chaque impulsion I1 étant de l'ordre de 500 ns et l'intervalle de temps entre deux impulsions étant de l'ordre de 50 µs. Lorsque le signal V1 est entre deux impulsions I1, l'alimentation du diviseur 5 est coupée, alors que lorsque le signal V1 délivre une impulsion I1, le diviseur 5 est alimenté par la batterie du véhicule. Lorsque l'alimentation du diviseur 5 est coupée, celui-ci délivre un signal de sortie nul. En revanche, lorsque le diviseur 5 est alimenté, il délivre en sortie un signal oscillant pulsé, dont la fréquence porteuse est égale à Fo/N, soit environ 48 MHz, lorsque le nombre diviseur N est égal à 8, et dont la valeur est nulle entre chaque impulsion. La sortie du diviseur 5 est reliée à l'autre borne d'entrée du mélangeur de fréquences 4 précité. Le mélangeur 4 est à très large bande et fait une sommation du spectre reçu du diviseur 5, avec le signal oscillant provenant de l'oscillateur 3, pour délivrer en sortie un signal oscillant pulsé ayant comme fréquence porteuse la somme Fo + Fo/N qui correspond à la RF d'échange, soit environ 434 MHz. En effet, lorsque la sortie du diviseur 5 est à zéro, la sortie du mélangeur 4 sera pratiquement nulle, car fortement atténuée. La sortie du mélangeur 4 est reliée à l'entrée d'un amplificateur d'émission à gain de puissance 6, dont la sortie est reliée à une première borne dite d'émission 7a, d'un commutateur 7 à deux voies. Le circuit d'émission E est constitué par les éléments 3 à 6 précités.
Le commutateur 7 est relié par une deuxième borne 7b dite de réception au circuit de réception R. Une troisième borne commune 7c du commutateur 7 est reliée à un filtre passe-bande 8, à large bande, centré sur la RF d'échange, c'est-à-dire à Fo + Fo/N. Ce filtre 8 est relié en série à l'antenne 2 précitée.
La position du commutateur 7 est commandée par le premier signal de commande V1 engendré par l'unité centrale de gestion 1, par l'intermédiaire d'une liaison 9. Le commutateur 7 peut prendre deux positions : l'une établit une liaison entre la première borne 7a et la borne commune 7c, comme représenté en trait plein sur la figure 1, pour basculer le dispositif de reconnaissance sur le circuit d'émission E ; l'autre position représentée en pointillés établit une liaison entre la borne commune 7c et la deuxième borne 7b, pour basculer le dispositif de reconnaissance sur le circuit de réception R. Le commutateur 7 bascule dans sa position d'émission, lorsque le signal V1 engendre les impulsions I1, et bascule dans sa position de réception, lorsque le signal V1 est entre les impulsions I1.
Le circuit de réception R comporte un préamplificateur 10, à faible bruit, dont l'entrée est reliée à la deuxième borne 7b du commutateur 7 précité. La sortie du préamplificateur 10 est reliée à une entrée d'un deuxième mélangeur de fréquence 11 qui reçoit sur son autre entrée le signal oscillant à la fréquence Fo provenant de l'oscillateur 3 du circuit d'émission E. Le signal de sortie du mélangeur 11 est fourni à un filtre passe-bande 12, centré sur la fréquence Fo/N. Le filtre 12 est relié en série successivement à un amplificateur à gain de puissance 13 et à un détecteur d'enveloppe 14. Le signal de sortie du détecteur d'enveloppe 14 est une tension continue V2, sous forme de créneaux, dont les impulsions I2 sont décalées dans le temps par rapport aux impulsions I1, d'un retard T fonction de la distance entre le dispositif de reconnaissance et l'identifiant et du temps propre à leurs circuits électroniques (voir figure 3). Ce signal V2 est fourni à l'unité centrale de gestion 1 qui comporte un microprocesseur pour mesurer l'intervalle de temps T entre une impulsion émise I1 et une impulsion reçue I2.
L'unité centrale de gestion 1 est apte à délivrer un deuxième signal de commande V3 qui est constitué d'une tension continue, sous forme de créneaux, chaque impulsion I3 du signal V3 ayant un front montant qui coïncide avec le front descendant d'une impulsion I1 associée, la fin de l'impulsion I3 intervenant avant le front montant de l'impulsion suivante I1 du premier signal de commande V1. Le signal V3 est destiné à commander par la ligne 15 l'alimentation du préamplificateur 10, du mélangeur 11 et de l'amplificateur 13. La durée de chaque impulsion I3 est suffisamment longue pour permettre la réception du signal par l'identifiant, son traitement par l'identifiant, son retour de l'identifiant vers le dispositif de reconnaissance, et la réception du signal par le dispositif de reconnaissance.
Pour mesurer si l'intervalle de temps T précité correspond à un retard normal, l'unité centrale de gestion 1 engendre un signal d'observation V4 qui est constitué d'une tension continue, sous forme de créneau, dont chaque impulsion I4 correspond à une fenêtre d'écoute dont la durée est d'environ 400 ns, et dont le centre correspond au temps de retard moyen prédéterminé qui est par exemple de l'ordre de 1 µs. Ainsi, pendant chaque fenêtre d'écoute I4, l'unité centrale de gestion observe si un front montant d'une impulsion I2 du signal V2 est détecté. Si un tel front montant est détecté pendant une fenêtre d'écoute I4, le microprocesseur valide le retard correct et le mémorise dans une variable incrémentielle. Ainsi, pour un nombre donné d'impulsions I1, si le nombre de retards corrects est suffisamment élevé, par exemple supérieur à 50 %, la communication entre l'identifiant et le dispositif de reconnaissance sera autorisée. A titre d'exemple, la validation éventuelle d'un retard correct s'effectue, à l'aide d'une bascule déclenchée dite "bascule D", dont l'entrée Cℓ reçoit le deuxième signal de commande V3, dont l'entrée Ck reçoit le signal V2, dont l'entrée D reçoit le signal d'observation V4, pour délivrer sur sa sortie Q, un signal binaire 1 ou 0, la valeur 1 correspondant à une validation d'un retard correct, alors que la valeur 0 correspond à l'absence de front montant du signal V2 dans une fenêtre d'écoute I4. Cette valeur binaire est fournie au microprocesseur de l'unité centrale de gestion 1.
En se référant maintenant à la figure 2, on voit que l'identifiant comporte une antenne unique émettrice/réceptrice 21 qui est reliée en série successivement à un filtre passe-bande 22 centré sur la RF d'échange, et à la borne commune 23a d'un commutateur 23 à deux voies. Le commutateur 23 peut prendre deux positions : une première position représentée en trait plein sur la figure 2, pour laquelle la borne commune 23a est reliée à une borne 23b dite de réception ; une deuxième position représentée en pointillés, pour laquelle une troisième borne 23c dite d'émission est reliée à la borne commune 23a. La position du commutateur 3 est commandée par une unité centrale de commande 24, grâce à une liaison 25 en sortie de cette unité 24.
La borne de réception 23b est reliée à l'entrée d'un amplificateur de réception 26 à gain de puissance, la sortie de cet amplificateur de réception 26 étant reliée, d'une part, à une ligne à retard analogique 27, et d'autre part, à un détecteur de niveau 28. La ligne à retard 27 est destinée à délivrer en sortie le signal reçu avec un retard prédéterminé τ, par exemple de l'ordre de 800 ns. Dans ce cas, si la durée d'une impulsion I1 est de 500 ns, cette même impulsion sera réémise environ 300 ns après la fin de la réception de cette impulsion. La sortie de la ligne à retard 27 est reliée à l'entrée d'un amplificateur d'émission 29, dont la sortie est connectée à la borne d'émission 23c du commutateur 23, par l'intermédiaire d'un découpeur 30.
La sortie du détecteur de niveau 28 est reliée à l'unité centrale de commande 24, qui peut être du type microcontrôleur. L'unité 24 comporte trois autres sorties de commande 31 à 33, la ligne de commande 31 servant à commander l'alimentation de l'amplificateur de réception 26, la ligne de commande 32 servant à commander l'alimentation de l'amplificateur d'émission 29 et la ligne de commande 33 servant à commander le découpeur 30, comme illustré sur la figure 2.
Le détecteur de niveau 28 est destiné à détecter la fin de chaque impulsion I1, de façon que l'unité centrale de commande 24 envoie, aussitôt, un signal de commande de désactivation de l'amplificateur de réception 26, par la ligne 31. Ainsi, l'amplificateur de réception 26 présente alors une atténuation entrée/sortie, au lieu d'un gain. Simultanément, l'alimentation de l'amplificateur d'émission 29 est activée, par l'intermédiaire de la ligne 32, en réponse à un signal de commande émis par l'unité centrale de commande 24. En même temps, l'unité centrale de commande 24 fait basculer le commutateur 23 vers la position représentée en pointillés.
La ligne à retard 27 délivre à l'amplificateur 29, dont l'alimentation a été préalablement activée, le signal avec un retard τ. Chaque impulsion du signal ainsi retardé est réémise par l'identifiant, si le découpeur 30 ferme le circuit d'émission. La séquence d'ouverture et de fermeture du découpeur 30 est déterminée par une séquence connue à la fois par l'identifiant et le dispositif de reconnaissance. Cette séquence peut correspondre au code d'identification propre à chaque véhicule, ce code d'identification étant transmis par le dispositif de reconnaissance à l'identifiant, au début de chaque interrogation. Dans ce cas, si le code d'identification est un code numérique à trois octets, on peut prévoir que chaque bit du code soit associé à une impulsion du signal, de façon à fermer le circuit d'émission lorsque le bit est à 1, et à ouvrir le circuit d'émission lorsque le bit à 0, pour ainsi occulter une impulsion, comme représenté en pointillés sur la figure 3, l'impulsion occultée étant désignée par la référence I2'. Le signal binaire de commande du découpeur 30 est indiqué par la flèche B sur la figure 3. Etant donné que le code d'identification est connu par le dispositif de reconnaissance, l'unité centrale de gestion 1 de ce dernier vérifiera si une impulsion est reçue pendant la fenêtre d'observation I4 qui correspond à une impulsion normalement occultée.
Si certaines impulsions n'étaient pas occultées par l'identifiant, le système selon l'invention serait très efficace car il permet effectivement de détecter des variations de retard très faibles, mais si les éventuels pirates savent qu'au moment de l'émission du signal RF par le véhicule, le dispositif de reconnaissance attend simplement le même signal renvoyé par l'identifiant, mais simplement décalé dans le temps, les pirates pourraient directement placer un répéteur au voisinage du véhicule, pour renvoyer directement le signal au véhicule, en évitant ainsi le trajet à distance par les valises. Le fait d'occulter certaines impulsions par l'identifiant permet d'éviter cet inconvénient, car les pirates sont alors obligés de passer par l'identifiant, ce qui engendre nécessairement un temps de retard qui sera détecté par le dispositif de reconnaissance. Ainsi, si l'unité centrale de gestion 1 détecte certaines impulsions dans les fenêtres d'écoute correspondant aux impulsions occultées, le système interdira l'accès au véhicule.
Enfin, après la réémission éventuelle d'une impulsion par l'identifiant, l'unité centrale de commande 24 commandera à la fois le basculement du commutateur 23 sur sa position de réception illustrée en trait plein sur la figure 2, la désactivation de l'alimentation de l'amplificateur d'émission 29 et l'activation de l'alimentation de l'amplificateur de réception 26, à la fin d'une temporisation prédéterminée, par exemple de l'ordre de 5 µs, qui est initialisée par la détection de la fin de chaque impulsion, par le détecteur de niveau 28. Ainsi, l'identifiant est prêt à traiter l'impulsion suivante du signal d'émission.
Le fonctionnement du système selon l'invention va maintenant être brièvement expliqué.
Lorsque le dispositif de reconnaissance formule une demande d'identification, l'unité centrale de gestion 1 fait basculer le commutateur 7 vers sa position en trait plein sur la figure 1. Le dispositif de reconnaissance émet alors, par l'antenne 2, un signal oscillant pulsé, dont la fréquence porteuse correspond à la radiofréquence d'échange, et dont l'enveloppe du signal correspond au signal V1. Ce signal d'interrogation est reçu par l'identifiant dont le commutateur 23 est basculé sur la position représentée en trait plein sur la figure 2, pour recevoir le signal d'identification. Après identification correcte du code par l'identifiant, ce code est mémorisé dans l'unité centrale de commande 24, afin de pouvoir commander le découpeur 30. Après un temps de retard τ, l'identifiant réémet le signal, à la même fréquence porteuse, dont l'enveloppe correspond au signal V2, avec certaines impulsions I2' ayant été occultées, conformément à la séquence des bits du code d'identification B.
Le signal de réponse émis par l'identifiant est reçu par le dispositif de reconnaissance qui a entre-temps fait commuter le commutateur 7 vers le circuit de réception R. Le signal ainsi reçu par le dispositif de reconnaissance est traité dans le circuit de réception R, afin de délivrer le signal V2 à l'unité centrale de gestion 1. Si le signal est passé par un identifiant autorisé, situé à une distance inférieure à une limite prédéterminée du véhicule, le temps de retard correct est de l'ordre de 1 µs. Dans ce cas, l'impulsion I2 du signal V2 a un front montant situé dans une fenêtre d'écoute I4 centrée sur le retard moyen de 1 µs, avec une marge d'erreur de +/- 200 ns. Bien entendu, le dispositif de reconnaissance sait qu'il ne doit pas recevoir d'impulsion dans le signal de réponse, lorsque l'impulsion correspond à un bit égal à 0 du code d'identification.
S'il y a introduction d'un émetteur relais dans la boucle formée par le dispositif de reconnaissance et l'identifiant, le temps de transit dans cette boucle va augmenter, et l'impulsion du signal reçu sera alors en dehors des fenêtres d'écoute précitées, ce qui donnera une information de retard incorrecte.
En outre, si un répéteur est simplement placé à proximité du véhicule, sans passer par l'identifiant, le dispositif de reconnaissance recevra toutes les impulsions préalablement émises, avec un temps de retard correct, mais sans occultation de certaines impulsions. Ainsi, le système sera capable de différencier la présence d'un simple répéteur de celle de l'identifiant autorisé.
Ainsi, le système proposé permet de sécuriser une transmission radiofréquence bidirectionnelle en détectant la présence d'émetteur relais entre le circuit d'identification du véhicule et le badge intégrant l'identifiant, en utilisant ce dernier comme répéteur partiel du signal d'identification, et en interdisant l'accès au véhicule ou à l'espace clos, lorsque de tels émetteurs relais sont détectés en raison d'un temps de retard trop important ou de la réception d'une impulsion devant être occultée selon le code d'identification du véhicule.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs variantes de réalisation particulières, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (18)

  1. Procédé de transmission bidirectionnelle de données, dans un système d'accès, par exemple du type dit "mains libres", permettant l'accès à un espace clos, en particulier à un véhicule automobile, le procédé consistant à établir un échange à distance de données entre un dispositif de reconnaissance installé dans l'espace clos et un identifiant destiné à être porté par un utilisateur, l'accès n'étant autorisé que lorsque le dispositif de reconnaissance a authentifié l'identifiant, caractérisé par le fait qu'il consiste à établir un échange de données à la même radiofréquence, dite RF d'échange, par exemple à 315, 434 ou 868 MHz, entre le dispositif de reconnaissance et l'identifiant, et à retarder, au cours de cet échange, l'émission d'un signal de réponse par l'identifiant vers le dispositif de reconnaissance d'une durée prédéterminée (τ), par exemple 0,8 µs, par rapport à la réception par l'identifiant d'un signal d'interrogation émis par le dispositif de reconnaissance, afin que ni le dispositif de reconnaissance ni l'identifiant fonctionnent simultanément en émission et en réception à ladite RF d'échange.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à émettre, au niveau du dispositif de reconnaissance, un signal oscillant pulsé, dont la fréquence porteuse de chaque impulsion (I1) correspond à ladite RF d'échange, la durée de chaque impulsion étant très courte, par exemple de l'ordre de 0,5 µs, par rapport à la période de récurrence, par exemple de l'ordre de 50 µs, des impulsions, à recevoir, au niveau de l'identifiant, ledit signal oscillant pulsé et à retarder sa réémission vers le dispositif de reconnaissance de ladite durée prédéterminée (τ), qui est supérieure à la durée d'une impulsion et nettement inférieure à ladite période de récurrence, à réémettre ledit signal oscillant pulsé retardé vers le dispositif de reconnaissance, et à recevoir, au niveau du dispositif de reconnaissance, ledit signal oscillant pulsé retardé réémis par l'identifiant.
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte, au niveau de l'identifiant, les étapes suivantes qui consistent : à amplifier le signal reçu, à retarder ledit signal reçu amplifié de ladite durée prédéterminée (τ), à détecter la fin de chaque impulsion (I1) du signal reçu amplifié, à désactiver l'amplification du récepteur et à activer l'amplification de l'émetteur de l'identifiant après la détection de la fin de chaque impulsion, à amplifier le signal retardé pour le réémettre vers le dispositif de reconnaissance, à désactiver l'amplification de l'émetteur et à activer l'amplification du récepteur de l'identifiant, au bout d'une temporisation donnée, par exemple de l'ordre de 5 µs, à compter de la détection de la fin de chaque impulsion.
  4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il consiste, au niveau du dispositif de reconnaissance, pour émettre ledit signal oscillant pulsé à la RF d'échange : à engendrer un signal oscillant à une radiofréquence de référence Fo sensiblement différente de la RF d'échange, à engendrer un signal pulsé continu (V1) dit premier signal de commande ayant la même période de récurrence et la même durée des impulsions (I1) du signal oscillant pulsé précité, à alimenter un diviseur de fréquence par N (5) par ledit premier signal de commande, à entrer dans ledit diviseur ledit signal oscillant pour délivrer en sortie un signal oscillant pulsé ayant une fréquence Fo/N, à mélanger ledit signal oscillant pulsé à Fo/N avec ledit signal oscillant à Fo, à filtrer le signal mélangé sortant pour le centrer sur la fréquence Fo + Fo/N, ladite fréquence centrale correspondant à la RF d'échange, et à émettre vers l'identifiant ledit signal mélangé filtré.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il consiste à commuter le dispositif de reconnaissance sur son circuit d'émission (E) ou son circuit de réception (R), en réponse au premier signal de commande (V1), le dispositif de reconnaissance commutant sur le circuit d'émission pendant chaque impulsion (I1) du premier signal de commande et sur le circuit de réception entre les impulsions dudit premier signal de commande.
  6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'il consiste, au niveau du dispositif de reconnaissance, à recevoir le signal oscillant pulsé retardé et réémis par l'identifiant, à le mélanger avec ledit signal oscillant à Fo, à filtrer le signal ainsi mélangé sortant pour le centrer sur la fréquence Fo/N, à détecter l'enveloppe du signal ainsi filtré, à mesurer l'intervalle de temps (T) entre le front montant de chaque impulsion (I1) du premier signal de commande (V1) et le front montant de chaque impulsion (I2) du signal d'enveloppe détectée (V2), à comparer cette mesure de temps avec une valeur de retard initialement mémorisée, par exemple de l'ordre de 1 µs, qui est apprise par le système, afin d'empêcher l'échange de données d'identification si l'écart statistique sur plusieurs impulsions entre le temps mesuré et le temps mémorisé, est supérieur à une valeur de seuil prédéterminé, par exemple 200 ns, afin de sécuriser la transmission au-delà d'une distance prédéterminée, par exemple 5 à 10 mètres, en particulier pour éviter un piratage par interposition d'un répéteur non autorisé entre le dispositif de reconnaissance et l'identifiant.
  7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il consiste, au niveau du dispositif de reconnaissance, pour la réception du signal réémis par l'identifiant, à engendrer un signal pulsé continu d'observation (V4), dont la durée des impulsions (I4), par exemple 400 ns, correspond à une fenêtre d'écoute, avec la même période de récurrence que le premier signal de commande (V1), ladite fenêtre étant centrée sur la valeur de retard initialement mémorisée, et à détecter le front montant éventuel d'une impulsion du signal d'enveloppe détectée (V2) au cours de chaque fenêtre d'écoute.
  8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu'il consiste, au niveau du dispositif de reconnaissance, pour la réception du signal réémis par l'identifiant, à engendrer un deuxième signal pulsé continu de commande (V3), dont chaque impulsion (I3) débute à la fin de chaque impulsion (I1) du premier signal de commande (V1) et se termine après une durée inférieure à la période de récurrence du premier signal de commande, ledit deuxième signal de commande servant à alimenter le mélangeur (11) de réception du dispositif de reconnaissance.
  9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait qu'il consiste, au niveau de l'identifiant, à inhiber la réémission de certaines impulsions suivant une séquence prédéterminée (B), préalablement transmise par le dispositif de reconnaissance, et, au niveau du dispositif de reconnaissance, à mesurer l'intervalle de temps pour les impulsions (I2) reçues pendant les fenêtres d'écoute correspondant aux impulsions non inhibées, et à comptabiliser le nombre d'impulsions éventuellement reçues pendant les fenêtres d'écoute correspondant aux impulsions inhibées (I2'), afin de détecter la présence éventuelle d'un répéteur non autorisé à proximité du dispositif de reconnaissance, à une distance inférieure à la limite maximale autorisée.
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il consiste, au niveau de l'identifiant, à découper le signal retardé avant sa réémission, suivant la valeur binaire des bits d'un signal codé d'identification (B) préalablement transmis par le dispositif de reconnaissance.
  11. Système de transmission bidirectionnelle de données pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de reconnaissance installé dans l'espace clos, comprenant un circuit d'émission radiofréquence (E), un circuit de réception radiofréquence (R) qui sont tous deux reliés à une même première antenne (2), par l'intermédiaire d'un commutateur (7) à deux voies, un identifiant destiné à être porté par un utilisateur, comprenant un émetteur radiofréquence (29) et un récepteur radiofréquence (26), qui sont tous deux reliés à une même deuxième antenne (21), par l'intermédiaire d'un deuxième commutateur (23) à deux voies, et un moyen retardateur (27) intercalé entre la sortie du récepteur et l'entrée de l'émetteur de l'identifiant, pour retarder la réémission du signal par l'identifiant à la même RF d'échange que l'émission du signal par le dispositif de reconnaissance, d'une durée prédéterminée (τ) pour éviter tout chevauchement entre les signaux reçus et émis par l'identifiant ou le dispositif de reconnaissance.
  12. Système selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le récepteur de l'identifiant comporte un amplificateur de réception (26) relié, à son entrée, à une première borne (23b) dite réceptrice du deuxième commutateur (23) et, à sa sortie, d'une part, au moyen retardateur (27) précité, et d'autre part, à un détecteur de niveau (28), alors que l'émetteur de l'identifiant comporte un amplificateur d'émission (29) relié, à son entrée, à la sortie du moyen retardateur et, à sa sortie, à une deuxième borne dite émettrice (23c) du deuxième commutateur, la troisième borne commune (23a) du deuxième commutateur étant reliée à un filtre passe-bande (22) centré sur la RF d'échange qui est relié, à son tour, en série à ladite deuxième antenne (21), l'identifiant comportant une unité centrale de commande (24) qui est apte à recevoir le signal de sortie du détecteur de niveau pour commander l'alimentation ou la désactivation des amplificateurs et la commutation du deuxième commutateur.
  13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'un découpeur (30) est intercalé entre l'amplificateur d'émission (29) et la borne d'émission (23c) de l'identifiant, ledit découpeur étant commandé par l'unité centrale de commande (24) pour inhiber la réémission de certaines impulsions (I2') selon une séquence prédéterminée (B).
  14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé par le fait que le circuit d'émission (E) du dispositif de reconnaissance comporte un oscillateur (3) à fréquence de référence Fo qui est destiné à délivrer un signal de sortie oscillant à ladite fréquence de référence, ledit signal de sortie étant fourni en parallèle à un diviseur de fréquence par N (5) et à un mélangeur (4), ledit diviseur étant destiné à être alimenté par un premier signal de commande pulsé continu (V1) délivré par une unité centrale de gestion (1), la borne de sortie du diviseur (5) étant reliée à une autre entrée du mélangeur (4), le mélangeur étant relié à sa sortie à un amplificateur d'émission (6) à gain de puissance, dont la sortie est reliée à une première borne dite d'émission (7a) du premier commutateur (7) du dispositif de reconnaissance.
  15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que le circuit de réception (R) du dispositif de reconnaissance peut comporter un préamplificateur (10) à faible gain, relié à son entrée à une deuxième borne dite de réception (7b) du premier commutateur (7), la sortie du préamplificateur étant reliée à un deuxième mélangeur (11) qui reçoit, sur sa deuxième entrée, le signal oscillant à Fo délivré en parallèle par l'oscillateur (3) du circuit d'émission (E), ledit deuxième mélangeur étant relié en série à un filtre passe-bande (12) centré sur la fréquence Fo/N, puis à un amplificateur de gain (13), et à un détecteur d'enveloppe (14) qui est connecté à ladite unité centrale de gestion (1).
  16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le premier commutateur (7) comporte une troisième borne commune (7c) reliée en série à un filtre passe-bande (8) centré sur la RF d'échange et à ladite première antenne (2), le premier commutateur étant commandé par ledit premier signal de commande (V1).
  17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé par le fait que l'unité centrale de gestion (1) est apte à engendrer un deuxième signal de commande pulsé continu (V3) dont les impulsions (I3) sont alternées avec celles du premier signal de commande (V1), pour commander l'alimentation du préamplificateur (10), de l'amplificateur (13) et du mélangeur (11) du circuit de réception (R) du dispositif de reconnaissance.
  18. Procédé selon l'une des revendications 11 à 17, caractérisé par le fait que le moyen retardateur (27) comporte une ligne à retard, constituée par exemple par des composants à ondes de surface.
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