EP4073537A1 - Equipement mobile realisant une cartographie de qualite de connexion - Google Patents

Equipement mobile realisant une cartographie de qualite de connexion

Info

Publication number
EP4073537A1
EP4073537A1 EP20789160.7A EP20789160A EP4073537A1 EP 4073537 A1 EP4073537 A1 EP 4073537A1 EP 20789160 A EP20789160 A EP 20789160A EP 4073537 A1 EP4073537 A1 EP 4073537A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
access point
mobile equipment
smartphone
current position
equipment according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP20789160.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Sabatier
Patrick BERTHELE
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.)
Sagemcom Broadband SAS
Original Assignee
Sagemcom Broadband 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 Sagemcom Broadband SAS filed Critical Sagemcom Broadband SAS
Publication of EP4073537A1 publication Critical patent/EP4073537A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0252—Radio frequency fingerprinting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0018—Transmission from mobile station to base station
    • G01S5/0036—Transmission from mobile station to base station of measured values, i.e. measurement on mobile and position calculation on base station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/27—Monitoring; Testing of receivers for locating or positioning the transmitter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/318—Received signal strength
    • H04B17/328—Reference signal received power [RSRP]; Reference signal received quality [RSRQ]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H04L5/0051—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver of dedicated pilots, i.e. pilots destined for a single user or terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools
    • H04W16/20—Network planning tools for indoor coverage or short range network deployment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/14—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using user query or user detection

Definitions

  • 1 / invention relates to the field of local networks implemented by a plurality of access points.
  • a distributed Wi-Fi system is used to implement a mesh local area network that has extensive coverage.
  • Such a distributed Wi-Fi system comprises a plurality of nodes which communicate with each other via a so-called “backhaul” link which uses, for example, a Wi-Fi radio link or a wired Ethernet link.
  • the backhaul link allows nodes to exchange commands, in particular for management, through a communication bus.
  • the backhaul link also serves as a support for the various data flows between the nodes and the network.
  • Each of the nodes includes at least one so-called “fronthaul” Wi-Fi access point allowing external equipment to communicate with the network.
  • One of the nodes of the distributed Wi-Fi system carries a “master” functionality.
  • the master node is responsible for managing the distributed Wi-Fi system, including its architecture, and forcing each external device connected to the local network to communicate with one of the fronthaul access points of one of the nodes according to local characteristics of the propagation of Wi-Fi signals.
  • the positions of the nodes and the characteristics of the transmission of Wi-Fi signals are not always optimally defined in relation to the space that the network must cover. In particular, if the access points are arbitrarily positioned in a dwelling by a user novice in the matter, the coverage of the network is not optimized.
  • the object of the invention is to optimize the coverage of a local network comprising a plurality of access points.
  • mobile equipment comprising: a geolocation device arranged to determine a current position of the mobile equipment in a space to be mapped; a communication device arranged to communicate with access points of a local network implemented in the space to be mapped; a control component arranged: to selectively and independently control each access point, via the communication device, so that said access point transmits a reference signal; o to evaluate, from the reference signals received by the communication device, a connection quality in the current position between the mobile equipment and each of the access points.
  • the mobile equipment can therefore individually and successively control each access point so that said access point transmits a reference signal.
  • the mobile equipment acquires the reference signals transmitted by all the access points, and evaluates the connection quality in the current position.
  • By moving the mobile element in the space to be mapped we can quantify the propagation of the radio signals produced individually by the access points, and we obtain a complete mapping and precise of the connection quality. Mapping can be used to configure network access points so that the area to be mapped is covered as efficiently as possible.
  • Mobile equipment such as that which has just been described is also proposed, in which the geolocation device is arranged to implement a method for measuring time of flight.
  • the geolocation device comprising a UWB communication component and a UWB antenna arranged to cooperate with UWB anchors located in the access points.
  • connection quality is evaluated from a power level and / or from a binary rate of each reference signal received by the communication device.
  • a mobile device such as that which has just been described, in which the space to be mapped is partitioned according to unitary spatial zones, and in which the control component is arranged to associate the current position and the connection qualities. evaluated in the current position at one of the unitary spatial zones in which the current position is located.
  • each unitary spatial zone is a unitary volume.
  • control component is arranged to control the power with which each access point transmits the reference signal.
  • control component is arranged to select a communication channel on which each access point transmits the reference signal.
  • control component is arranged to evaluate, for each access point, a signal strength transmitted by said access point and received by the device. communication, and to control the transmission of the reference signals by each of the access points successively in an order corresponding to a decreasing signal strength.
  • control component is also arranged to interrogate each access point so that said access point transmits a power level to the mobile equipment. signal received by said access point.
  • control component is also arranged to interrogate each access point so that said access point transmits functional characteristics of said access point to the mobile equipment. access point.
  • mobile equipment such as that which has just been described is proposed, the mobile equipment being a smartphone.
  • each access point - selectively and independently control each access point so that said access point transmits a reference signal; for each access point, evaluating a connection quality, in the current position, between the mobile equipment and said access point;
  • a mapping method as described above is also proposed, in which the space to be mapped is partitioned into a plurality of unit spatial zones, the mapping method further comprising the step of defining a current unit spatial zone in which is located at the current position, and to associate the current record with the current unit spatial zone.
  • a mapping method as described above is also proposed, in which, for each access point, the connection qualities are evaluated for a plurality of transmission configurations of said access point.
  • mapping method as described above is also proposed, in which the database also includes functional characteristics of the access points.
  • mapping method as described above is also proposed, in which the database also includes time-stamped positioning data of the mobile equipment.
  • a mapping method such as described above, further comprising the step of producing a map showing the areas covered and the areas not yet covered by the method of mapping the space to be mapped.
  • a computer program is also proposed comprising instructions which lead the above mobile equipment to execute the steps of the mapping method which has just been described.
  • FIG. 1 schematically represents mobile equipment according to the invention and access points;
  • FIG. 2 represents an example of mapping;
  • FIG. 3 represents a smartphone according to the invention;
  • Figure 4 shows an access point
  • FIG. 5 represents the implementation of the UWB geolocation
  • FIG. 6 represents steps of a method for selecting an access point by the smartphone
  • FIG. 7 represents the steps of a method for collecting by the smartphone functional characteristics of an access point
  • FIG. 8 shows unit volumes of a partitioned map space
  • FIG. 9 represents the steps of a method for scanning by the smartphone of the transmission configurations of the access points
  • FIG. 10 represents steps of a method for managing records
  • Figure 11 shows a map obtained by the mapping process.
  • a distributed Wi-Fi system comprising a plurality of access points for implementing a local area network, is installed in a dwelling.
  • the object of the invention is to produce a map of the connection quality, in the home, with the various access points.
  • mobile equipment 1 is used for this, which comprises a geolocation device 2, a communication device 3 and a control component 4.
  • the mobile equipment 1 is moved, either by a user or automatically.
  • the geolocation device 2 of the mobile equipment 1 determines the current position of the mobile equipment 1 in the home.
  • the communication device 3 is arranged to communicate with the access points 5.
  • the control component 4 selectively and independently controls each access point 5, via the communication device 3, so that said access point 5 transmits a reference signal.
  • the communication device 3 receives the reference signals.
  • the control component 4 evaluates, from the received reference signals by the communication device 3, a quality of connection, in the current position, between the mobile equipment 1 and each of the access points 5.
  • This mapping is for example similar to that of FIG. 2, which is a two-dimensional mapping carried out in a dwelling 7 using mobile equipment 8.
  • the mobile element used is for example a smartphone.
  • the smartphone 10 firstly comprises a control component.
  • the control component is a central processor 11 which is controlled by an operating system 12.
  • the central processor 11 is suitable for executing instructions from an application 13 to implement the mapping method which will be described.
  • the smartphone 10 further comprises a communication device, which is a Wi-Fi communication interface 14 (native) comprising a Wi-Fi communication component 15, a first antenna 16 and a second antenna 17.
  • Fi 15 comprises a 2.4 GHz channel connected to the first antenna 16 and a 5 GHz channel connected to the second antenna 17.
  • the central processor 11 controls the access points via the Wi-Fi communication interface 14 so that they transmit reference Wi-Fi signals.
  • the Wi-Fi communication interface 14 acquires the reference Wi-Fi signals emitted by the access points.
  • the central processor 11 evaluates the connection qualities from the signals Wi- Reference Fi received by the Wi-Fi communication interface 14.
  • the smartphone 10 further comprises a geolocation device 19.
  • the geolocation device 19 is designed to implement a method for measuring time of flight.
  • the time-of-flight measurement method uses ultra-wideband (or UWB, for Ultra WideBand) technology.
  • the geolocation device 19 is here natively embedded in the smartphone 10.
  • the geolocation device 19 comprises a communication component 20, an antenna 21 and a microcontroller 22.
  • the microcontroller 22 is connected to the central processor 11 via a wired interface (for example I2C, serial, etc.) or wireless (eg Bluetooth).
  • each access point 25 includes a central processor 26 which is controlled by an operating system 27.
  • the access point 25 further comprises a Wi-Fi communication interface 28 comprising a Wi-Fi communication component 29, a first antenna 30 and a second antenna 31.
  • the Wi-Fi communication component 29 comprises a 2.4-way channel. GHz connected to the first antenna 30 and a 5 GHz channel connected to the second antenna 31.
  • the access point 25 further comprises a geolocation device 33.
  • the geolocation device 33 comprises a UWB communication component 34, a UWB antenna 35 and a microcontroller 36.
  • the microcontroller 36 is connected to the central processor 26 via a serial link.
  • the microcontroller 36 dialogues with the UWB communication component 34 and supplies the central processor 26 with location information.
  • the operating system 27 makes it possible to manage this location information.
  • the central processor 26 is suitable for executing software instructions 37 for implementing the geolocation of the smartphone 10.
  • the operating system 27 makes the positioning information available for example via a software interface or an API (for Application Programming Interface). Positioning information is retrieved and then processed by an application.
  • a software interface or an API for Application Programming Interface
  • Each access point 25 is registered at the time of installation with a unique number, for example its MC address (for Media Access Control).
  • geolocation is UWB geolocation.
  • the geolocation devices 33 of the access points 25 form UWB anchors.
  • the UWB anchors are integrated into the access points 25.
  • the UWB anchors could perfectly well be distinct from the access points 25 and, in particular, be positioned at locations different.
  • Geolocation is based on a trilateration performed from measurements of distances between different elements.
  • the distance between the elements taken two by two is obtained by measuring the time of flight of a broadband impulse radioelectric signal which has the property of traveling in a straight line and of crossing the obstacles of an environment encountered in a dwelling. , or, more generally, in any building.
  • the smartphone 10 is precisely located in absolute position with respect to the reference mark.
  • the position of the smartphone 10 is at the intersection of the spheres centered on each UWB anchor.
  • the radius of a sphere centered on a UWB anchor corresponds to the distance, calculated from the time of flight of the UWB signal, between the smartphone 10 and said UWB anchor.
  • the DECAWAVE MDEK1001 localization solution is used.
  • the UWB 20 communication component of the smartphone 10 is the DECAWAVE DW1000 component.
  • the microcontroller 22 of the smartphone 10 is the NORDIC microcontroller containing DECAWAVE firmware making it possible to use the UWB 20 communication component.
  • the two components communicate with each other via a serial link.
  • the UWB communication component is in charge of forming and transmitting the signals of the pulses radiofrequencies defined by the NORDIC microcontroller, and to receive and decode the radiofrequency pulses received in order to extract the useful data and transmit them to the NORDIC microcontroller.
  • the NORDIC microcontroller is in charge of configuring and operating the UWB communication component to generate bursts, and decoding the bursts in return, thus making it possible to calculate, from the round trip time of flight, the distance between the devices. . It is therefore able to directly obtain the distances separating the UWB communication component from the other devices, but also to obtain from the other devices the additional information on the respective distances of the other devices between them. Based on knowledge of the different distances, he is in charge of evaluating the geographical position of each device in relation to a network of reference anchors. For this it implements a trilateration process.
  • the NORDIC microcontroller is also responsible for communicating with the central processor 11 of the smartphone 10 via a serial port mounted through a USB link, or directly through a serial link, or even through a Bluetooth link. It is thus able to receive commands to perform specific actions, and to transmit responses to the central processor 11.
  • the NORDIC microcontroller offers a certain number of commands which make it possible to trigger a certain number of actions, and to obtain a certain number of actions in return. It is also possible to add commands to existing ones, because the development environment is open, and the source code fully documented. In its default operating mode, the NORDIC microcontroller periodically transmits on the serial link carried by the USB link a report of the state of the system in the form of character strings.
  • An example of a character string corresponding to the location is as follows:
  • Each line corresponds to one of the equipment of the system (access point 25 or smartphone 10), and we easily detect the following fields associated with a value:
  • This information is supplied via the USB link to the operating system 12 of the central processor 11 of the smartphone 10. It is easy for the software embedded in the central processor 11 to collect this information and to process it.
  • the previous example shows a geolocation in a plan. It is also possible to obtain geolocation in a three-dimensional space when at least four anchors are deployed in a space and not in a plane.
  • the Wi-Fi interface 14 acquires the reference signals emitted by the access points 25, which makes it possible to evaluate the quality of connection, in the current position of the smartphone 10, between the smartphone 10 and each access point 25.
  • the smartphone 10 is by default in communication with the best access point 25 chosen by the distributed Wi-Fi system. Radio quality measurements therefore do not make it possible to characterize, for example, the actual coverage of a particular access point.
  • the central processor 11 of the smartphone 10 therefore communicates with the access points 25 and selectively controls them. and independently so that the access points 25, in turn, transmit the reference Wi-Fi signal.
  • the smartphone 10 sends for this purpose an access point selection message to the master access point 25a (step E1), for example via the bus of the backhaul link carried by its Wi- link. Fi with the current access point and relayed by the backhaul.
  • the master access point 25a then implements its mechanisms for active management of the access points to activate the selected access point 25b (step E2), for example by implementing "white-list / black" management. -list ”, or by forcing an access point jump, or by using any other process at its disposal.
  • the selected access point 25b transmits an acknowledgment message to the master access point 25a (step E3) which transmits it to the smartphone 10
  • the selection of the access points by the smartphone 10 is carried out as follows.
  • the central processor 11 of the smartphone 10 evaluates, for each access point, a signal strength transmitted by said access point and received by the communication device of the smartphone 10, and controls the transmission of the reference signals by each of the access points 25 successively in an order corresponding to a decreasing signal strength.
  • the application 13 of the smartphone 10 is connected by default to the best access point defined by the master access point via a conventional roaming method.
  • the central processor 11 requests to switch to the second best access point choice provided by the master access point, and so on until the last accessible access point.
  • the central processor 11 of the smartphone 10 can also define the characteristics of the reference Wi-Fi signals.
  • the central processor 11 can for example define the power with which each access point 25 transmits the reference Wi-Fi signal. It is thus possible to control an access point 25 in particular so that the latter transmits a beacon signal using a specific power different from the natural power, for example less than 6 dB.
  • a specific command is then sent to the master access point by the smartphone 10 via the backhaul link.
  • This command is interpreted and then translated on the access point considered by a low level command sent to the radio interface.
  • the command: wl pwr_percent 50 instructs the access point to reduce its transmit power by 6 dB.
  • This specificity makes it possible, from the smartphone 10, to carry out in a given location various reception level measurements, and thus to refine a measurement in which the signal received at the normal power of the access point would be saturated due to proximity to it.
  • the central processor 11 is also arranged to select a communication channel on which each access point 25 transmits the reference Wi-Fi signal. It is therefore possible to envisage controlling a particular access point so that it implements a transmission channel other than the channel for which it was initially configured.
  • a specific command is then sent to the master access point by the smartphone 10 via the backhaul link. This command will be interpreted and translated by the access point in question, by a low level command sent to the radio interface. For example, the command: iwconfig channel 6 instructs the Qualcomm-type access point to select channel 6 to communicate.
  • All of these commands can be executed by temporarily forcing the selected access point to use the requested characteristics in its normal SSID (SSID for Service Set Identifier). They can also be executed by adding on the access point a beacon specific to the requested measurement (predefined SSID for example) which will have the requested characteristics (channel, power, etc.) thus avoiding disrupting the native operation of the system.
  • SSID Service Set Identifier
  • the central processor 11 evaluates the connection qualities from the reference Wi-Fi signals received.
  • Connection quality can be assessed by measuring one or more parameters: received signal level, for example RSSI level (for Received Signai Strength
  • Indication associated with a transmission frequency or channel, bit rate, etc.
  • the smartphone's Wi-Fi communication interface uses, for example, the iwconfig command on Linux, which returns the received signal level or RSSI with frequency (like the example below).
  • Retry short limit 7 RTS thr: off Fragment thr: off Power Management: on
  • Other information can be collected (latency / ping time, etc.) through a communication established with the selected access point using for example a file exchange with the access point 25 to measure the bidirectional flow between the smartphone 10 and said access point.
  • the central processor 11 of the smartphone 10 can also interrogate each access point 25 so that said access point transmits to the smartphone 10 a level of Wi-Fi signal strength received by said access point.
  • a specific command is sent by the smartphone 10 to the master access point 25a via the backhaul link (step E10).
  • This command is transferred to the interrogated access point 25c via a low level command sent to the Wi-Fi interface of the interrogated access point 25c (step Eli).
  • the access point queried 25c transmits the RSSI to the master access point 25a (step E12) which transmits it to the smartphone 10 (step E13).
  • the command: wl rssl 90: 4d: 4a: cc: 6b: 8e allows to obtain the reception conditions of the access point queried whose MAC address is: 90: 4d: 4a: cc: 6b: 8th.
  • the command: netsh wlan show ail provides a report of reception of the signals of all the access points in the vicinity without establishing a communication with them. The information is taken from the reception of the beacon signals transmitted by these access points.
  • the results of the measurements are therefore stored in a first table, called the “measurement table”, of this database, which can be used during post-processing, for example with a view to optimizing the position of points d. access, or power modulation of access points, or for any other use.
  • the space to be mapped is partitioned into unit spatial areas, which can be unit areas or unit volumes, positioned relative to a reference frame.
  • the central processor 11 of the smartphone 10 associates the current position and the connection qualities evaluated in the current position with one of the unit spatial zones in which the current position is located.
  • each recording made when the smartphone 10 is in a current position corresponds to a unitary spatial zone defined around a point in space identified by its coordinates.
  • These unit volumes correspond to as many records in the database measurements table.
  • the records in the database measurement table are created as the smartphone 10 moves, thus enriching the cartographic data.
  • Each record contains, for example, the following fields:
  • an identification of the access point used for a first measurement for example its MAC address; a sub-field identifying a channel used by this first access point; a sub-field identifying a power implemented by this first access point; a sub-field containing a value representing a qualitative value of the link with this first access point on this first channel resulting from the use of this first power; o a sub-field containing a timestamp of the last measurement carried out under these conditions;
  • a second database table contains functional characteristics of the different UWB anchors.
  • the second table is completed, for example, depending on the discovery of the new UWB anchors by the smartphone 10 when it is moved into the home.
  • the second table here contains a record for each of the system's UWB anchors, each record containing for example:
  • a third field showing a first capability of the access point on which the anchor is located, for example the availability of the 2.4 GHz mode; o a sub-field can be used to show the identification of the 2.4GHz access point, for example its MAC address; o a subfield can be used to show the ability of the 2.4GHz mode to handle different channels; o a subfield can be used to show the capacity of the 2.4GHz mode to handle different powers;
  • a fourth field showing a second capability of the Wi-Fi access point for example the availability of 5GHz mode
  • o a sub-field can be used to show the identification of the 5GHz access point, for example its MAC address
  • o a subfield can be used to show the ability of 5GHz mode to manage different channels
  • o a subfield can be used to show the ability of 5GHz mode to handle different power.
  • AP_5_enable true; "C4-85-08-B2-37-04"; "36,40,44,48,52,56,60,64"; "20.0"
  • AP_5_enable true; "C4-85-08-B2-37-06";
  • the database also includes a third table.
  • the third table contains information relating to the movements of the smartphone 10 and can be used to supplement mapping information, for example to highlight a thin obstacle, such as a partition, which would have very little influence on the radio propagation measurements, and which would be too thin to completely prevent access to a complete unit space area.
  • the third table can include a series of records containing the coordinates of the unit spatial areas traversed associated with the timestamp of the entry or exit of the unit spatial area.
  • the smartphone 10, associated with the network of access points 25, executes the software implementing the mapping method.
  • the application 13 can be started or paused via an action on a button, for example in a menu.
  • the application 13 collects at regular intervals, for example every second, its position relative to the reference system formed by the UWB anchors.
  • the application 13 will perform the following operations: determine in the table of measurements the record corresponding to the present position of the smartphone 10.
  • the application calculates the coordinates of the central point of the unitary spatial zone corresponding to its position provided by the geolocation device by rounding its own x & y coordinates to the nearest multiple corresponding to the graininess of the database. The application selects this record as the current record.
  • This information is saved in the database.
  • the mechanisms for measuring other radio conditions can be implemented, and the results can supplement current measurements.
  • the access point control mechanisms 25 as previously described could be implemented based on the records of the second table (of the anchors) to scan each of the channel, radio interface and table configurations. power, and thus complete the current measurements with as many values corresponding to the different measurement configurations. Each measurement corresponding to a particular condition of the access point and of the smartphone 10 will be considered as a field of the current record of the table of measurements of the smartphone 10.
  • mapping can therefore be considered as “multilayer”. Each layer corresponds to a measurement condition.
  • FIG. 9 shows the steps of a method of scanning all the possible configurations to establish the measurements corresponding to each of the configurations.
  • the measurements are first of all carried out in a default configuration (step E20).
  • Measurements M (i) corresponding to this first configuration are carried out.
  • the results are stored in the database (step E22) It is checked whether another configuration is available
  • the scanning method returns to step E20.
  • the smartphone 10 configures the access point 25 to force a new measurement configuration (step E25).
  • the scanning method then returns to step E22. It is noted that the different possible iterations of each measurement corresponding to a condition can be averaged between them to refine the relevance of the value.
  • restored values which can also be averaged by using a weighting with the restored previous value of the current record of the database. For example, a weighting of 4 of the measured mean and of 1 of the restored value will make recent measurements preponderant with respect to the history. Likewise, restored values which
  • the timestamp exceeds a limit (eg values older than 1 month) may be ignored, as they are deemed too old.
  • FIG. 10 shows the steps of a record management method during the journey leading to a movement of the smartphone.
  • the geolocation device produces the x, y and z coordinates of the current position of the smartphone (step E30).
  • the current record is selected from the database (step E31). It is checked whether it is a new current recording (that is to say a movement of the smartphone in another unitary spatial zone): step E32. If this is not the case, the measurements are carried out (step E33). If this is the case, the measurements of the previous current recording are saved (step E34).
  • step E35 It is checked whether the previous current record existed (step E35). If this is the case, the measurements are recovered (step E36). Otherwise, the previous current record is created (step E37), and the measurements are recovered (step E36).
  • the database also includes a third table containing the movements of the smartphone 10. It is then necessary, simultaneously, to create a new record in this third table. This record contains the location of the location just left, and the timestamp of this event.
  • the database is then used to produce a map which can be displayed on its screen by the smartphone 10.
  • this map has two roles: to show the qualities of connection in the mapped space, and provide graphical assistance to the user in acquiring measurements.
  • the user who moves in the meshed space will browse more or less quickly the different unitary spatial zones corresponding to the different records of the smartphone's measurement table.
  • a means is presented here making it possible to show in graphic form the unitary spatial zones covered, highlighting the unitary spatial zones not covered, and also allowing to present in the form of 'a color code for the actual coverage recorded during its movement.
  • Each record in the database corresponding to a square area with a side of 30 cm positioned in an x, y coordinate system, it is natural to represent these areas as so many squares of defined size, positioned at defined coordinates while respecting a scale in order to to show the area in screen space, for example using a scale of 1 pixel per cm.
  • an area corresponding to a record of the database can be represented in the form of a square with 30 pixels on a side, positioned at the corresponding coordinates.
  • FIG. 11 shows a 2D graphic representation resulting from the use of the database.
  • the database Since the database has been filled in with values corresponding to measurements taken under different conditions, it is possible to limit the representation to certain conditions, for example to the single current access point assigned by the manager of the distributed Wi-Fi network in total. geographic point.
  • the reading and therefore the representation may be limited to the only measurement values corresponding to the selected condition.
  • the selection is made, for example, through a configuration menu.
  • the squares corresponding to the records are colored with a color dependent on the value from the record.
  • green color measurement> -65 dBm
  • red color measurement> -50 dBm
  • blue color measurement> -30 dBm.
  • This representation thus shows a background corresponding to a zone, the path leading to the measurements as well as an indication of the quality of the signal.
  • Light gray colored areas represent areas not covered by measurements. The user can therefore choose to browse them, or else will recognize inaccessible areas. As the user travels, the coverage of the area will be refined.
  • a read of the anchor table (second table in the database) will show the coordinates of each of the UWB anchors in the system. It is therefore possible to draw on the screen, for each of the anchors, a geometric shape, for example a black square with a few pixels in diameter positioned at its location while respecting the same cm / pixel scale.
  • the name of the UWB anchor can be transferred to the drawing in the form of text.
  • the cartography of the area can be used to associate each square with a name such as “kitchen”, or “living room”, etc.
  • the graphical interface will for example be used in association with a cursor management making it possible to select a certain zone of the graph, or certain boxes, and to assign them a caption.
  • This graphical representation tool can be coupled and executed simultaneously with the measurement collection method, or executed independently.
  • the walls are defined on the cartography by their absence. We therefore obtain a plan of the accommodation with the walls and inaccessible areas, such as wall units, which appear “hollow”.
  • the mobile equipment according to the invention is not necessarily a smartphone, but can be any other equipment intended to be moved (by a user or else independently), and for example a tablet, a connected watch, a vacuum cleaner, etc.
  • the geolocation of mobile equipment is not necessarily UWB geolocation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Equipement mobile (10) comprenant: - un dispositif de géolocalisation (19) agencé pour déterminer une position courante de l'équipement mobile (10) dans un espace à cartographier; - un dispositif de communication (14) agencé pour communiquer avec des points d'accès d'un réseau local mis en œuvre dans l'espace à cartographier; - un composant de commande (11) agencé : - pour commander sélectivement et de manière indépendante chaque point d'accès, via le dispositif de communication, de sorte que ledit point d'accès émette un signal de référence; - pour évaluer, à partir des signaux de référence reçus par le dispositif de communication, une qualité de connexion dans la position courante entre l'équipement mobile (10) et chacun des points d'accès.

Description

Equipement mobile réalisant une cartographie de qualité de connexion
DESCRIPTION
1/ invention concerne le domaine des réseaux locaux mis en œuvre par une pluralité de points d'accès.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Un système Wi-Fi distribué permet de mettre en œuvre un réseau local maillé qui présente une couverture étendue.
Un tel système Wi-Fi distribué comporte une pluralité de nœuds qui communiquent entre eux via une liaison dite « backhaul » qui utilise par exemple un lien radio Wi-Fi ou un lien filaire Ethernet.
La liaison backhaul permet aux nœuds d'échanger des commandes, notamment de gestion, au travers d'un bus de communication. La liaison backhaul sert également de support aux différents flux de données entre les nœuds et le réseau.
Chacun des nœuds intègre au moins un point d'accès Wi- Fi dit « fronthaul » permettant à un équipement externe de communiquer avec le réseau. L'un des nœuds du système Wi-Fi distribué est porteur d'une fonctionnalité de « maître ». Le nœud maître a pour missions de gérer le système Wi-Fi distribué, notamment son architecture, et de forcer chaque équipement externe connecté au réseau local à communiquer avec l'un des points d'accès fronthaul de l'un des nœuds en fonction de caractéristiques locales de propagation des signaux Wi-Fi.
Les positions des nœuds et les caractéristiques de l'émission des signaux Wi-Fi ne sont pas toujours définies de manière optimale par rapport à l'espace que doit couvrir le réseau. En particulier, si les points d'accès sont positionnés arbitrairement dans une habitation par un utilisateur novice en la matière, la couverture du réseau n'est pas optimisée.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet d'optimiser la couverture d'un réseau local comprenant une pluralité de points d'accès.
RESLIME DE L’INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose un équipement mobile comprenant : un dispositif de géolocalisation agencé pour déterminer une position courante de l'équipement mobile dans un espace à cartographier ; un dispositif de communication agencé pour communiquer avec des points d'accès d'un réseau local mis en œuvre dans l'espace à cartographier ; un composant de commande agencé : o pour commander sélectivement et de manière indépendante chaque point d'accès, via le dispositif de communication, de sorte que ledit point d'accès émette un signal de référence ; o pour évaluer, à partir des signaux de référence reçus par le dispositif de communication, une qualité de connexion dans la position courante entre l'équipement mobile et chacun des points d'accès.
L'équipement mobile peut donc commander individuellement et successivement chaque point d'accès de sorte que ledit point d'accès émette un signal de référence. L'équipement mobile acquiert les signaux de référence émis par tous les points d'accès, et évalue la qualité de connexion dans la position courante. En déplaçant l'élément mobile dans l'espace à cartographier, on peut quantifier la propagation des signaux radio produits individuellement par les points d'accès, et on obtient une cartographie complète et précise de la qualité de connexion. La cartographie peut être utilisée pour configurer les points d'accès du réseau de sorte que l'espace à cartographier soit couvert le plus efficacement possible. On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel le dispositif de géolocalisation est agencé pour mettre en œuvre une méthode de mesure de temps de vol.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel la méthode de mesure de temps de vol utilise une technologie ultra-large bande (UWB).
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, le dispositif de géolocalisation comprenant un composant de communication UWB et une antenne UWB agencés pour coopérer avec des ancres UWB situées dans les points d'accès.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel la qualité de connexion est évaluée à partir d'un niveau de puissance et/ou à partir d'un débit binaire de chaque signal de référence reçu par le dispositif de communication.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel l'espace à cartographier est partitionné selon des zones spatiales unitaires, et dans lequel le composant de commande est agencé pour associer la position courante et les qualités de connexion évaluées dans la position courante à l'une des zones spatiales unitaires dans laquelle est située la position courante.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel chaque zone spatiale unitaire est un volume unitaire.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel le composant de commande est agencé pour commander la puissance avec laquelle chaque point d'accès émet le signal de référence.
On propose en outre un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel le composant de commande est agencé pour sélectionner un canal de communication sur lequel chaque point d'accès émet le signal de référence.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel le composant de commande est agencé pour évaluer, pour chaque point d'accès, une force de signal émis par ledit point d'accès et reçu par le dispositif de communication, et pour commander l'émission des signaux de référence par chacun des points d'accès successivement selon un ordre correspondant à une force de signal décroissante.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel le composant de commande est aussi agencé pour interroger chaque point d'accès de sorte que ledit point d'accès transmette à l'équipement mobile un niveau de puissance de signal reçu par ledit point d'accès.
On propose aussi un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, dans lequel le composant de commande est aussi agencé pour interroger chaque point d'accès de sorte que ledit point d'accès transmette à l'équipement mobile des caractéristiques fonctionnelles dudit point d'accès.
On propose de plus un équipement mobile tel que celui qui vient d'être décrit, l'équipement mobile étant un smartphone .
On propose de plus un procédé de cartographie d'un espace à cartographier, comprenant les étapes de : - acquérir la position courante de l'équipement mobile tel que décrit ci-dessus ;
- commander sélectivement et de manière indépendante chaque point d'accès de sorte que ledit point d'accès émette un signal de référence ; pour chaque point d'accès, évaluer une qualité de connexion, dans la position courante, entre l'équipement mobile et ledit point d'accès ;
- créer un enregistrement courant comprenant les qualités de connexion associées à la position courante ;
- stocker l'enregistrement courant dans une base de données.
On propose en outre un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel l'espace à cartographier est partitionné en une pluralité de zones spatiales unitaires, le procédé de cartographie comprenant en outre l'étape de définir une zone spatiale unitaire courante dans laquelle est située la position courante, et d'associer l'enregistrement courant à la zone spatiale unitaire courante. On propose en outre un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel, pour chaque point d'accès, les qualités de connexion sont évaluées pour une pluralité de configurations d'émission dudit point d'accès.
On propose en outre un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel la base de données comporte de plus des caractéristiques fonctionnelles des points d'accès.
On propose en outre un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel la base de données comporte de plus des données de positionnement horodatées de l'équipement mobile.
On propose en outre un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, comprenant en outre l'étape de produire une carte montrant les zones couvertes et les zones non encore couvertes par le procédé de cartographie de l'espace à cartographier. On propose aussi un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui conduisent l'équipement mobile ci- dessus à exécuter les étapes du procédé de cartographie qui vient d'être décrit.
On propose en outre un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 représente schématiquement un équipement mobile selon l'invention et des points d'accès ; [Fig. 2] la figure 2 représente un exemple de cartographie ; [Fig. 3] la figure 3 représente un smartphone selon l'invention ;
[Fig. 4] la figure 4 représente un point d'accès ;
[Fig. 5] la figure 5 représente la mise en œuvre de la géolocalisation UWB ;
[Fig. 6] la figure 6 représente des étapes d'un procédé de sélection d'un point d'accès par le smartphone ;
[Fig. 7] la figure 7 représente des étapes d'un procédé de collecte par le smartphone de caractéristiques fonctionnelles d'un point d'accès ;
[Fig. 8] la figure 8 représente des volumes unitaires d'un espace à cartographier partitionné ; [Fig. 9] la figure 9 représente des étapes d'un procédé de balayage par le smartphone des configurations d'émission des points d'accès ;
[Fig. 10] la figure 10 représente des étapes d'un procédé de gestion des enregistrements ;
[Fig. 11] la figure 11 représente une carte obtenue via le procédé de cartographie.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Un système Wi-Fi distribué, comprenant une pluralité de points d'accès destinés à mettre en œuvre un réseau local, est installé dans une habitation.
L'invention a pour but de réaliser une cartographie de la qualité de connexion, dans l'habitation, avec les différents points d'accès. En référence à la figure 1, on utilise pour cela un équipement mobile 1 qui comprend un dispositif de géolocalisation 2, un dispositif de communication 3 et un composant de commande 4.
L'équipement mobile 1 est déplacé, soit par un utilisateur, soit automatiquement.
A intervalles réguliers, le dispositif de géolocalisation 2 de l'équipement mobile 1 détermine la position courante de l'équipement mobile 1 dans 1'habitation . Le dispositif de communication 3 est agencé pour communiquer avec les points d'accès 5.
Le composant de commande 4 commande sélectivement et de manière indépendante chaque point d'accès 5, via le dispositif de communication 3, de sorte que ledit point d'accès 5 émette un signal de référence. Le dispositif de communication 3 reçoit les signaux de référence. Le composant de commande 4 évalue, à partir des signaux de référence reçus par le dispositif de communication 3, une qualité de connexion, dans la position courante, entre l'équipement mobile 1 et chacun des points d'accès 5.
En déplaçant l'équipement mobile 1 dans toute l'habitation, on obtient une cartographie de la qualité de connexion avec les points d'accès 5.
Cette cartographie est par exemple semblable à celle de la figure 2, qui est une cartographie en deux dimensions réalisée dans une habitation 7 à l'aide d'un équipement mobile 8.
L'élément mobile utilisé est par exemple un smartphone.
En référence à la figure 3, le smartphone 10 comprend tout d'abord un composant de commande. Le composant de commande est un processeur central 11 qui est contrôlé par un système d'exploitation 12.
Le processeur central 11 est adapté à exécuter des instructions d'une application 13 pour mettre en œuvre le procédé de cartographie qui va être décrit.
Le smartphone 10 comprend de plus un dispositif de communication, qui est une interface de communication Wi-Fi 14 (native) comprenant un composant de communication Wi-Fi 15, une première antenne 16 et une deuxième antenne 17. Le composant de communication Wi-Fi 15 comprend une voie à 2.4GHz reliée à la première antenne 16 et une voie à 5GHz reliée à la deuxième antenne 17.
Le processeur central 11 commande les points d'accès via l'interface de communication Wi-Fi 14 pour que ceux-ci émettent des signaux Wi-Fi de référence. L'interface de communication Wi-Fi 14 acquiert les signaux Wi-Fi de référence émis par les points d'accès. Le processeur central 11 évalue les qualités de connexion à partir des signaux Wi- Fi de référence reçus par l'interface de communication Wi- Fi 14.
Le smartphone 10 comprend de plus un dispositif de géolocalisation 19. Le dispositif de géolocalisation 19 est agencé pour mettre en œuvre une méthode de mesure de temps de vol. Ici, la méthode de mesure de temps de vol utilise une technologie ultra-large bande (ou UWB, pour Ultra WideBand).
Le dispositif de géolocalisation 19 est ici embarqué nativement dans le smartphone 10. Le dispositif de géolocalisation 19 comprend un composant de communication 20, une antenne 21 et un microcontrôleur 22. Le microcontrôleur 22 est relié au processeur central 11 via une interface filaire (par exemple I2C, série, etc.) ou sans fil (par exemple Bluetooth).
Alternativement, le dispositif de géolocalisation pourrait comprendre un tag UWB. Le tag UWB serait alors positionné le plus proche possible du smartphone, voire intégré dans le smartphone. En référence à la figure 4, chaque point d'accès 25 comporte un processeur central 26 qui est contrôlé par un système d'exploitation 27.
Le point d'accès 25 comprend de plus une interface de communication Wi-Fi 28 comprenant un composant de communication Wi-Fi 29, une première antenne 30 et une deuxième antenne 31. Le composant de communication Wi-Fi 29 comprend une voie à 2.4GHz reliée à la première antenne 30 et une voie à 5GHz reliée à la deuxième antenne 31.
Le point d'accès 25 comprend de plus un dispositif de géolocalisation 33. Le dispositif de géolocalisation 33 comporte un composant de communication UWB 34, une antenne UWB 35 et un microcontrôleur 36. Le microcontrôleur 36 est relié au processeur central 26 via une liaison série. Le microcontrôleur 36 dialogue avec le composant de communication UWB 34 et fournit au processeur central 26 des informations de localisation. Le système d'exploitation 27 permet de gérer ces informations de localisation.
Le processeur central 26 est adapté à exécuter des instructions d'un logiciel 37 pour mettre en œuvre la géolocalisation du smartphone 10.
Le système d'exploitation 27 rend disponible les informations de positionnement par exemple via une interface logicielle ou une API (pour Application Programming Interface) . Les informations de positionnement sont récupérées puis traitées par une application.
Chaque point d'accès 25 est enregistré au moment de l'installation avec un numéro unique, par exemple son adresse MC (pour Media Access Control, ou Contrôle d'Accès au Support) .
On décrit maintenant plus en détail le fonctionnement de la géolocalisation.
Comme on l'a vu, la géolocalisation est une géolocalisation UWB.
Les dispositifs de géolocalisation 33 des points d'accès 25 forment des ancres UWB.
On voit donc qu'ici, les ancres UWB sont intégrées dans les points d'accès 25. Ceci n'est pas obligatoire, les ancres UWB pourraient parfaitement être distinctes des points d'accès 25 et, en particulier, être positionnées à des endroits différents.
La géolocalisation est basée sur une trilatération effectuée à partir de mesures de distances entre différents éléments . La distance entre les éléments pris deux à deux est obtenue grâce à la mesure du temps de vol d'un signal radioélectrique impulsionnel à large bande qui a la propriété de voyager en ligne droite et de franchir les obstacles d'un environnement rencontré dans une habitation, ou, plus généralement, dans un bâtiment quelconque.
En référence à la figure 5, en utilisant un réseau établi de points fixes (les ancres UWB Al, A2, A3) formant un repère, dont les positions relatives sont évaluées par le système à partir des distances les séparant (distances Dl, D2 & D3), on localise précisément le smartphone 10 en position absolue par rapport au repère.
La position du smartphone 10 se trouve à l'intersection des sphères centrées sur chaque ancre UWB. Le rayon d'une sphère centrée sur une ancre UWB correspond à la distance, calculée à partir du temps de vol du signal UWB, entre le smartphone 10 et ladite ancre UWB.
Ici, avec un réseau de 3 ancres, on calcule les distances estimées du smartphone 10 par rapport aux différentes ancres, c'est-à-dire dl, d2, d3.
On illustre maintenant l'acquisition des données de géolocalisation en utilisant un exemple de sélection de composants .
On utilise par exemple la solution de localisation DECAWAVE MDEK1001. Le composant de communication UWB 20 du smartphone 10 est le composant DECAWAVE DW1000. Le microcontrôleur 22 du smartphone 10 est le microcontrôleur NORDIC contenant un firmware DECAWAVE permettant d'exploiter le composant de communication UWB 20. Les deux composants communiquent entre eux via une liaison série.
Le composant de communication UWB est en charge de former et de transmettre les signaux des impulsions radiofréquences définies par le microcontrôleur NORDIC, et de recevoir et de décoder les impulsions radiofréquences reçues pour en extraire les données utiles et les transmettre au microcontrôleur NORDIC. Le microcontrôleur NORDIC est en charge de configurer et d'exploiter le composant de communication UWB pour générer les salves, et de décoder les salves en retour, permettant ainsi de calculer, à partir de temps de vol aller/retour, la distance entre les équipements. Il est donc à même d'obtenir directement les distances séparant le composant de communication UWB des autres équipements, mais également d'obtenir des autres équipements les informations complémentaires des distances respectives des autres équipements entre eux. A partir de la connaissance des différentes distances, il est en charge d'évaluer la position géographique de chaque équipement par rapport à un réseau d'ancres de référence. Pour cela il met en œuvre un procédé de trilatération.
Le microcontrôleur NORDIC est également en charge de communiquer avec le processeur central 11 du smartphone 10 via un port série monté au travers d'une liaison USB, ou directement au travers d'une liaison série, ou encore au travers d'une liaison Bluetooth. Il est ainsi à même de recevoir des commandes pour effectuer des actions spécifiques, et de transmettre au processeur central 11 des réponses.
Le microcontrôleur NORDIC offre un certain nombre de commandes qui permettent de déclencher un certain nombre d'actions, et d'obtenir un certain nombre d'actions en retour. Il est également possible de rajouter des commandes à celles existantes, car l'environnement de développement est ouvert, et le code source entièrement documenté. Dans son mode de fonctionnement par défaut, le microcontrôleur NORDIC transmet de façon périodique sur la liaison série portée par le lien USB un compte rendu de l'état du système sous forme de chaînes de caractères. Un exemple de chaîne de caractères correspondant à la localisation est le suivant :
{’timestamp’ : 1569763879.354127, ’x’: 2.168, ’y’: 0.62844,
'type': 'tag'}
{'timestamp': 1569763879.937741, 'type': 'anchor', 'c': 0.0, 'y': 0.0}
{'timestamp': 1569763879.9407377, 'type': 'anchor', 'dist': 3.287105, 'x': 3.5, 'y': 0.0}
{'timestamp': 1569763879.943739, 'type': 'anchor', 'dist': 9.489347, 'c': 3.5, 'y': 9.0}
Ces données sont aisément décomposables. Chaque ligne correspond à l'un des équipements du système (point d'accès 25 ou smartphone 10), et on y décèle facilement les champs suivants associés à une valeur :
- timestamp : date de transmission du compte rendu par le dispositif de géolocalisation du smartphone 10 ;
- x et y : coordonnées en mètres de l'équipement par rapport au repère de référence formé par les ancres. Les coordonnées des ancres sont retournées avec une précision arrondie à 0,5m près ;
- type : type de l'équipement : tag = smartphone, anchor = ancre UWB ;
- dist : distance en mètres entre le smartphone 10 et l'ancre UWB point de référence du système. Cette information n'existe pas pour l'ancre de référence
On a donc quatre équipements dans cet exemple.
Le smartphone 10 est situé aux coordonnées x = 2.168 m ; y = 0.628 m. L'ancre de référence est située aux coordonnées x = 0m ; y = 0m.
Une ancre est située aux coordonnées x = 3.5 m ; y = 0 m, à une distance de 3.287 m de l'ancre de référence.
Une ancre est située aux coordonnées x = 3.5 m ; y = 9.0 m, à une distance de 9.489 m de l'ancre de référence.
Ces informations sont fournies via la liaison USB au système d'exploitation 12 du processeur central 11 du smartphone 10. Il est aisé pour le logiciel embarqué dans le processeur central 11 de collecter ces informations et de les traiter.
L'exemple précédent montre une géolocalisation dans un plan. Il est également possible d'obtenir une géolocalisation dans un espace à trois dimensions dès lors que quatre ancres au moins sont déployées dans un espace et non dans un plan.
On décrit maintenant la manière dont le composant de commande du smartphone 10, c'est à dire le processeur central 11, pilote les points d'accès.
Comme on l'a vu, l'interface Wi-Fi 14 acquiert les signaux de référence émis par les points d'accès 25, ce qui permet d'évaluer la qualité de connexion, dans la position courante du smartphone 10, entre le smartphone 10 et chaque point d'accès 25.
Cependant, dans son mode de fonctionnement normal, le smartphone 10 est par défaut en communication avec le meilleur point d'accès 25 choisi par le système Wi-Fi distribué. Des mesures de qualité radio ne permettent donc pas de caractériser, par exemple, la couverture réelle d'un point d'accès en particulier.
Le processeur central 11 du smartphone 10 communique donc avec les points d'accès 25 et les commande sélectivement et de manière indépendante de sorte que les points d'accès 25, à tour de rôle, émettent le signal Wi-Fi de référence.
En référence à la figure 6, le smartphone 10 envoie à cet effet un message de sélection de point d'accès au point d'accès maître 25a (étape El), par exemple via le bus de la liaison backhaul porté par sa liaison Wi-Fi avec le point d'accès courant et relayée par le backhaul.
Le point d'accès maître 25a met alors en œuvre ses mécanismes de gestion active des points d'accès pour activer le point d'accès sélectionné 25b (étape E2), par exemple en mettant en œuvre une gestion de « white-list / black-list », ou en forçant un saut de point d'accès, ou en utilisant tout autre procédé à sa disposition. Le point d'accès sélectionné 25b transmet un message d'acquittement au point d'accès maître 25a (étape E3) qui le retransmet au smartphone 10
(étape E4).
Ici, et de manière non limitative, la sélection des points d'accès par le smartphone 10 est réalisée de la manière suivante. Le processeur central 11 du smartphone 10 évalue, pour chaque point d'accès, une force de signal émis par ledit point d'accès et reçu par le dispositif de communication du smartphone 10, et commande l'émission des signaux de référence par chacun des points d'accès 25 successivement selon un ordre correspondant à une force de signal décroissante .
Concrètement, l'application 13 du smartphone 10 est connectée par défaut sur le meilleur point d'accès défini par le point d'accès maître via une méthode de roaming classique.
Une fois la mesure effectuée avec le meilleur point d'accès, le processeur central 11 demande à passer sur le deuxième meilleur choix de point d'accès fourni par le point d'accès maître, et ainsi de suite jusqu'au dernier point d'accès accessible.
Le processeur central 11 du smartphone 10 peut aussi définir les caractéristiques des signaux Wi-Fi de référence.
Le processeur central 11 peut par exemple définir la puissance avec laquelle chaque point d'accès 25 émet le signal Wi-Fi de référence. On peut ainsi commander un point d'accès 25 en particulier pour que celui-ci transmette un signal de beacon en utilisant une puissance spécifique différente de la puissance naturelle, par exemple inférieure de 6 dB.
Une commande spécifique est alors envoyée au point d'accès maître par le smartphone 10 via la liaison backhaul. Cette commande est interprétée puis traduite sur le point d'accès considéré par une commande bas niveau envoyée à l'interface radio. Par exemple, la commande : wl pwr_percent 50 ordonne au point d'accès de réduire de 6 dB sa puissance d'émission.
Cette spécificité permet, depuis le smartphone 10, d'effectuer en un lieu donné différentes mesures de niveau de réception, et ainsi d'affiner une mesure dont le signal reçu à la puissance normale du point d'accès serait saturé du fait d'une proximité avec celui-ci.
Le processeur central 11 est aussi agencé pour sélectionner un canal de communication sur lequel chaque point d'accès 25 émet le signal Wi-Fi de référence. Il est donc envisageable de commander un point d'accès en particulier pour que celui-ci mette en œuvre un autre canal de transmission que le canal pour lequel il a été initialement configuré. Une commande spécifique est alors envoyée au point d'accès maître par le smartphone 10 via la liaison backhaul. Cette commande sera interprétée et traduite par le point d'accès considéré, par une commande bas niveau envoyée à l'interface radio. Par exemple, la commande : iwconfig channel 6 ordonne au point d'accès de type Qualcomm de sélectionner le canal 6 pour communiquer.
L'ensemble de ces commandes pourront être exécutées en forçant temporairement le point d'accès sélectionné à utiliser dans son SSID normal (SSID pour Service Set Identifier) les caractéristiques demandées. Elles pourront également être exécutées en ajoutant sur le point d'accès un beacon spécifique à la mesure demandée (SSID prédéfini par exemple) qui aura les caractéristiques demandées (canal, puissance, etc.) évitant ainsi de perturber le fonctionnement natif du système.
Cette spécificité permettra, depuis le smartphone 10, d'effectuer en un lieu donné différentes mesures de couverture pour différentes fréquences de travail.
On décrit maintenant la manière dont le smartphone évalue la qualité de connexion avec les points d'accès.
Comme on l'a vu, pour chaque point d'accès, le processeur central 11 évalue les qualités de connexion à partir des signaux Wi-Fi de référence reçus.
La qualité de connexion peut être évaluée par une mesure d'un ou de plusieurs paramètres : niveau de signal reçu, par exemple niveau de RSSI (pour Received Signai Strength
Indication) associé à une fréquence ou à un canal d'émission, débit binaire, etc.
L'interface de communication Wi-Fi du smartphone utilise par exemple la commande iwconfig sous Linux, qui retourne le niveau de signal reçu ou RSSI avec la fréquence (comme l'exemple ci-dessous). wlp3s0 IEEE 802.11 ESSID: "boxcom"
Mode:Managed Frequency :5.5 GHz Access Point: 2C:39:96:FF:A2:F5
Bit Rate=135 Mb/s Tx-Power=15 dBm
Retry short limit:7 RTS thr:off Fragment thr:off Power Management:on
Link Quality=45/70 Signal level=-65 dBm Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0
Tx excessive retries:0 Invalid mise:106 Missed beacon:0
On a dans la trace de cette commande Wi-Fi le niveau de signal Wi-Fi de référence à -65 dBm.
C'est cette indication qui servira d'indication à la cartographie Wi-Fi.
D'autres informations peuvent être collectées (temps de latence / ping, etc...) au travers d'une communication établie avec le point d'accès sélectionné en utilisant par exemple un échange de fichiers avec le point d'accès 25 pour mesurer le débit bidirectionnel entre le smartphone 10 et ledit point d'accès.
Le processeur central 11 du smartphone 10 peut aussi interroger chaque point d'accès 25 de sorte que ledit point d'accès transmette au smartphone 10 un niveau de puissance de signal Wi-Fi reçu par ledit point d'accès.
En référence à la figure 7, une commande spécifique est envoyée par le smartphone 10 au point d'accès maître 25a via la liaison backhaul (étape E10). Cette commande est transférée au point d'accès interrogé 25c via par une commande bas niveau envoyée à l'interface Wi-Fi du point d'accès interrogé 25c (étape Eli). Le point d'accès interrogé 25c transmet le RSSI au point d'accès maître 25a (étape E12) qui le retransmet au smartphone 10 (étape E13).
Par exemple, la commande : wl rssl 90:4d:4a:cc:6b:8e permet d'obtenir les conditions de réception du point d'accès interrogé dont l'adresse MAC est : 90:4d:4a:cc:6b :8e.
Il est également possible de collecter une information relative au niveau de puissance de signal reçu par un point d'accès 25 en particulier sans que la communication ne soit établie avec celui-ci.
Par exemple sous Windows, la commande : netsh wlan show ail fournit un compte rendu de réception des signaux de tous les points d'accès du voisinage sans pour autant établir une communication avec eux. Les informations sont tirées de la réception des signaux beacon émis par ces points d'accès.
L'exemple ci-après montre le retour pour un environnement comportant un point d'accès unique :
SSID 22 : WlFl-2.4-6B90
Type de réseau Infrastructure Authentification WPA2 - Personnel Chiffrement CCMP BSSID 1 90 4d:4a:cc:6b:96
Signal 71%
Type de radio 802.11h Canal 6
Taux de base (Mbits/s) : 12 5.5 11 Autres taux (Mbits/s) : 69 12 18 24 36 48 54 Les mesures réalisées par le smartphone 10 permettent de créer une base de données. Cette base de données peut être stockée dans le smartphone 10, dans l'un des points d'accès 25 du système Wi-Fi distribué, ou encore dans un serveur distant. La base de données pourrait également être répartie dans ces équipements, ou encore comporter une zone tampon dans le smartphone 10 pour garantir un accès rapide aux enregistrements.
Les résultats des mesures sont donc stockés dans une première table, dite « table des mesures », de cette base de données, qui sera exploitable lors d'un post-traitement, par exemple en vue de calculs d'optimisation de position de points d'accès, ou de modulation de puissance de points d'accès, ou pour tout autre usage.
L'espace à cartographier est partitionné en zones spatiales unitaires, qui peuvent être des surfaces unitaires ou des volumes unitaires, positionnées par rapport à un repère de référence.
Le processeur central 11 du smartphone 10 associe la position courante et les qualités de connexion évaluées dans la position courante à l'une des zones spatiales unitaires dans laquelle est située la position courante. Ainsi, dans la table des mesures, chaque enregistrement réalisé lorsque le smartphone 10 se trouve dans une position courante correspond à une zone spatiale unitaire définie autour d'un point de l'espace identifié par ses coordonnées.
Par exemple, en référence à la figure 8, un volume de 15 m x 15 m comportant 3 étages de 2,5 m de hauteur, couvrant l'habitation, est décomposable en un ensemble de 50 x 50 x 3 = 7500 parallélépipèdes de 0,3 m x 0,3 m x 2,5 m entourant chacun un point de l'espace séparé de ses points voisins de 30 cm sur le plan horizontal, et de 2,5 m sur le plan vertical. Ces volumes unitaires correspondent à autant d'enregistrements dans la table des mesures de la base de données. Ainsi, un enregistrement de la table des mesures correspondant à la case dont le point central se situe aux coordonnées x= 0.0m, y= 0.0m, z= 0.0m couvrirait toutes les positions possibles d'un objet dont les coordonnées réelles seraient dans un espace de +/- 15 cm de part et d'autre de ce point central sur l'axe x et sur l'axe y, et de +/- 1,25 m sur l'axe z.
Les enregistrements dans la table des mesures de la base de données sont créés au fur et à mesure du déplacement du smartphone 10 enrichissant ainsi les données cartographiques .
Chaque enregistrement contient par exemple les champs suivants :
- la position du point central de la zone spatiale unitaire par rapport au référentiel, pour la position courante dans laquelle l'enregistrement a été réalisé ;
- une identification du point d'accès courant affecté au smartphone par le gestionnaire du réseau Wi-Fi distribué ;
- une identification du point d'accès utilisé pour une première mesure, par exemple son adresse MAC ; o un sous-champ identifiant un canal utilisé par ce premier point d'accès ; o un sous-champ identifiant une puissance mise en œuvre par ce premier point d'accès ; o un sous-champ contenant une valeur représentant une valeur qualitative de la liaison avec ce premier point d'accès sur ce premier canal résultant de la mise en œuvre de cette première puissance ; o un sous-champ contenant un horodatage de la dernière mesure effectuée dans ces conditions ;
- une identification du point d'accès utilisé pour une seconde mesure, etc. Un exemple de contenu de la table des mesures du smartphone pourrait être :
0.0, 1.0, 0.0
C4-85-08-B2-36-03 C4-85-08-B2-36-03 ; 06 ; 20dBm ; -65dBm ; 2019/10/21
12:53:00.554
C4-85-08-B2-36-05 ; 01 ; 14dBm ; -55dBm ; 2019/10/17
06:52:45.35
0.0, 1.3r 0.0
C4-85-08-B2-36-03
C4-85-08-B2-36-03 ; 06 ; 20dBm ; -55dBm ; 2019/10/21
12:53:27.002
C4-85-08-B2-36-05 ; 01 ; 14dBm ; -65dBm ; 2019/10/17
06:52:45.35
Une deuxième table de la base de données contient des caractéristiques fonctionnelles des différentes ancres UWB.
La deuxième table est complétée par exemple au gré de la découverte des nouvelles ancres UWB par le smartphone 10 lorsqu'il est déplacé dans l'habitation.
La deuxième table contient ici un enregistrement pour chacune des ancres UWB du système, chaque enregistrement contenant par exemple :
- un premier champ montrant le nom de l'ancre UWB,
- un second champ montrant les coordonnées x, y, z de l'ancre UWB dans le référentiel.
Avantageusement, des informations supplémentaires montrant les capabilités des nœuds dans lesquels sont localisées les ancres UWB seront collectées par le processeur central 11 du smartphone 10 au travers de commandes spécifiques passées via le backhaul. Ces capabilités seront exploitées par le système pour décliner toutes les variantes possibles de mesures de conditions de propagation radio. - un troisième champ montrant une première capabilité du point d'accès sur lequel est implantée l'ancre, par exemple la disponibilité du mode 2,4GHz ; o un sous-champ peut être utilisé pour montrer l'identification du point d'accès 2.4GHz, par exemple son adresse MAC ; o un sous-champ peut être utilisé pour montrer la capacité du mode 2,4GHz à gérer différents canaux ; o un sous-champ peut être utilisé pour montrer la capacité du mode 2,4GHz à gérer différentes puissances ;
- un quatrième champ montrant une seconde capabilité du point d'accès Wi-Fi, par exemple la disponibilité du mode 5GHz ; o un sous-champ peut être utilisé pour montrer l'identification du point d'accès 5GHz, par exemple son adresse MAC ; o un sous-champ peut être utilisé pour montrer la capacité du mode 5GHz à gérer différents canaux ; o un sous-champ peut être utilisé pour montrer la capacité du mode 5GHz à gérer différentes puissance.
Un exemple de contenu de la deuxième table pourrait être :
Anchor_l x = 0.0 y = 0.0 z = 0.0
AP_2.4_enable = true ; "C4-85-08-B2-36-03" ;
"1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13" ; "20.0,14.0,8.0"
AP_5_enable = true ; "C4-85-08-B2-37-04" ; "36,40,44,48,52,56,60,64" ; "20.0"
Anchor 2 x 3.5 y = 0.0 z = 0.0
AP_2.4_enable = true ; "C4-85-08-B2-36-04" ;
"1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13" ; "20.0,14.0,8.0" AP_5_enable = true ; "C4-85-08-B2-37-05" ;
"36,40,44,48,52,56,60,64" ; "20.0"
Anchor_3 x = 3.5 y = 9.0 z = 0.0
AP_2.4_enable = true ; "C4-85-08-B2-36-05" ;
"1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13" ; "20.0,14.0,8.0"
AP_5_enable = true ; "C4-85-08-B2-37-06" ;
"36,40,44,48,52,56,60,64" ; "20.0,14.0" La base de données comprend aussi une troisième table.
La troisième table contient des informations relatives aux déplacements du smartphone 10 et peut être exploitée pour compléter des informations de cartographie, par exemple pour mettre en évidence un obstacle fin, comme une cloison, qui n'influencerait que très peu les mesures de propagation radio, et qui serait trop fin pour empêcher complètement l'accès à une zone spatiale unitaire complète.
Une exploitation du parcours du smartphone 10 pourrait ainsi montrer que le smartphone 10 n'a jamais été déplacé directement d'une zone spatiale unitaire à une autre pourtant adjacente, montrant ainsi la présence d'un potentiel obstacle très petit empêchant le parcours.
Pour cela, la troisième table peut inclure une suite d'enregistrements contenant les coordonnées des zones spatiales unitaires parcourues associés à l'horodatage de l'entrée ou de la sortie de la zone spatiale unitaire. On décrit maintenant plus en détail la mise en œuvre du procédé de cartographie de l'habitation.
Le smartphone 10, associé au réseau de points d'accès 25, exécute le logiciel mettant en œuvre le procédé de cartographie.
L'application 13 peut être démarrée ou mise en pause via une action sur un bouton, par exemple dans un menu.
Dès lors qu'elle est en cours d'exécution, l'application 13 collecte à intervalles réguliers, par exemple chaque seconde, sa position par rapport au système de référence formé par les ancres UWB.
En exploitant la base de données telle que précédemment décrite, l'application 13 va effectuer les opérations suivantes : - déterminer dans la table des mesures l'enregistrement correspondant à la position présente du smartphone 10.
Pour cela, l'application calcule les coordonnées du point central de la zone spatiale unitaire correspondant à sa position fournie par le dispositif de géolocalisation en arrondissant ses propres coordonnées x & y au multiple le plus proche correspondant à la granulosité de la base de données. L'application sélectionne cet enregistrement comme enregistrement courant.
Par exemple, dans l'exemple choisi, la granulosité de la base de données étant de 0,3 m sur les axes x et y, et les coordonnées réelles du smartphone étant x = 2.168 m ; y = 0.62844 m, l'enregistrement de la base de données correspondant aux coordonnées x = 2.1m ;y= 0.6m est celui dont le point central est le plus proche de la position réelle du smartphone, et sera donc sélectionné comme enregistrement courant. Si cet enregistrement n'existe pas dans la base de données, il est rajouté au moyen des commandes classiques d'ajout d'un enregistrement dans une base de données.
- récupérer de la base de données l'enregistrement sélectionné, et en extraire les différents champs correspondants aux différentes mesures.
- tant que la collecte de positionnement du smartphone 10 n'aboutit pas à la sélection d'un autre enregistrement, c'est-à-dire tant que le smartphone 10 n'a pas changé de zone spatiale unitaire, il est possible d'effectuer l'évaluation de différentes conditions d'utilisation des points d'accès du système Wi-Fi distribué, et ainsi d'enrichir l'enregistrement courant de la base de données.
La séquence ci-après peut donc être mise en œuvre une ou plusieurs fois :
- évaluer la qualité de connexion avec le point d'accès courant.
Ainsi, dans l'exemple vu plus tôt, le smartphone 10 reçoit du point d'accès un niveau de signal égal à -65 dBm (Signal level=-65 dBm) provenant du point d'accès
2C:39:96:FF:A2 :F5, alors que celui-ci transmet son signal sur le canal 100 (Frequency:5.5 GHz) avec une puissance de
15 dBm (Tx-Power=15 dBm).
Ces informations sont enregistrées dans la base de données.
Des informations complémentaires peuvent également être conservées, telles que la qualité du lien (Link Quality= 5/l0) ou encore la modulation utilisée (Bit Rate=135 Mb/s). - ces mesures seront enrichies, dans la mesure du possible, selon la vitesse de déplacement de l'utilisateur du smartphone. En particulier, les mesures des signaux transmis par défaut par les autres points d'accès du système pourront être collectées.
Pour cela, les mécanismes de mesure d'autres conditions radio (signal reçu des autres points d'accès, signal vu par le point d'accès) pourront être mis en œuvre, et les résultats pourront venir compléter les mesures courantes.
De la même manière, les mécanismes de pilotage des points d'accès 25 tels que précédemment décrits pourront être mis en œuvre en se basant sur les enregistrements de la deuxième table (des ancres) pour balayer chacune des configurations de canal, interface radio et table de puissance, et ainsi compléter les mesures courantes d'autant de valeurs correspondant aux différentes configurations de mesure. Chaque mesure correspondant à une condition particulière du point d'accès et du smartphone 10 sera considérée comme un champ de l'enregistrement courant de la table des mesures du smartphone 10.
Ainsi, il sera possible par une exploitation à postériori de la table des mesures du smartphone de montrer les conditions de propagation d'un signal radio pour une condition particulière de point d'accès, de canal et de puissance.
La cartographie pourra donc être considérée comme « multicouches ». Chaque couche correspond à une condition de mesure.
La figure 9 montre les étapes d'un procédé de balayage de toutes les configurations possibles pour établir les mesures correspondant à chacune des configurations. Les mesures sont tout d'abord effectuées dans une configuration par défaut (étape E20). La variable i est initialisée à 1 (étape E21) : i = 1.
On effectue des mesures M(i) correspondant à cette première configuration. Les résultats sont stockés dans la base de données (étape E22) On vérifie si une autre configuration est disponible
(étape E23).
Si ce n'est pas le cas, le procédé de balayage retourne à 1'étape E20.
Si c'est le cas, la variable i est incrémentée d'une unité : i = i + 1 (étape E24).
Le smartphone 10 configure le point d'accès 25 pour forcer une nouvelle configuration de mesure (étape E25).
Le procédé de balayage retourne alors à l'étape E22. On note que les différentes itérations possibles de chaque mesure correspondant à une condition peuvent être moyennées entre elles pour affiner la pertinence de la valeur.
Elles pourront également être moyennées en utilisant une pondération avec la valeur précédente restaurée de l'enregistrement courant de la base de données. Par exemple une pondération de 4 de la moyenne mesurée et de 1 de la valeur restaurée rendra prépondérantes les mesures récentes par rapport à l'historique. De la même manière, des valeurs restaurées dont
1'horodatage dépasse une limite (par exemple les valeurs plus anciennes que 1 mois) pourront être ignorées, car jugées trop anciennes.
- lorsque la collecte de positionnement du smartphone 10 aboutit à la sélection d'un autre enregistrement dans la base de données, les mesures correspondant à l'emplacement qui vient d'être quitté seront sauvegardées dans la base de données au moyen des commandes classiques de modification d'un enregistrement dans une base de données.
La figure 10 montre les étapes d'un procédé de gestion des enregistrements lors du parcours amenant à un déplacement du smartphone.
Le dispositif de géolocalisation produit les coordonnées x, y et z de la position courante du smartphone (étape E30).
L'enregistrement courant est sélectionné dans la base de données (étape E31). On vérifie s'il s'agit d'un nouvel enregistrement courant (c'est-à-dire d'un déplacement du smartphone dans une autre zone spatiale unitaire) : étape E32. Si ce n'est pas le cas, les mesures sont effectuées (étape E33). Si c'est le cas, les mesures de l'enregistrement courant précédent sont sauvegardées (étape E34).
On vérifie si l'enregistrement courant précédent existait (étape E35). Si c'est le cas, les mesures sont récupérées (étape E36). Sinon, l'enregistrement courant précédent est créé (étape E37), et les mesures sont récupérées (étape E36).
Les mesures sont alors effectuées (étape E33).
Comme on l'a vu, la base de données comporte également une troisième table contenant les déplacements du smartphone 10. Il convient alors, simultanément, de créer un nouvel enregistrement dans cette troisième table. Cet enregistrement contient la localisation de l'emplacement venant d'être quitté, et l'horodatage de cet évènement.
La base de données est alors utilisée pour produire une carte qui peut être affichée sur son écran par le smartphone 10. Ici, cette carte a deux rôles : montrer les qualités de connexion dans l'espace cartographié, et fournir une aide graphique à l'utilisateur dans l'acquisition des mesures.
L'utilisateur qui se déplace dans l'espace maillé va parcourir plus ou moins rapidement les différentes zones spatiales unitaires correspondant aux différents enregistrements de la table des mesures du smartphone. Afin de l'aider à compléter le plus efficacement possible la cartographie, il est présenté ici un moyen permettant de montrer sous forme graphique les zones spatiales unitaires couvertes, mettant en évidence les zones spatiales unitaires non couvertes, et permettant également de présenter sous forme d'un code de couleurs la couverture réelle relevée lors de son déplacement.
L'usage d'un outil de représentation graphique permet de représenter la grille de zones spatiales unitaires correspondant aux enregistrements de la base de données.
On peut créer des formes colorées tels des carrés et les montrer à l'écran. Il est possible de réaliser cette représentation graphique, y compris en trois dimensions au travers d'une représentation sous forme de cubes colorés plus ou moins transparents.
Chaque enregistrement de la base de données correspondant à une zone carrée de 30 cm de côté positionné dans un repère x, y, il est naturel de représenter ces zones comme autant de carrés de taille définie, positionnés à des coordonnées définies en respectant une échelle afin de montrer la zone dans un espace d'écran, par exemple en utilisant une échelle de 1 pixel par cm. Ainsi une zone correspondant à un enregistrement de la base de données pourra être représenté sous la forme d'un carré de 30 pixels de côté, positionné aux coordonnées correspondantes. On voit sur la figure 11 une représentation graphique 2D issue de l'exploitation de la base de données.
Une lecture successive des enregistrements de la table des mesures se traduira donc par le dessin d'autant de carrés correspondants.
La base de données ayant été renseignée de valeurs correspondant à des mesures effectuées dans différentes conditions, il est possible de limiter la représentation à certaines conditions, par exemple au seul point d'accès courant affecté par le gestionnaire du réseau Wi-Fi distribué en tout point géographique.
La lecture et donc la représentation pourront se limiter aux seules valeurs de mesure correspondant à la condition sélectionnée. La sélection se fait par exemple au travers d'un menu de configuration.
Les carrés correspondant aux enregistrements sont colorés avec une couleur dépendante de la valeur issue de 1'enregistrement .
Par exemple, en référence à la figure 11 : couleur verte = mesure > -65 dBm ; couleur rouge = mesure > -50 dBm ; couleur bleue = mesure > -30 dBm.
Cette représentation montre ainsi un fond correspondant à une zone, le parcours ayant abouti aux mesures ainsi qu'une indication de la qualité du signal.
Les parties de couleur gris clair représentent les zones non couvertes par des mesures. L'utilisateur peut donc choisir de les parcourir, ou bien reconnaîtra des zones inaccessibles. Au fur et à mesure des parcours de l'utilisateur, la couverture de la zone s'affinera. Une lecture de la table des ancres (deuxième table de la base de données) montrera les coordonnées de chacune des ancres UWB du système. Il est donc possible de dessiner à l'écran, pour chacune des ancres, une forme géométrique, par exemple un carré noir de quelques pixels de diamètre positionné à son emplacement en respectant la même échelle cm/pixel. Pour améliorer la compréhension par l'utilisateur, le nom de l'ancre UWB pourra être reporté sur le dessin sous la forme d'un texte.
Il est également avantageux de montrer par une surbrillance ou par un clignotement le carré correspondant à la position courante de l'utilisateur.
De façon optionnelle, la cartographie de la zone pourra être exploitée pour associer à chaque carré une dénomination telle que « cuisine », ou « séjour », etc. Pour ce faire, l'interface graphique sera par exemple utilisée en association avec une gestion de curseur permettant de sélectionner une certaine zone du graphique, ou certaines cases, et de leur affecter un libellé.
Ces affectations seront avantageusement enregistrées comme des champs supplémentaires dans la table des mesures du smartphone 10, ou dans une table indépendante de description de l'espace.
Cet outil de représentation graphique pourra être couplé et exécuté simultanément au procédé de collecte des mesures, ou exécuté indépendamment.
Les murs sont définis sur la cartographie par leur absence. On obtient donc un plan du logement avec les murs et les zones inaccessibles, comme les meubles hauts, qui apparaissent en « creux »
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications .
L'équipement mobile selon l'invention n'est pas nécessairement un smartphone, mais peut être tout autre équipement destiné à être déplacé (par un utilisateur ou bien de manière autonome), et par exemple une tablette, une montre connectée, un aspirateur, etc.
La géolocalisation de l'équipement mobile n'est pas nécessairement une géolocalisation UWB. On pourrait par exemple mettre en œuvre une géolocalisation indoor acoustique qui reposerait sur la propagation d'ondes sonores. Le principe est identique, à ceci près que les vitesses de propagations sont de plusieurs ordres supérieures : la vitesse de la lumière est de l'ordre de 300 000 km/s alors que celle du son est de l'ordre de 300 m/s).

Claims

REVENDICATIONS
1. Equipement mobile (10) comprenant : un dispositif de géolocalisation (19) agencé pour déterminer une position courante de l'équipement mobile (10) dans un espace à cartographier ;
- un dispositif de communication (14) agencé pour communiquer avec des points d'accès (25) d'un réseau local mis en œuvre dans l'espace à cartographier ;
- un composant de commande (11) agencé : o pour commander sélectivement et de manière indépendante chaque point d'accès (25), via le dispositif de communication, de sorte que ledit point d'accès émette un signal de référence ; o pour évaluer, à partir des signaux de référence reçus par le dispositif de communication, une qualité de connexion dans la position courante entre l'équipement mobile (10) et chacun des points d'accès (25).
2. Equipement mobile selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de géolocalisation (19) est agencé pour mettre en œuvre une méthode de mesure de temps de vol.
3. Equipement mobile selon la revendication 2, dans lequel la méthode de mesure de temps de vol utilise une technologie ultra-large bande (UWB).
4. Equipement mobile selon la revendication 3, le dispositif de géolocalisation (19) comprenant un composant de communication UWB (20) et une antenne UWB (21) agencés pour coopérer avec des ancres UWB situées dans les points d'accès.
5. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la qualité de connexion est évaluée à partir d'un niveau de puissance et/ou à partir d'un débit binaire de chaque signal de référence reçu par le dispositif de communication (14).
6. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'espace à cartographier est partitionné selon des zones spatiales unitaires, et dans lequel le composant de commande (11) est agencé pour associer la position courante et les qualités de connexion évaluées dans la position courante à l'une des zones spatiales unitaires dans laquelle est située la position courante.
7. Equipement mobile selon la revendication 6, dans lequel chaque zone spatiale unitaire est un volume unitaire.
8. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant de commande (11) est agencé pour commander la puissance avec laquelle chaque point d'accès (25) émet le signal de référence.
9. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant de commande (11) est agencé pour sélectionner un canal de communication sur lequel chaque point d'accès (25) émet le signal de référence.
10. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant de commande (11) est agencé pour évaluer, pour chaque point d'accès (25), une force de signal émis par ledit point d'accès et reçu par le dispositif de communication, et pour commander l'émission des signaux de référence par chacun des points d'accès successivement selon un ordre correspondant à une force de signal décroissante.
11. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant de commande (11) est aussi agencé pour interroger chaque point d'accès (25) de sorte que ledit point d'accès transmette à l'équipement mobile un niveau de puissance de signal reçu par ledit point d'accès (25).
12. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le composant de commande (11) est aussi agencé pour interroger chaque point d'accès de sorte que ledit point d'accès transmette à l'équipement mobile des caractéristiques fonctionnelles dudit point d'accès.
13. Equipement mobile selon l'une des revendications précédentes, l'équipement mobile étant un smartphone.
14. Procédé de cartographie d'un espace à cartographier, comprenant les étapes de :
- acquérir la position courante de l'équipement mobile (10) selon l'un des revendications précédentes ;
- commander sélectivement et de manière indépendante chaque point d'accès (25) de sorte que ledit point d'accès (25) émette un signal de référence ; pour chaque point d'accès, évaluer une qualité de connexion, dans la position courante, entre l'équipement mobile et ledit point d'accès ;
- créer un enregistrement courant comprenant les qualités de connexion associées à la position courante ;
- stocker l'enregistrement courant dans une base de données.
15. Procédé de cartographie selon la revendication 14, dans lequel l'espace à cartographier est partitionné en une pluralité de zones spatiales unitaires, le procédé de cartographie comprenant en outre l'étape de définir une zone spatiale unitaire courante dans laquelle est située la position courante, et d'associer l'enregistrement courant à la zone spatiale unitaire courante.
16. Procédé de cartographie selon l'une des revendications 14 à 15, dans lequel, pour chaque point d'accès, les qualités de connexion sont évaluées pour une pluralité de configurations d'émission dudit point d'accès.
17. Procédé de cartographie selon l'une des revendications 14 à 16, dans lequel la base de données comporte de plus des caractéristiques fonctionnelles des points d'accès (25).
18. Procédé de cartographie selon l'une des revendications 14 à 17, dans lequel la base de données comporte de plus des données de positionnement horodatées de l'équipement mobile (10).
19. Procédé de cartographie selon l'une des revendications 14 à 18, comprenant en outre l'étape de produire une carte montrant les zones couvertes et les zones non encore couvertes par le procédé de cartographie de l'espace à cartographier .
20. Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui conduisent l'équipement mobile selon l'une des revendications 1 à 13 à exécuter les étapes du procédé de cartographie selon l'une des revendications 14 à 19.
21. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon la revendication 20.
EP20789160.7A 2019-12-11 2020-10-14 Equipement mobile realisant une cartographie de qualite de connexion Pending EP4073537A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1914181A FR3104732B1 (fr) 2019-12-11 2019-12-11 Equipement mobile réalisant une cartographie de qualité de connexion
PCT/EP2020/078833 WO2021115665A1 (fr) 2019-12-11 2020-10-14 Equipement mobile realisant une cartographie de qualite de connexion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4073537A1 true EP4073537A1 (fr) 2022-10-19

Family

ID=69903410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20789160.7A Pending EP4073537A1 (fr) 2019-12-11 2020-10-14 Equipement mobile realisant une cartographie de qualite de connexion

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230011448A1 (fr)
EP (1) EP4073537A1 (fr)
FR (1) FR3104732B1 (fr)
WO (1) WO2021115665A1 (fr)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170374587A1 (en) * 2015-12-07 2017-12-28 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and devices for triggering mobility reference signaling

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008115715A1 (fr) * 2007-03-16 2008-09-25 Jon Robert Buchwald Détection de position configurable basée sur une zone
US9485737B2 (en) * 2011-12-26 2016-11-01 Kt Corporation Controlling radio units to transmitting signal with different transmission power
US20140214940A1 (en) * 2013-01-31 2014-07-31 Sony Corporation Networked devices matching capabilities with tasks
CN105393134B (zh) * 2013-07-18 2018-09-25 赫尔环球有限公司 使用栅格有效降低无线电地图中访问点数量的方法和装置
US20170272181A1 (en) * 2014-11-24 2017-09-21 Manoj Gudi Positioning method and system based on wireless signals
KR102519326B1 (ko) * 2016-12-16 2023-04-07 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 채널 측정 방법 및 장치
US10051594B1 (en) * 2017-08-14 2018-08-14 Verizon Patent And Licensing Inc. Signal power pattern-based location detection and cell placement
US10325124B1 (en) * 2017-12-07 2019-06-18 Kacchip, LLC Indoor position and vector tracking system and method
US10769836B2 (en) * 2017-12-27 2020-09-08 Industrial Technology Research Institute Method and apparatus for establishing coordinate system and data structure product
WO2021045565A1 (fr) * 2019-09-04 2021-03-11 엘지전자 주식회사 Procédé et dispositif de mesure de l'emplacement d'un terminal dans un système de communication sans fil
US11882066B2 (en) * 2020-07-27 2024-01-23 Qualcomm Incorporated Selective cancellation of on-demand positioning reference signal (PRS) occasions
WO2022081630A1 (fr) * 2020-10-13 2022-04-21 Idac Holdings, Inc. Localisation dans les systèmes sans fil

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170374587A1 (en) * 2015-12-07 2017-12-28 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and devices for triggering mobility reference signaling

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021115665A1 (fr) 2021-06-17
FR3104732A1 (fr) 2021-06-18
FR3104732B1 (fr) 2021-11-19
US20230011448A1 (en) 2023-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10111048B2 (en) 3D sectorized path-loss models for 3D positioning of mobile terminals
CN104798419B (zh) 地理位置信号指纹识别
EP2425271B1 (fr) Méthode de positionnement par signaux wi-fi
CN110545317B (zh) 一种基于栅格感知助力区域划小服务的方法和装置
US10979854B2 (en) Extending a radio map
US20160138926A1 (en) Automatic handover of positioning parameters from a navigation device to a mobile device
EP3520460A1 (fr) Placement d'extenseur de réseau local sans fil
WO2014096861A2 (fr) Procédés et appareil pour former une image à l'aide de plusieurs dispositifs à pixel et trouver des positions de ceux-ci
WO2010115722A1 (fr) Procédé et appareil permettant de déterminer des informations de localisation
WO2010003898A1 (fr) Systeme de geolocalisation adaptif pilote par l'environnement
WO2009094669A2 (fr) Caractérisation d'environnement pour des dispositifs mobiles
US20240196384A1 (en) Operability indicator of a 6 ghz wi-fi device at a location
EP3906711A1 (fr) Procédé pour la commande par un serveur de supervision du déplacement d'une flotte de véhicules a guidage autonome
CN110740422B (zh) 获得无线电指纹的方法及设备
EP4073537A1 (fr) Equipement mobile realisant une cartographie de qualite de connexion
EP1616445B1 (fr) Systeme et procede de test d un reseau de telephonie mobile
WO2015188847A1 (fr) Prise en charge de positionnement intérieur
WO2005029118A1 (fr) Procede pour detecter la presence ou l’absence d’un terminal mobile sur un chemin
EP4007335A1 (fr) Procede de selection d'un canal dans un dispositif point d acces sans fil d'un reseau de communication et dispositif point d acces sans fil associe
EP4024954A1 (fr) Itinérance d'un terminal mobile entre une pluralité de réseaux de radiocommunication
EP3800865B1 (fr) Indicateurs de performance d'externalisation ouverte
FR3105441A1 (fr) Procédé et système d’auto-localisation à partir d’ondes radioélectriques, programme et support de programme correspondants.
Phillips Geostatistical techniques for practical wireless network coverage mapping
EP4544807A1 (fr) Collecte d'informations sur le déploiement des cellules
CN119402905A (zh) 信号地图的获取方法及装置、设备、存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220609

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SAGEMCOM BROADBAND SAS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250620