FR2924818A1 - Systeme de radiolocalisation/positionnement au moyen d'un reseau ad hoc - Google Patents

Systeme de radiolocalisation/positionnement au moyen d'un reseau ad hoc Download PDF

Info

Publication number
FR2924818A1
FR2924818A1 FR0759611A FR0759611A FR2924818A1 FR 2924818 A1 FR2924818 A1 FR 2924818A1 FR 0759611 A FR0759611 A FR 0759611A FR 0759611 A FR0759611 A FR 0759611A FR 2924818 A1 FR2924818 A1 FR 2924818A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
node
nodes
free
master node
network
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
FR0759611A
Other languages
English (en)
Inventor
Christophe Villien
Norbert Daniele
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.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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 Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority to FR0759611A priority Critical patent/FR2924818A1/fr
Publication of FR2924818A1 publication Critical patent/FR2924818A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-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
    • G01S5/0284Relative positioning
    • G01S5/0289Relative positioning of multiple transceivers, e.g. in ad hoc networks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-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
    • G01S5/06Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un système de radiolocalisation ou un système de positionnement à partir d'un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître et une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence. Le système de radiolocalisation permet au noeud maître de déterminer la position d'un émetteur, en absence de synchronisation des noeuds de référence. De même le système de positionnement permet à un récepteur d'obtenir sa propre position, en absence de synchronisation de ces mêmes noeuds.

Description

SYSTÈME DE RADIOLOCALISATION/POSITIONNEMENT AU MOYEN D'UN RÉSEAU AD HOC
DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de la radiolocalisation et du positionnement à l'aide d'un réseau ad hoc, en particulier un réseau ultra-large bande. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les systèmes de localisation et de positionnement sont largement répandus dans l'état de la technique. Bien que les termes soient fréquemment employés l'un 15 pour l'autre, nous ferons dans la suite la distinction entre localisation et positionnement. Plus précisément, nous appellerons système de localisation tout système capable de déterminer les coordonnées d'un dispositif émetteur par rapport à un référentiel donné, et 20 système de positionnement tout système permettant à un récepteur de déterminer ses coordonnées par rapport à un référentiel donné. Parmi les systèmes de positionnement, on peut bien entendu citer le système GPS (Global Positioning System) et les systèmes 25 satellitaires analogues. Les systèmes de localisation trouvent notamment application dans le domaine du sauvetage (Search and Rescue). Ainsi, le système COSPAS-SARSAT permet de localiser des balises de détresse grâce à un réseau de satellites. 10 Les systèmes satellitaires ne permettent cependant pas de garantir une couverture en dehors des conditions de visée directe (Line of Sight), par exemple à l'intérieur des bâtiments, dans des terrains accidentés, ou sous une avalanche. Par ailleurs, le déploiement des réseaux de télécommunication cellulaire a permis d'envisager des services de positionnement ou de localisation de terminaux mobiles, en utilisant les stations de base comme système de référence. Ces services permettent de suppléer partiellement au défaut de couverture des systèmes satellitaires. Les systèmes précités n'offrent cependant généralement pas la flexibilité et la précision requises pour des opérations de sauvetage. Lorsqu'une recherche doit être menée rapidement dans une zone dépourvue d'infrastructure, par exemple en montagne pour secourir des victimes d'avalanche, il a été proposé de déployer un réseau ad hoc dans la zone de recherche. Un système de localisation à l'aide d'un réseau ad hoc est décrit dans la demande internationale WO-A-200603294 déposée au nom de la demanderesse. La victime, équipée d'un émetteur est localisée grâce à une pluralité de noeuds de référence du réseau, synchronisés lors d'une phase initiale où tous les noeuds sont placés dans un état groupé. Cette phase d'initialisation doit toutefois être répétée en cas d'ajouts de nouveaux noeuds de référence (c'est-à-dire de nouvelles balises) ou de perte de synchronisation, par exemple suite à la dérive entre les horloges des différents noeuds. Il faut alors amener l'ensemble des balises en un même point pour une nouvelle synchronisation, puis les redéployer, ce qui peut conduire à des retards dramatiques dans des situations d'urgence.
Le brevet US-B-6784827 décrit un système de localisation sans synchronisation mais dans lequel les positions des noeuds de référence sont connues.
La présente invention a pour but de proposer un système de localisation ou de positionnement à l'aide d'un réseau ad hoc pouvant être déployé rapidement et dynamiquement, sans nécessiter de synchronisation entre les noeuds de référence ni de connaissance préalable des positions des noeuds du réseau.
EXPOSÉ DE L'INVENTION Selon un premier mode de réalisation, la présente invention est définie par un système de radiolocalisation à partir d'un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, ledit système de radiolocalisation étant adapté à déterminer la position d'au moins un émetteur, dit noeud libre, le noeud maître est adapté à : - déterminer les noeuds présents dans le réseau ; - déterminer, d'une part, les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et, d'autre part, les distances séparant les noeuds de référence, et déduire des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ; - déterminer, pour chaque noeud de référence, la différence de distance entre le noeud libre et le noeud maître, d'une part, et le noeud libre et ce noeud de référence, d'autre part, et déduire à partir des positions relatives des noeuds de référence et desdites différences de distance ainsi obtenues, une position relative du noeud libre. Pour chaque noeud de référence, le noeud maître est par exemple adapté à déterminer la distance qui le sépare de ce dernier en lui ordonnant de fonctionner comme relais, puis en émettant un signal impulsionnel, et enfin en mesurant le temps de propagation aller-retour de ce signal. Avantageusement, pour chaque couple de noeuds de référence, la distance qui les sépare est déterminée par le noeud maître en ordonnant à un premier noeud dudit couple de fonctionner comme relais et au second d'émettre un signal impulsionnel, en mesurant la différence de temps d'arrivée entre le signal reçu directement du premier et le signal relayé par le second, la distance séparant ledit couple de noeuds de référence étant obtenue à partir de ladite différence de temps d'arrivée et des distances respectives entre le noeud maître, d'une part et les premier et second noeuds, d'autre part. Ladite différence de distance entre le noeud libre et le noeud maître, d'une part, et le noeud libre et un noeud de référence, d'autre part, est préférentiellement obtenue en ordonnant à ce dernier de fonctionner en mode relais, en mesurant la différence entre les temps d'arrivée respectifs d'un signal impulsionnel reçu directement du noeud libre et du même signal impulsionnel relayé par ledit noeud de référence, ladite différence de distance étant obtenue à partir de la différence de temps d'arrivée et de la distance entre le noeud maître et le noeud de référence. Selon un mode préféré de réalisation, chaque noeud de référence est adapté à fonctionner selon les modes suivants . un mode passif ; un mode déclenché dans lequel il émet un signal impulsionnel ; - un mode relais dans lequel il émet un signal secondaire synchronisé sur un signal primaire qu'il reçoit, avec un retard prédéterminé (i) connu du noeud maître ; ledit noeud de référence passant du mode passif au 20 mode déclenché ou au mode relais sur commande du noeud maître. Chaque noeud libre peut émettre des impulsions de manière périodique. Par exemple, chaque noeud libre peut émettre périodiquement une trame d'impulsions dont les 25 positions à l'intérieur de la trame sont codées par un code de sauts temporels. Avantageusement, le noeud maître est adapté à dénombrer les noeuds libres en fonction des signaux reçus d'eux et à prédire des intervalles de silence 30 (PS) dans le réseau.
Le noeud maître peut alors identifier les noeuds de référence présents dans le réseau en leur transmettant un identifiant pendant au moins l'un desdits intervalles de silence, un noeud de référence possédant cet identifiant répondant, pendant un premier délai, par un signal indiquant l'indisponibilité de cet identifiant, un noeud de référence ne possédant pas d'identifiant répondant par un signal d'appropriation de cet identifiant, s'il n'a pas reçu un signal d'indisponibilité pendant un second délai supérieur au premier délai. Typiquement, ledit réseau est un réseau UWB. L'invention concerne également une méthode de radiolocalisation d'un émetteur, dit noeud libre, au moyen d'un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan, et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, dans laquelle : - on détermine les noeuds présents dans le réseau ; - on détermine d'une part les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et d'autre part les distances séparant les noeuds de référence, et l'on déduit des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ; - on détermine, pour chaque noeud de référence, la différence de distance entre le noeud libre et le noeud maître d'une part et le noeud libre et ce noeud de référence d'autre part, et l'on déduit, à partir des positions relatives des noeuds de référence et desdites différences de distance ainsi obtenues, une position relative du noeud libre.
Selon un second mode de réalisation, l'invention est définie par un système de positionnement utilisant un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, ledit système de radiolocalisation permettant à au moins un récepteur, dit noeud libre de déterminer sa position, le noeud maître étant adapté à : - déterminer les noeuds présents dans le réseau ; -déterminer, d'une part, les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et, d'autre part, les distances séparant les noeuds de référence, et déduire des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ; le noeud libre étant en outre adapté à : - déterminer, pour chaque noeud de référence, une différence de trajet entre un trajet direct entre le noeud maître et le noeud libre, d'une part, et un trajet entre ces mêmes noeuds passant ledit noeud de référence ; - à déduire à partir des positions relatives des noeuds de référence et desdites différences de trajet ainsi obtenues, une position relative du noeud libre.
Pour chaque noeud de référence, le noeud maître est par exemple adapté à déterminer la distance qui le sépare de ce dernier en lui ordonnant de fonctionner comme relais, puis en émettant un signal impulsionnel, et enfin en mesurant le temps de propagation aller-retour de ce signal. Pour chaque couple de noeuds de référence, la distance qui les sépare est préférentiellement déterminée par le noeud maître en ordonnant à un premier noeud dudit couple de fonctionner comme relais et au second d'émettre un signal impulsionnel, en mesurant la différence de temps d'arrivée entre le signal reçu directement du premier et le signal relayé par le second, la distance séparant ledit couple de noeuds de référence étant obtenue à partir de ladite différence de temps d'arrivée et des distances respectives entre le noeud maître, d'une part et les premier et second noeuds, d'autre part. Le noeud maître est avantageusement adapté à ordonner successivement à chaque noeud de référence de fonctionner comme relais, et en ce que le noeud libre est adapté à mesurer, pour chaque noeud de référence fonctionnant comme relais, la différence entre les temps d'arrivée respectifs d'un signal impulsionnel reçu directement par le noeud maître et le même signal impulsionnel relayé par ledit noeud de référence, et à en déduire ladite différence de trajet. Le noeud maître peut être adapté à diffuser les positions relatives des noeuds de référence à l'ensemble 30 des noeuds libres. Il peut en outre être adapté à diffuser sa propre position à l'ensemble des noeuds libres. Le noeud maître identifie par exemple les noeuds de référence présents dans le réseau en leur transmettant un identifiant, un noeud de référence possédant cet identifiant répondant, pendant un premier délai, par un signal indiquant l'indisponibilité de cet identifiant, un noeud de référence ne possédant pas d'identifiant répondant par un signal d'appropriation de cet identifiant, s'il n'a pas reçu un signal d'indisponibilité pendant un second délai supérieur au premier délai. Typiquement, ledit réseau est un réseau UWB. L'invention concerne également une méthode de positionnement utilisant un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, ledit système de radiolocalisation permettant à au moins un récepteur, dit noeud libre de déterminer sa position, dans laquelle le noeud maître : - détermine les noeuds présents dans le réseau ; - détermine, d'une part, les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et, d'autre part, les distances séparant les noeuds de référence, et déduire des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ; et le noeud libre : - détermine, pour chaque noeud de référence, une différence de trajet entre un trajet direct entre le noeud maître et le noeud libre, d'une part, et un trajet entre ces mêmes noeuds passant ledit noeud de référence ; - déduit à partir des positions relatives des noeuds de référence et desdites différences de trajet ainsi obtenues, une position relative du noeud libre.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1 illustre schématiquement un système de localisation à l'aide d'un réseau ad hoc selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 2 représente schématiquement la structure d'un noeud de référence pouvant être utilisé dans le système de la Fig. 1 ; La Fig. 3 représente schématiquement les différentes phases de la procédure de localisation à l'aide du système de la Fig. 1 ; La Fig. 4 illustre la méthode de détermination d'une plage de silence d'émission ; Les Figs. 5A à 5D illustrent une étape de mesure de distance entre un noeud maître et un noeud de référence ; Les Figs 6A à 6E illustrent une étape de mesure de distance entre deux noeuds de référence ; Les Figs. 7A à 7C illustrent les étapes permettant la localisation d'un noeud libre par un noeud maître dans un système de localisation selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 8 représente sous forme de chronogramme les signaux émis par le noeud maître et les noeuds de référence lors de la phase de localisation d'un noeud libre ; Les Figs. 9A à 9E illustrent les étapes permettant à un noeud libre de déterminer sa position dans un système de positionnement selon un second mode de réalisation de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Nous nous placerons dans la suite dans le cas d'un système de radiolocalisation/positionnement à l'aide d'un réseau ad hoc (encore appelé quelquefois réseau opportuniste) c'est-à-dire un réseau sans architecture préalable.
Ce réseau comprend : au moins un noeud maître pouvant fonctionner aussi bien en mode émission qu'en mode réception et chargé de coordonner la procédure de localisation/positionnement comme nous le verrons plus loin ; au moins un noeud dit libre dont on souhaite obtenir la position. Ce noeud libre est nécessairement équipé soit d'un émetteur dans un système de localisation, auquel cas sa position est déterminée par le noeud maître, soit d'un récepteur dans un système de positionnement, auquel cas le noeud détermine lui-même sa position à partir des signaux qui lui sont transmis ; une pluralité de noeuds de référence dont les positions respectives serviront de référence pour la localisation/positionnement du ou des noeud (s) libre (s) .
Nous décrirons successivement les deux modes principaux de réalisation de l'invention, le premier étant relatif à un système de localisation et le second à un système de positionnement.
La Fig. 1 représente un système de localisation selon le premier mode de réalisation de l'invention. Le système 100 comprend au moins un noeud maître 110, équipant généralement un sauveteur, une pluralité de noeuds de référence, 120, en pratique des balises déployées arbitrairement dans la zone de recherche, et au moins un noeud libre 130, typiquement une balise de détresse d'une victime que l'on cherche à localiser. Les noeuds de référence 120 sont par hypothèse non synchronisés, c'est-à-dire non contraints par une relation temporelle et donc leurs références temporelles sont susceptibles de dériver les unes par rapport aux autres. Le noeud libre 130 n'est généralement équipé que d'un dispositif émetteur. Ce dispositif émet des signaux impulsionnels à intervalles réguliers, de préférence des signaux impulsionnels UWB (Ultra Wide Band). Un signal impulsionnel UWB est constitué d'impulsions très courtes, de l'ordre de quelques centaines de picosecondes à la nanoseconde, dont le spectre est conforme au masque spectral stipulé dans la réglementation du FCC du 14 Février 2002, révisée en Mars 2005. Il se trouve typiquement dans une bande spectrale de 3,1 à 10,6 GHz et présente une largeur de bande d'au moins 500 MHz à -10dB. Le signal UWB est émis à l'aveugle c'est-à-dire indépendamment de l'environnement du noeud libre. En particulier, le signal émis n'est ni synchronisé sur un signal extérieur ni assujetti à un contrôle de puissance en fonction d'une commande extérieure. Le signal émis par le noeud libre peut être constitué simplement par la répétition périodique d'une impulsion à une fréquence de répétition donnée, le support temporel de l'impulsion étant choisi faible par rapport à sa période de répétition. Si différents noeuds libres sont présents dans la zone de recherche, le risque de collision entre signaux émis par ces noeuds sera faible du fait qu'ils opèrent de manière asynchrone et utilisent, le cas échéant, des fréquences de répétition distinctes. Alternativement, le signal UWB émis par le noeud libre pourra être codé au moyen d'un code identificateur de l'émetteur. Par exemple, le signal UWB pourra être la répétition périodique d'une trame élémentaire, chaque trame étant elle-même constituée d'une séquence d'intervalles de transmission, chaque intervalle de transmission comprenant une impulsion dont la position est codée temporellement par un code de sauts temporels (Time Hopping) propre à l'émetteur.
Ainsi, le signal émis pendant une trame élémentaire pourra s'exprimer sous la forme :
N,-1 s(t) = w(t û nTs û c(n)Tc) (1) n=0 où w(t) est la forme de l'impulsion élémentaire, Tc est une durée bribe (ou chip), TS est la durée d'un intervalle avec NS= NcTT où NN est le nombre de chips dans un intervalle, la trame étant de durée Tf = NSTS où NS est le nombre d'intervalles dans la trame. La séquence c(n) pour n = 0,..,NS û1 définit le code de saut temporel de l'émetteur. Les séquences de sauts temporels sont choisies de sorte à minimiser le nombre de collisions entre impulsions appartenant à des séquences de sauts temporels d'émetteurs différents. Il est clair pour l'homme du métier que d'autres types de codage peuvent être envisagés pour séparer les signaux émis par différents noeuds libres. En particulier les signaux pourront être du type DS-UWB (Direct Spread UWB) ou DS-TH-UWB (Direct Spread Time Hopped UWB). Les noeuds de référence sont équipés d'un émetteur/récepteur et, contrairement aux noeuds libres, agissent en fonction de commandes envoyées par le noeud maître sur le lien radio. Pour résoudre le problème de la localisation sans avoir à synchroniser les noeuds de référence et le noeud maître, il est prévu que, lorsqu'il n'est pas en mode passif, un noeud de référence peut opérer au moins selon les deux modes suivants : un mode relais dans lequel il émet un signal secondaire synchronisé sur un signal primaire qu'il vient de recevoir ; un mode déclenché dans lequel il émet un signal sur instruction du noeud maître. Un noeud de référence passe du mode passif au mode relais ou du mode passif au mode déclenché sur réception d'une commande correspondante du noeud maître. Dans un mode de réalisation, une fois la commande exécutée, le noeud de référence repasse automatiquement en mode passif et devient donc silencieux. La Fig. 2 illustre schématiquement la structure d'un noeud de référence susceptible d'être utilisé dans un système de localisation selon l'invention. Nous supposerons que le système de localisation utilise des signaux impulsionnels UWB, tels que définis plus haut.
Le noeud de référence 200 comprend une antenne UWB 210, un duplexeur ou un commutateur 220, un module d'émission UWB 230 et un module de réception 240 tous deux connectés au duplexeur ou au commutateur 220. Les modules d'émission et de réception ainsi que le module de traitement 260 sont cadencés par une horloge 250. Les signaux reçus par le module de réception 240 sont traités par le module de traitement 260. Le module de traitement contrôle le module d'émission 230 et, le cas échéant, le commutateur 220, en fonction des signaux reçus.
Le module de réception 240 permet de déterminer l'instant de réception d'une impulsion reçue ou d'une séquence d'impulsions codées temporellement ainsi que, le cas échéant, de mot de code associé. Le module de réception pourra mettre en oeuvre un simple détecteur d'énergie ou bien un filtre de Rake ( Rake receiver ) de manière connue en soi. Le module de traitement 260 passe en mode relais ou en mode déclenché en fonction de signaux de commande qu'il reçoit du noeud maître. Ces signaux de commande peuvent par exemple être transmis par des codes de sauts temporels réservés ou bien au moyen d'une modulation BPSK d'un signal UWB ou encore par une ligne de communication radio extérieure au système.
Après que le noeud de référence a passé en mode relais, le module de traitement 250 contrôle le module d'émission de manière à ce qu'il réémette un signal synchronisé sur le signal reçu. Le signal relayé n'est pas nécessairement identique au signal reçu. Il suffit qu'il existe une relation temporelle déterminée entre les deux signaux (retard prédéterminé i). Ainsi toute impulsion reçue ou, le cas échéant toute séquence périodique ou codée temporellement sera suivie d'une retransmission d'un signal relayé par le noeud de référence avec un retard prédéterminé i par rapport au signal reçu. Lorsque le noeud de référence a passé en mode déclenché, le module de traitement 250 commande à l'émetteur d'émettre un signal UWB spécifique comme détaillé plus loin.
Le noeud maître est également équipé d'une antenne, de modules d'émission/réception ainsi que d'un module de traitement et de contrôle. Toutefois, la fonction du module de traitement et de contrôle dépend de la phase de la procédure de localisation.
La Fig. 3 représente les trois phases de la procédure de localisation. Dans un premier temps, le noeud maître entre dans une phase de découverte 310 des noeuds du réseau. Il procède ensuite en 320 à la localisation des noeuds de référence puis en 330 à celle du ou des noeud(s) libre (s) . Les phases de découverte et de localisation des noeuds de référence peuvent n'être exécutées qu'une fois lors de l'initialisation du système, alors que la phase de localisation des noeuds libres est de préférence exécutée en permanence. Toutefois, dans la mesure où le noeud maître est généralement mobile (sauveteur), des noeuds de référence peuvent apparaître ou disparaître du réseau. Il est alors nécessaire de répéter périodiquement les phases 310 et 320. Pour ce faire, une interruption par un temporisateur peut causer une réinitialisation du noeud maître au bout d'une durée prédéterminée. Les trois phases 310, 320 et 330 sont décrites ci-après. La phase de découverte du réseau peut être réalisée au moyen d'une méthode connue en soi. Elle comprend avantageusement mais non nécessairement trois étapes . (a) détermination du nombre de noeuds libres présents dans le réseau et, le cas échéant, de leurs codes d'identification respectifs ; (b) détermination des intervalles de temps sans collision ;
(c) détermination et identification des noeuds de 10 référence présents dans le réseau.
Lors de l'étape (a), les noeuds de référence sont dans leur mode par défaut, c'est-à-dire en mode passif. Le noeud maître est en mode réception et capte donc 15 seulement les signaux émis par le (s) noeud (s) libre (s) présent(s) dans la zone de recherche. Le module de traitement du noeud maître analyse les signaux reçus et en déduit le nombre de noeuds libres en question. Plus précisément, dans le cas simple où les noeuds libres 20 émettent des impulsions périodiques, le module de traitement détermine le nombre de trains d'impulsions périodiques dans le signal reçu. Il peut ainsi dénombrer les noeuds libres. Dans le cas où ces derniers émettent des séquences de trames du type défini par 25 (1), le module de traitement procède par exemple à une corrélation du signal reçu avec les signaux correspondants aux différents codes de saut temporels possibles. Il en déduit alors le nombre et les codes respectifs des différents noeuds libres. 30 Connaissant les trains périodiques des différents signaux reçus, qu'ils soient formés d'une simple répétition d'une impulsion unique ou de la répétition d'une trame élémentaire, le noeud maître peut déterminer à l'étape (b) les plages temporelles pendant lesquelles les noeuds libres n'émettent pas. Pour ce faire, le noeud maître prédit les plages de silence dans le signal reçu et applique une marge de sécurité tenant compte du délai de propagation maximal dans la zone de recherche.
La Fig. 4 représente un exemple de signaux émis par deux noeuds libres 431 et 432 possédant des codes de sauts temporels distincts. Le signal reçu par le noeud maître a été représenté en 410, en faisant abstraction du bruit, des multi-trajets et en négligeant l'atténuation sur les trajets de propagation. A partir de la plage de silence [,t2] dans le signal reçu, le module de traitement du noeud maître en déduit une période Ps =[ti,t2 -0] où aucun signal n'a été émis, A étant une estimation du délai maximal de propagation dans la zone de recherche. Les trames se répétant de manière périodique, le noeud maître peut prédire les périodes suivantes sans émission.
Ces plages de silence sont par la suite utilisées pour la communication entre les différents noeuds du réseau.
Dans une troisième étape (c), le noeud maître détermine les noeuds de référence présents dans le réseau et les identifie. La détermination des noeuds et de leurs identifiants peut être réalisée de diverses manières possibles. Tout d'abord, si chaque noeud de référence possède un identifiant, similaire à une adresse MAC (Medium Access Control), le noeud maître pourra transmettre un signal d'interrogation spécifique. Les noeuds de référence répondent alors en transmettant leurs identifiants respectifs. Avantageusement, chaque noeud de référence répond après un délai aléatoire de manière à éviter les collisions.
Si les noeuds de référence sont dépourvus d'identifiant, le noeud maître procède à une étape d'allocation de la manière suivante :
(i) le noeud maître propose un premier identifiant en le transmettant à l'ensemble du réseau sous la forme d'un signal d'allocation ;
(ii) si un noeud de référence possède déjà cet identifiant, il répond par un signal indiquant l'indisponibilité de cet identifiant dans un premier délai prédéterminé. Chaque noeud de référence ne possédant pas encore d'identifiant et recevant un signal d'allocation se met à l'écoute du réseau pendant un second délai, supérieur au dit premier délai. S'il ne reçoit pas de signal d'indisponibilité pendant le second délai, il s'approprie l'identifiant en question en renvoyant un signal d'appropriation. Afin d'éviter des conflits d'appropriation entre noeuds de référence, on pourra prévoir un délai aléatoire à respecter, au terme du second délai, pour renvoyer le signal d'appropriation. Si un noeud de référence reçoit un signal d'appropriation pour un identifiant, il s'abstient de transmettre un signal d'appropriation pour le même identifiant ; (iii) si le noeud maître reçoit un signal d'appropriation unique, il confirme l'allocation de l'identifiant au moyen d'un message de confirmation. En revanche, dans le cas improbable où il reçoit plusieurs signaux d'appropriation pour le même identifiant, il reste silencieux (ou bien transmet un signal indiquant l'annulation de cet identifiant). En absence de signal de confirmation (ou bien, alternativement, sur réception d'un signal d'annulation d'allocation) de cet identifiant, les noeuds de référence annulent l'allocation.
Les étapes (i) à (iii) sont répétées jusqu'à ce que les signaux d'allocation émis par le noeud maître restent sans réponse ou ne donnent lieu qu'à des réponses d'indisponibilité.
Au terme de l'étape (c), le noeud maître a identifié les différents noeuds de référence présents dans la zone de recherche. Selon l'invention, la phase de localisation des noeuds de référence fait suite à la phase de découverte du réseau. Elle est spécifique à l'absence de connaissance préalable des positions des noeuds de référence. Selon un mode de réalisation préféré, on choisit conventionnellement comme origine du réseau le noeud de référence possédant le plus petit identifiant (au sens d'une relation d'ordre prédéterminée, par exemple numérique ou lexicographique). L'axe des x est choisi arbitrairement comme passant par l'origine ainsi définie et dirigé vers le noeud de référence possédant l'identifiant immédiatement supérieur ou bien, alternativement, l'identifiant le plus élevé. L'axe des y est choisi orthogonal à l'axe des x, par exemple de manière à ce que le demi-plan des y négatifs contienne le noeud maître. D'autres conventions peuvent bien entendu être appliquées sans incidence sur la généralité de l'invention. La localisation des noeuds de référence est obtenue au moyen de mesures effectuées à l'initiative et sous le contrôle du noeud maître. La phase de localisation des noeuds de référence comprend deux types de mesure :
(a) mesure des distances entre le noeud maître et les noeuds de référence ; (R) mesure des distances entre noeuds de référence.
La mesure des distances entre le noeud maître et 30 les noeuds de référence a été illustrée en Figs. 5A à 5D.25 En Fig. 5A, le noeud maître M ordonne à un noeud de référence préalablement identifié, ici le noeud R1, de basculer en mode relais.
En Fig. 5B, le noeud maître émet une impulsion.
En Fig. 5C le noeud de référence relaie l'impulsion qu'il reçoit avec un retard i.
En Fig. 5D, l'impulsion ainsi relayée est reçue
par le noeud maître au bout d'un temps tMRI =2 dmR' +t c
après son émission où dMRI est la distance séparant les noeuds M et R1 et c la vitesse de propagation des ondes. Le noeud maître déduit la distance dMRI du temps tMRI Cette mesure de distance est effectuée tour à tour pour chacun des noeuds de référence. La mesure des distances entre noeuds de référence est illustrée en Fig. 6A à 6E.
En Fig. 6A, le noeud maître M ordonne à un 20 premier noeud de référence préalablement identifié, ici le noeud R1 , de basculer en mode relais. En Fig. 6B, le noeud maître M ordonne à un second noeud de référence préalablement identifié, ici le noeud R2, de passer en mode déclenché. 25 En Fig. 6C, le noeud R2 est passé en mode déclenché et émet par conséquent une impulsion. En Fig. 6D, l'impulsion émise par R2 est relayée par le noeud R1.15 En Fig. 6E, le noeud maître M reçoit l'impulsion directement du noeud R2 et celle relayée par le noeud R1. Si to est l'instant auquel l'impulsion a été émise par le noeud R2, les temps d'arrivée des impulsions respectivement reçue en direct et relayée sont respectivement : = dMR td 2 + t0 c et tr= dR1R2 + dMR1 +ti + t0 c
d'où la différence de temps d'arrivée, dit aussi TDOA (Time Di fferen ce Of Arrivai) . t _# dR1R2 + dMRI ù dMR2 +ti r d ù C Etant donné que le noeud maître connaît les distances dMRI et dMR2 de l'étape de mesure précédente (a), ainsi que le délai i, il peut déduire de la mesure 20 de différence de temps d'arrivée la distance dRIR2. Les distances dMRI , dMR2 , dRIR2 , permettent de déterminer les coordonnées des noeuds M et R2 dans le repère (R1,x,y) défini précédemment. Plus précisément, le module de traitement du noeud maître résout le système 25 de trois équations à trois inconnues suivant : (2) (3) (4) 2 2 2 xM + yM = dMRI (xM - xR )2 z + YM2 = d2 MR2 2 _ 2 xR dRIR2 On notera que yR2=0 puisque, conventionnellement, l'axe des x passe par les noeuds R1 et R2. Si le réseau comporte un nombre n>2 noeuds de référence, il suffira à chacun d'entre eux de mesurer, en sus de sa distance au noeud maître, la distance qui le sépare d'un autre noeud de référence. On a supposé jusqu'à présent que les noeuds du réseau se situaient dans un plan. S'ils se situent dans un espace à trois dimensions, il faut disposer d'au moins trois noeuds de référence et un noeud maître. Le système d'équations s'en déduit sans difficulté, de manière similaire à (5). La résolution d'un système d'équations non linéaires tel que celui de (5) est connue en soi. Elle peut utiliser par exemple des techniques itératives basées sur la linéarisation des équations, un filtrage de Kalman ou filtrage de Kalman étendu, ou encore des techniques d'optimisation. Ces méthodes de résolution sont applicables quel que soient le nombre de noeuds et la dimension de l'espace, à condition toutefois que le système d'équations soit déterminé. Si l'on dispose d'un plus grand nombre d'équations que d'inconnues, par exemple par ce que l'on dispose de plus de n (resp. 2n) distances entre noeuds de référence dans le cas de 25 (5) dimension 2 (resp. de dimension 3), le système d'équations est surdéterminé. Les équations supplémentaires peuvent servir alors à améliorer la précision du calcul et/ou le conditionnement du système. En tout état de cause, une fois les coordonnées de tous les noeuds de référence déterminées, on procède à la phase de localisation du ou des noeud (s) libre (s) . Cette phase de localisation est décrite ci-après en relation avec les Figs. 7A à 7C.
En Fig. 7A, le noeud maître ordonne à l'un des noeuds de référence Rk de passer en mode relais. Plus précisément, le noeud maître transmet l'ordre de passage 15 en mode relais à Rk en se calant par rapport à une impulsion reçue du noeud libre, ou plus généralement un signal impulsionnel reçu de ce noeud.
En Fig. 7B le noeud maître reçoit à la fois un 20 signal impulsionnel directement du noeud libre, et ce même signal relayé par le noeud de référence Rk. Si t~ est l'instant d'émission du noeud libre, les temps d'arrivée, au niveau du noeud maître, des signaux direct et relayé sont : 25 td = dML C (6) e t = dRkL + d`~rR1' -Et + te C (7) d'où la différence de temps d'arrivée : t dRkL + d t MRk ù dML +ti r ù d ù C Etant donné que le noeud maître connaît la distance dMRk et le délai i, il peut en déduire dRkL ùd ML La mesure est ensuite répétée avec un autre noeud 10 de référence, soit Ri, comme illustré en Fig. 7C. Le noeud maître mesure de la même façon la différence de temps d'arrivée dRL ùdML . Les différences de distance dRkL ùdML et dR~L ùdML permettent de calculer les coordonnées (xL,yL) lorsque 15 le réseau est plan. Plus précisément, pour un système à trois noeuds de référence, où R1 est pris comme origine et R1 , R2 ont servi de relais, le noeud maître résout le système de deux équations non linéaires à deux inconnues . 20 (xL+ y2 )1/2 ù((xL ùxM)2+ (YL )2+(h,- ym )2 )1/2 =d ùd ((xLùxR2)2+(YL YR2)2)1/2ù((xLùxM)2+(YL YM)2)1/2ùdR2LùdML (9) 25 en utilisant l'une des méthodes de résolution précitées, connues de l'homme du métier. (8)5 Là aussi, si l'on dispose de mesures surabondantes, le système d'équations non linéaires devient surdéterminé. Les mesures surabondantes peuvent servir alors à améliorer la précision de localisation. Enfin, pour un réseau tridimensionel, trois différences de distance dRkL ùdML , dRL ùdML et dRLùdML seront nécessaires et, dans ce cas, trois noeuds de référence doivent être basculés successivement en mode 10 relais par le noeud maître dans l'étape de localisation d'un noeud libre.
La Fig. 8 représente le chronogramme des signaux dans la phase de localisation des noeuds libres. Les 15 signaux émis sont indiqués par des rectangles grisés, ceux reçus par des rectangles hachurés. On a fait figurer en 810 les signaux émis par un noeud libre L, en l'occurrence ici de simples impulsions périodiques, 813. Comme on l'a vu plus haut 20 ces signaux peuvent être aussi des trames d'impulsions codées temporellement. Les impulsions 813 sont reçues en direct par le noeud maître et les noeuds de référence, comme indiqué en 823 et 833 dans les chronogrammes 820 et 830, relatifs 25 respectivement au noeud maître M et à un noeud de référence Rk. En 825, le noeud maître ordonne au noeud de référence Rk de passer en mode relais. Le noeud de référence bascule dans ce mode sur réception du signal 30 de commande en 835.5 Le noeud de référence reçoit l'impulsion suivante en 837 et la relaie en la réémettant en 839. Le noeud maître reçoit à la fois l'impulsion reçue en direct en 827 et celle relayée par le noeud de référence en 829. La différence de temps d'arrivée trùtd est donnée par l'expression (8).
Un second mode de réalisation de l'invention concerne un système de positionnement. Ce système comprend au moins un noeud maître, une pluralité de noeuds de référence, et au moins un noeud libre cherchant à déterminer sa position. Dans une application typique, le noeud maître est un poste de contrôle, les noeuds de référence sont des balises déployées dans une zone d'intervention et les noeuds libres des unités d'intervention. Le système de positionnement peut notamment être utilisé dans un théâtre d'opération civil ou militaire pour permettre à des unités d'intervention de se repérer facilement, en absence de toute infrastructure. Les noeuds de référence ont une structure identique à celle déjà décrite pour le système de localisation. En revanche, à la différence du mode de réalisation précédent, le noeud maître, et plus particulièrement son module de traitement et de contrôle, n'est pas en charge de la localisation du ou des noeud (s) libre (s) mais seulement de celle des noeuds de référence. De la même façon, chaque noeud libre est équipé d'un module de réception, au lieu d'un module d'émission, ainsi que d'un module de traitement adapté à déterminer la position du noeud en fonction des signaux reçus, comme détaillé plus loin. Comme la procédure de localisation illustrée en Fig. 3, la procédure de positionnement présente trois phases, à savoir une phase de découverte du réseau, une phase de localisation des noeuds de référence et une phase de détermination de la position du ou des noeud (s) libre(s). Cette dernière phase est toutefois prise en charge par chaque noeud libre et non par le noeud maître.
Les phases de découverte et de localisation des noeuds de référence pourront n'être effectuées qu'une seule fois, lors de l'initialisation du système. Chaque noeud libre pourra en revanche déterminer sa position à tout moment.
La phase de découverte du réseau est similaire à celle de la procédure de localisation. Toutefois, seules les étapes (a) et (c) seront exécutées. L'étape (b) de détermination des intervalles de temps sans collision est ici inutile, puisque les noeuds libres sont en mode réception seulement. Le noeud maître a un contrôle total du trafic radio sur le réseau. La phase de localisation des noeuds de référence est identique à celle déjà décrite pour le premier mode de réalisation. On veillera cependant à ce que les signaux émis par le noeud maître et, le cas échéant, relayés par les noeuds de référence, ne puissent être confondus par les noeuds libres avec les signaux de positionnement dont il sera question plus loin. Pour ce faire, on adoptera par exemple un code de sauts temporels spécifique pour ces derniers.
La phase de détermination de la position d'un noeud libre sera décrite en relation avec les Figs. 9A à 9E. On a indiqué par 810 le noeud maître, 820 les noeuds de référence et 830 les noeuds libres.
En Fig. 9A, le noeud maître initie la phase en question en diffusant à l'ensemble des noeuds libres de la zone ses propres coordonnées. A cette fin, le noeud maître pourra être équipé de système de positionnement GPS conventionnel. Cette diffusion peut être effectuée au moyen d'un canal radio distinct de celui utilisé pour signaux de positionnement ou bien par le même canal, en utilisant un code particulier. Les noeuds sont ainsi avertis du début d'un cycle de positionnement. En Fig. 9B, le noeud maître active un noeud de référence Rk (ici R1) en mode relais. En Fig. 9C, le noeud maître émet un signal impulsionnel destiné à permettre aux noeuds libres de déterminer leurs positions respectives, dénommé pour cette raison signal de positionnement.
Le signal de positionnement est relayé par le noeud de référence Rk, autrement dit il est réémis par ce noeud avec un retard i par rapport à son instant de réception. En Fig. 9D, les noeuds libres de la zone reçoivent à la fois le signal de positionnement en direct du noeud maître et celui relayé par le noeud de référence Rk. Connaissant le délai T, chaque noeud libre L déduit de la différence de temps d'arrivée de ces signaux, la différence de trajet de propagation dMRk +dRkL ùdML .
En Fig. 9E, le noeud maître diffuse à l'ensemble des noeuds libres les coordonnées du noeud de référence Rk. Ces coordonnées peuvent être absolues ou, de préférence, relatives par rapport à la position du noeud maître. Les opérations décrites en Fig. 9B à 9E sont effectuées séquentiellement pour au moins deux noeuds de référence pour un réseau plan et au moins trois noeuds de référence pour un réseau tridimensionnel.
Par exemple, pour un réseau plan, un noeud libre L déterminera sa position en résolvant le système de deux équations non linéaires à deux inconnues suivant : (xRk + yRk )1/2 + ((XL - XRk )2 + (YL yRk )2)1/2 - (x+ y,2) 1/2 = dMRk +d, kL ùd _ ML pour k=1,2 , où l'on a noté ici xL, yL et xRk , yRk respectivement les coordonnées relatives du noeud libre L et du noeud de référence Rk par rapport au noeud maître At. Les coordonnées absolues de L se déduisent 20 ensuite par simple addition des coordonnées relatives de L et des coordonnées absolues de At. De nombreuses variantes de ce système de positionnement pourront être envisagées par l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention.
25 En particulier, il pourra suffire pour certaines applications de connaître la position relative du ou des noeud (s) libre (s) par rapport au noeud maître, auquel cas l'étape de diffusion des coordonnées du noeud maître de la Fig.
9A sera superflue. Selon une autre variante, 30 l'étape de diffusion des coordonnées du noeud maître et

Claims (20)

REVENDICATIONS
1. Système de radiolocalisation à partir d'un réseau ad hoc comprenant au moins un premier nœud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits nœuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, ledit système de radiolocalisation étant adapté à déterminer la position d'au moins un émetteur, dit noeud libre, caractérisé en ce que le noeud maître est adapté à : - déterminer (310) les noeuds présents dans le réseau ; - déterminer (320), d'une part, les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et, d'autre part, les distances séparant les noeuds de référence, et déduire (320) des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ; - déterminer (330), pour chaque nœud de référence, la différence de distance entre le nœud libre et le noeud maître, d'une part, et le noeud libre et ce noeud de référence, d'autre part, et déduire {330) à partir des positions relatives des nœuds de référence et desdites différences de distance ainsi obtenues, une position relative du nœud libre.
2. Système de radiolocalisation selon la 30 revendication 1, caractérisé en ce que, pour chaque nœud de référence, le nœud maître est adapté àdéterminer la distance qui le sépare de ce dernier en lui ordonnant de fonctionner comme relais, puis en émettant un signal impulsionnel, et enfin en mesurant le temps de propagation aller-retour de ce signal.
3. Système de radiolocalisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour chaque couple de noeuds de référence, la distance qui les sépare est déterminée par le noeud maître en ordonnant à un premier noeud dudit couple de fonctionner comme relais et au second d'émettre un signal impulsionnel, en mesurant la différence de temps d'arrivée entre le signal reçu directement du premier et le signal relayé par le second, la distance séparant ledit couple de noeuds de référence étant obtenue à partir de ladite différence de temps d'arrivée et des distances respectives entre le noeud maître, d'une part et les premier et second noeuds, d'autre part.
4. Système de radiolocalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite différence de distance entre le noeud libre et le noeud maître, d'une part, et le noeud libre et un noeud de référence, d'autre part, est obtenue en ordonnant à ce dernier de fonctionner en mode relais, en mesurant la différence entre les temps d'arrivée respectifs d'un signal impulsionnel reçu directement du noeud libre et du même signal impulsionnel relayé par ledit noeud de référence, ladite différence de distance étant obtenue à partir de la différence de temps d'arrivée et de la distance entre le noeud maître et le noeud de référence.
5. Système de radiolocalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque noeud de référence est adapté à fonctionner selon les modes suivants : - un mode passif ; - un mode déclenché dans lequel il émet un signal impulsionnel ; - un mode relais dans lequel il émet un signal secondaire synchronisé sur un signal primaire qu'il reçoit, avec un retard prédéterminé (i) connu du noeud maître ; ledit noeud de référence passant du mode passif au mode déclenché ou au mode relais sur commande du noeud maître.
6. Système de radiolocalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque noeud libre émet des impulsions de manière périodique.
7. Système de radiolocalisation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque noeud libre émet périodiquement une trame d'impulsions dont les positions à l'intérieur de la trame sont codées par un code de sauts temporels.
8. Système de radiolocalisation selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le noeud maître est adapté à dénombrer les noeuds libres en 37 fonction des signaux reçus d'eux et à prédire des intervalles de silence (PS) dans le réseau.
9. Système de radiolocalisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que le noeud maître identifie les noeuds de référence présents dans le réseau en leur transmettant un identifiant pendant au moins l'un desdits intervalles de silence, un nœud de référence possédant cet identifiant répondant, pendant un premier délai, par un signal indiquant l'indisponibilité de cet identifiant, un noeud de référence ne possédant pas d'identifiant répondant par un signal d'appropriation de cet identifiant, s'il n'a pas reçu un signal d'indisponibilité pendant un second délai supérieur au premier délai.
10. Système de radiolocalisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit réseau est un réseau UWB.
11. Méthode de radiolocalisation d'un émetteur, dit noeud libre, au moyen d'un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, caractérisée en ce que : on détermine (310) les noeuds présents dans le réseau ;on détermine d'une part les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et d'autre part les distances séparant les noeuds de référence, et l'on déduit des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ; - on détermine, pour chaque noeud de référence, la différence de distance entre le noeud libre et le noeud maître d'une part et le noeud libre et ce noeud de référence d'autre part, et l'on déduit, à partir des positions relatives des noeuds de référence et desdites différences de distance ainsi obtenues, une position relative du noeud libre.
12. Système de positionnement utilisant un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, ledit système de radiolocalisation permettant à au moins un récepteur, dit noeud libre de déterminer sa position, caractérisé en ce que le noeud maître est adapté à : - déterminer les noeuds présents dans le réseau; - déterminer, d'une part, les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et, d'autre part, les distances séparant les noeuds de référence, et déduire des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ;et en ce que le noeud libre est adapté à : déterminer, pour chaque noeud de référence, une différence de trajet entre un trajet direct entre le noeud maître et le noeud libre, d'une part, et un trajet entre ces mêmes noeuds passant ledit noeud de référence ; à déduire à partir des positions relatives des noeuds de référence et desdites différences de trajet ainsi obtenues, une position relative du noeud libre.
13. Système de positionnement selon la revendication 12, caractérisé en ce que, pour chaque noeud de référence, le noeud maître est adapté à déterminer la distance qui le sépare de ce dernier en lui ordonnant de fonctionner comme relais, puis en émettant un signal impulsionnel, et enfin en mesurant le temps de propagation aller-retour de ce signal.
14. Système de positionnement selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que, pour chaque couple de noeuds de référence, la distance qui les sépare est déterminée par le noeud maître en ordonnant à un premier noeud dudit couple de fonctionner comme relais et au second d'émettre un signal impulsionnel, en mesurant la différence de temps d'arrivée entre le signal reçu directement du premier et le signal relayé par le second, la distance séparant ledit couple de noeuds de référence étant obtenue à partir de ladite différence de temps d'arrivée et desdistances respectives entre le noeud maître, d'une part et les premier et second noeuds, d'autre part.
15. Système de positionnement selon une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le noeud maître est adapté à ordonner successivement à chaque noeud de référence de fonctionner comme relais, et en ce que le noeud libre est adapté à mesurer, pour chaque noeud de référence fonctionnant comme relais, la différence entre les temps d'arrivée respectifs d'un signal impulsionnel reçu directement par le noeud maître et le même signal impulsionnel relayé par ledit noeud de référence, et à en déduire ladite différence de trajet.
16. Système de positionnement selon la revendication 15, caractérisé en ce que le noeud maître est adapté à diffuser les positions relatives des noeuds de référence à l'ensemble des noeuds libres.
17. Système de positionnement selon la revendication 16, caractérisé en ce que le noeud maître est adapté en outre à diffuser sa propre position à l'ensemble des noeuds libres.
18. Système de positionnement selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que le noeud maître identifie les noeuds de référence présents dans le réseau en leur transmettant un identifiant, un noeud de référence possédant cet identifiant répondant, pendant un premier délai, par un signal indiquant l'indisponibilité de cet identifiant, un noeud de référence ne possédant pas d'identifiant répondant par un signal d'appropriation de cet identifiant, s'il n'a pas reçu un signal d'indisponibilité pendant un second délai supérieur au premier délai.
19. Système de positionnement selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que ledit réseau est un réseau UWB.
20. Méthode de positionnement utilisant un réseau ad hoc comprenant au moins un premier noeud, dit noeud maître, une pluralité de seconds noeuds, dits noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou 15 égale à trois si le réseau est tridimensionnel, ledit système de radiolocalisation permettant à au moins un récepteur, dit noeud libre de déterminer sa position, caractérisé en ce que le noeud maître : - détermine les noeuds présents dans le 20 réseau; - détermine, d'une part, les distances respectives séparant lesdits noeuds de référence et le noeud maître et, d'autre part, les distances séparant les noeuds de référence, et déduire des distances ainsi 25 déterminées des positions relatives des noeuds de référence ; et en ce que le noeud libre : - détermine, pour chaque noeud de référence, une différence de trajet entre un trajet direct entre 30 le noeud maître et le noeud libre, d'une part, et un 10trajet entre ces mêmes noeuds passant ledit noeud de référence ; - déduit à partir des positions relatives des noeuds de référence et desdites différences de trajet ainsi obtenues, une position relative du noeud libre.
FR0759611A 2007-12-06 2007-12-06 Systeme de radiolocalisation/positionnement au moyen d'un reseau ad hoc Pending FR2924818A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0759611A FR2924818A1 (fr) 2007-12-06 2007-12-06 Systeme de radiolocalisation/positionnement au moyen d'un reseau ad hoc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0759611A FR2924818A1 (fr) 2007-12-06 2007-12-06 Systeme de radiolocalisation/positionnement au moyen d'un reseau ad hoc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2924818A1 true FR2924818A1 (fr) 2009-06-12

Family

ID=39535854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0759611A Pending FR2924818A1 (fr) 2007-12-06 2007-12-06 Systeme de radiolocalisation/positionnement au moyen d'un reseau ad hoc

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2924818A1 (fr)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2371312A1 (es) * 2010-06-11 2011-12-29 Marina Eye-Cam Technologies, S.L. Sistema de localización.
EP2605032A1 (fr) 2011-12-15 2013-06-19 Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives Méthode de localisation et système utilisant des relais UWB non régénérants
WO2014133443A1 (fr) * 2013-02-28 2014-09-04 Volantic Ab Procédé et système de localisation d'objets dans un réseau spontané sans fil
WO2015101674A1 (fr) * 2014-01-06 2015-07-09 Blinksight Systeme et procede de localisation d'un objet
WO2018172721A1 (fr) * 2017-03-24 2018-09-27 Maple High Tech Méthode de localisation uwb avec synchronisation par canal auxiliaire
WO2023041234A1 (fr) * 2021-09-17 2023-03-23 Valeo Comfort And Driving Assistance Dispositif de localisation de noeuds secondaires d'un véhicule

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512478B1 (en) * 1999-12-22 2003-01-28 Rockwell Technologies, Llc Location position system for relay assisted tracking
US20030174086A1 (en) * 2001-12-21 2003-09-18 International Business Machines Corporation Determining a time of arrival of a sent signal
WO2005081012A1 (fr) * 2004-02-17 2005-09-01 Jadi, Inc. Systeme de navigation a bande ultra-large comprenant des stations de base mobiles
FR2871241A1 (fr) * 2004-06-07 2005-12-09 Commissariat Energie Atomique Systeme de localisation ulb pour le secours aux victimes d'avalanches

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512478B1 (en) * 1999-12-22 2003-01-28 Rockwell Technologies, Llc Location position system for relay assisted tracking
US20030174086A1 (en) * 2001-12-21 2003-09-18 International Business Machines Corporation Determining a time of arrival of a sent signal
WO2005081012A1 (fr) * 2004-02-17 2005-09-01 Jadi, Inc. Systeme de navigation a bande ultra-large comprenant des stations de base mobiles
FR2871241A1 (fr) * 2004-06-07 2005-12-09 Commissariat Energie Atomique Systeme de localisation ulb pour le secours aux victimes d'avalanches

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BHUVANESWARAN R S ET AL: "An energy-efficient initialization protocol for wireless sensor networks", PARALLEL PROCESSING WORKSHOPS, 2001. INTERNATIONAL CONFERENCE ON 3-7 SEPT. 2001, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 3 September 2001 (2001-09-03), pages 423 - 428, XP010558268, ISBN: 978-0-7695-1260-0 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2371312A1 (es) * 2010-06-11 2011-12-29 Marina Eye-Cam Technologies, S.L. Sistema de localización.
EP2605032A1 (fr) 2011-12-15 2013-06-19 Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives Méthode de localisation et système utilisant des relais UWB non régénérants
WO2014133443A1 (fr) * 2013-02-28 2014-09-04 Volantic Ab Procédé et système de localisation d'objets dans un réseau spontané sans fil
WO2015101674A1 (fr) * 2014-01-06 2015-07-09 Blinksight Systeme et procede de localisation d'un objet
US10698074B2 (en) 2014-01-06 2020-06-30 Blinksight System and method for locating an object
WO2018172721A1 (fr) * 2017-03-24 2018-09-27 Maple High Tech Méthode de localisation uwb avec synchronisation par canal auxiliaire
FR3064442A1 (fr) * 2017-03-24 2018-09-28 Maple High Tech Methode de localisation uwb avec synchronisation par canal auxiliaire
US11191058B2 (en) 2017-03-24 2021-11-30 Maple High Tech UWB locating method with auxiliary channel synchronisation
WO2023041234A1 (fr) * 2021-09-17 2023-03-23 Valeo Comfort And Driving Assistance Dispositif de localisation de noeuds secondaires d'un véhicule
FR3127182A1 (fr) * 2021-09-17 2023-03-24 Valeo Comfort And Driving Assistance Dispositif de localisation de nœuds secondaires d’un véhicule

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1289172B1 (fr) Système pour localisation d'un émetteur
EP3603235B1 (fr) Méthode de localisation uwb avec synchronisation par canal auxiliaire
JP2915851B2 (ja) 時刻同期型通信システム
US7995644B2 (en) Device, method and protocol for private UWB ranging
EP1754077B1 (fr) Systeme de localisation ulb pour le secours aux victimes d'avalanches.
FR2924818A1 (fr) Systeme de radiolocalisation/positionnement au moyen d'un reseau ad hoc
EP0589753B2 (fr) Procédé de transmission d'une information d'avance temporelle à un mobile dans un réseau cellulaire avec la commande de transfert de stations de base
Sourour et al. Mutual decentralized synchronization for intervehicle communications
US20130301633A1 (en) Method and system for synchronization of time-slotted barrage relay networks
FR2807244A1 (fr) Systeme de compensation de retard en boucle incorpore pour emetteur-recepteur a plusieurs canaux et procede associe
EP1698203A2 (fr) Procede de localisation dans un systeme de radiocommunication, systeme et dispositif de localisation pour la mise en oeuvre du procede
FR2734108A1 (fr) Procede et dispositif pour la determination d'une position dans un systeme a acces multiple a division par code (cdma)
EP3038275B1 (fr) Procede de synchronisation de signaux dans une liaison satellite et terrestre et architecture associee
FR2884099A1 (fr) Station sans fil et procede de gestion multicanal a auto-organisation
EP0903049B1 (fr) Procede de gestion des transferts intercellulaires des radiocommunications dans un systeme de radiocommunication cellulaire
EP3171195B1 (fr) Procédé de localisation d'une balise
EP3092507A1 (fr) Systeme et procede de localisation d'un objet
KR20230136133A (ko) Lpp(lte(long-term evolution) positioning protocol)를사용한 ir-uwb(impulse radio ultra-wideband)
US7987286B1 (en) Distributed situation awareness ping-based communication system (DAPICS)
FR3056874A1 (fr) Systeme de communication dans un systeme de drone
EP2689541B1 (fr) Dispositif de communication tdma à deux antennes émettant deux balises
FR2932627A1 (fr) Terminal mobile d'un systeme de communication par onde radiofrequence de type dect et procede de gestion des antennes de ce terminal
EP3479487A1 (fr) Systeme de detection et communication pour dispositifs mobiles.
FR2844951A1 (fr) Procede et dispositif d'identification non selective pour groupe de combat ou d'intervention.
EP1800416A1 (fr) Procede et systeme de communications mono-code pour reseaux distribues