FR3039944A1 - Dispositif de communication radiofrequence actif - Google Patents

Abstract

Le dispositif de communication RF selon l'invention (1) comprend : - un module de réception (2,RX) d'un signal de porteuse (SRE) en provenance d'un premier dispositif ; - un module de génération (3B) d'un signal de sortie (SRS) à partir du signal de porteuse configuré pour : ○ obtenir au moins une information utile ; et ○ moduler le signal de porteuse en fonction de ladite au moins une information utile ; - au moins un étage d'amplification (2A) du signal de porteuse et/ou du signal de sortie ; - un module de contrôle (3C) de stabilité de boucle ; et - un module d'émission (3,TX) du signal de sortie vers un au moins deuxième dispositif.

Description

Arrière-plan de l'invention L'invention se rapporte au domaine général des composants ou dispositifs radiofréquence (ou RF pour Radio Frequency) tels que par exemple des composants ou étiquettes RFID (Radio Frequency IDentification), ou des dispositifs émetteur/récepteur (ou « transceivers » en anglais) communiquant selon d'autres protocoles de communication tels que par exemple le protocole Bluetooth™, Win™, etc.

Elle concerne plus particulièrement un composant ou dispositif de communication RF dont une des fonctions est de recevoir et de transmettre des données à un autre dispositif.

Ainsi dans l'exemple RFID précité, le dispositif de communication visé par l'invention peut notamment être intégré dans ou être une étiquette RFID (ou radio-étiquette, également désignée par « tag » en anglais), apte à transmettre des données à un lecteur d'étiquettes RFID en mode esclave, c'est-à-dire sur interrogation de celui-ci, ou comme dans le document FR 3 011 655, de façon proactive en fonction du contexte dans laquelle elle se trouve.

Dans l'état actuel de la technique, différents types d'étiquettes RFID existent, à savoir : — des étiquettes RFID passives fonctionnant selon un mode de rétromodulation ou de rétrodiffusion (ou « backscattering » en anglais). Une telle étiquette RFID module le signal radiofréquence (i.e. onde) reçu du lecteur en l'absorbant ou en le réfléchissant de sorte à lui transmettre des informations (ex. une identification numérique). Elle n'intègre pas de moyens d'émission radio (ou RF pour « Radio Frequency ») autres qu'un module de rétromodulation du signal radiofréquence issu du lecteur qui commute une impédance montée en parallèle sur l'antenne de l'étiquette RFID en fonction des informations à transmettre au lecteur. Les étiquettes passives peuvent être alimentées directement par le signal radiofréquence issu du lecteur et/ou par le biais d'une batterie ou d'un système de collecte d'énergie locale (aussi connu sous l'appellation de « energy harvesting System » en anglais). On parle alors d'étiquettes semi-passives ; et — des étiquettes RFID actives, qui embarquent à la fois une chaîne d'émission radio et une source d'énergie alimentant cette chaîne d'émission. Cette chaîne radio est utilisée par l'étiquette RFID active pour générer un signal à l'attention du lecteur ou de tout autre objet avec lequel elle communique.

Les radio-étiquettes passives sont les étiquettes les plus utilisées sur le marché aujourd'hui pour identifier ou suivre des objets ou des êtres vivants, notamment en raison de leur faible coût de production. Corrélativement, on trouve également aujourd'hui sur le marché une majorité de lecteurs de radio-étiquettes qui fonctionnent selon un mode de rétromodulation. De nombreux standards ou protocoles de communication passifs sont déployés et reconnus aujourd'hui, pour tout type d'application, comme par exemple : — sur la bande de fréquences LF (Low Frequency), allant de 30 à 300kHz, les protocoles ISO 14223, ISO/IEC 18000-2, essentiellement utilisés pour l'identification animale ; — sur la bande de fréquences HF (High Frequency), allant de 3 à 30 Mhz, les protocoles ISO 15693, ISO/IEC 19092, ISO/IEC 14443, etc. ; — sur la bande de fréquences UFIF (Ultra High Frequency), allant de 300 MHz à 3 Ghz, le protocole ISO 18000-6C, etc. ; ou encore, — sur la bande de fréquences dédiée à l'UWB (Ultra Wide Band), les protocoles permettant la localisation précise des étiquettes.

Les protocoles passifs bien qu'extrêmement efficaces, souffrent en revanche de portées de communication relativement réduites, les signaux transmis selon ces protocoles subissant une double atténuation dans le sens lecteur vers étiquette puis étiquette vers lecteur.

De façon connue, la distance de communication entre une étiquette RFID fonctionnant selon un mode de rétromodulation et un lecteur apte à lire une telle étiquette est limitée notamment par la puissance d'émission du lecteur et par la gamme de fréquences utilisées pour les communications entre l'étiquette et le lecteur. En effet, la quantité d'énergie qu'une étiquette RFID peut extraire de l'onde issue du lecteur et utiliser pour communiquer avec ce dernier décroît avec le carré de la distance séparant l'étiquette du lecteur. La puissance d'émission du lecteur étant limitée par des contraintes légales, la distance de communication entre une étiquette passive et son lecteur s'étend ainsi typiquement de quelques centimètres en hautes fréquences à une dizaine de mètres au maximum en ultra-hautes fréquences.

Cette distance de communication peut s'avérer insuffisante pour certaines applications relativement classiques telles que la lecture d'identifiants à distance (dans le cadre par exemple d'inventaire logistique, de processus de traçabilité animale, d'une maintenance, etc.), l'authentification (ex. contrôle d'accès, lutte contre la contrefaçon), les mesures de capteurs à distance, etc.

Le document FR 1 456 993 propose une étiquette RFID équipée d'une chaîne radio en émission et/ou en réception comprenant un amplificateur, et respectant le protocole de communication utilisé par les étiquettes RFID passives. Cette étiquette RFID est ainsi avantageusement apte à communiquer avec un lecteur standard d'étiquettes passives tout en bénéficiant d'une distance de communication accrue avec ce lecteur en liaison montante (i.e. dans le sens étiquette vers lecteur), lorsque l'étiquette comprend un amplificateur en émission permettant d'amplifier les signaux radiofréquence destinés au lecteur, et/ou en liaison descendante (i.e. dans le sens lecteur vers étiquette), lorsque l'étiquette comprend un amplificateur en réception permettant d'amplifier les signaux radiofréquence reçus du lecteur.

Pour garantir la compatibilité avec les protocoles passifs existant, l'étiquette RFID du document FR 1 456 993 s'appuie sur une chaîne d'émission radio comprenant un modulateur apte à générer un signal radiofréquence modulé à partir de la réponse de l'étiquette à la commande du lecteur et lisible par le lecteur. Autrement dit, le signal radiofréquence généré par le modulateur a la même forme d'onde, la même fréquence et la même modulation (ex. modulation d'amplitude ou de phase) qu'un signal radiofréquence rétromodulé obtenu en réfléchissant le signal radiofréquence reçu du lecteur.

Pour générer un tel signal et pouvoir ainsi répondre au lecteur sur une fréquence identique à celle qu'il utilise (faute de quoi la réponse de l'étiquette ne pourra être interprétée par le lecteur, autrement dit, elle ne sera pas lisible par celui-ci), une technique standard de suivi du signal de porteuse transmis par le lecteur peut être appliquée. Il convient de noter que le signal de porteuse transmis par le lecteur peut évoluer dans le temps, et connaître notamment quelques sauts de fréquence potentiels.

Une telle technique met classiquement en œuvre un module de récupération et/ou de régénération de porteuse s'appuyant notamment sur un ou plusieurs oscillateurs locaux et mélangeurs. L'intégration d'un tel module dans une étiquette RFID s'avère donc particulièrement complexe et coûteuse.

Le document US 6 838 989 propose une solution alternative permettant d'améliorer la distance de communication entre un étiquette RFID et un lecteur d'étiquettes RFID passives.

Cette solution consiste en une étiquette RFID équipée d'une antenne d'émission/réception unique, et comprenant un amplificateur combiné au principe de rétromodulation classiquement utilisé dans les étiquettes passives. Pour permettre la réception et l'émission simultanées de signaux au niveau de l'antenne, l'étiquette proposée comprend en outre un circulateur, ou en variante un coupleur directionnel, destiné à isoler l'unique antenne de l'étiquette de l'amplificateur et du modulateur.

De tels composants (circulateur et coupleur directionnel) sont toutefois très coûteux, complexes à mettre en œuvre et parfois encombrants. Il en découle, comme souligné dans le document US 6 838 989, que leur utilisation est incompatible avec des étiquettes RFID de petites dimensions, couramment utilisées aujourd'hui.

Objet et résumé de l'invention L'invention permet notamment de remédier aux inconvénients de l'état de la technique en proposant un dispositif de communication radiofréquence (RF) actif comprenant : — un module de réception d'un signal de porteuse en provenance d'un premier dispositif ; — un module de génération d'un signal de sortie à partir du signal de porteuse, configuré pour : o obtenir au moins une information utile ; et o moduler le signal de porteuse en fonction de ladite au moins une information utile de sortie; — au moins un étage d'amplification du signal de porteuse et/ou du signal de sortie ; — un module de contrôle de stabilité de boucle ; et — un module d'émission du signal de sortie à destination d'au moins un deuxième dispositif.

Ainsi, au sens de l'invention, on distingue d'une part le signal de porteuse qui correspond au signal reçu du premier dispositif, amplifié ou non par un étage d'amplification prévu dans une chaîne de réception radio du dispositif RF, du signal de sortie d'autre part, qui est généré par le module de génération du dispositif RF à partir du signal de porteuse, et éventuellement amplifié par un étage d'amplification d'une chaîne radio d'émission du dispositif RF. Aucune limitation n'est attachée à l'ordre des éléments dans le dispositif RF, et en particulier dans la chaîne d'émission radio du dispositif RF (i.e. module de génération, module de contrôle de stabilité de boucle et le cas échéant étage d'amplification).

Par dispositif de communication actif, on entend que le dispositif de communication embarque une ou plusieurs chaînes radio (comprenant notamment le module de génération, le ou lés étages d'amplification, et le module de contrôle de stabilité de boucle), ainsi qu'une source d'énergie alimentant cette ou ces chaînes radio.

Corrélativement, l'invention propose aussi un procédé de communication destiné à être mis en œuvre par un dispositif de communication radiofréquence actif, ce procédé comprenant : — une étape de réception d'un signal de porteuse en provenance d'un premier dispositif ; — une étape de génération d'un signal de sortie à partir du signal de porteuse comprenant : o l'obtention d'au moins une information utile ; et o la modulation du signal de porteuse en fonction de ladite au moins une information utile de sortie; — au moins une étape d'amplification appliquée au signal de porteuse et/ou au signal de sortie ; — une étape de contrôle de stabilité de boucle ; et — une étape d'émission du signal de sortie à destination d'au moins un deuxième dispositif.

Ledit au moins un deuxième dispositif peut comprendre notamment le premier dispositif, de sorte que le dispositif de communication RF selon l'invention est alors apte à communiquer avec le premier dispositif. L'invention propose donc un composant (dispositif) radio actif bénéficiant d'une portée de communication accrue, et qui permet de générer simplement et efficacement (i.e. précisément) un signal à une fréquence identique à celle du signal de porteuse émis par le premier dispositif (ex. un lecteur d'étiquettes RFID dans l'exemple envisagé précédemment), tout en s'affranchissant de l'utilisation de composants complexes tels un circulateur ou un coupleur directionnel. Ce composant radio s'appuie avantageusement sur un système bouclé dont la stabilité est contrôlée par un module prévu spécifiquement à cet effet. Ce système bouclé comprend notamment la ou les antennes d'émission et de réception du dispositif (une antenne unique pouvant être utilisée en émission et en réception), au moins un des étages d'amplification, le module de génération du signal de sortie et le module de contrôle de stabilité de boucle. Il utilise avantageusement directement le signal de porteuse reçu du premier dispositif (éventuellement amplifié préalablement) pour générer un signal de sortie portant le cas échéant l'information utile que le composant radio souhaite transmettre. Cette information utile est par exemple, dans le cas envisagé précédemment d'une interrogation par un lecteur d'une étiquette RFID, la réponse de l'étiquette à la commande transmise par le lecteur lors de son interrogation (le deuxième dispositif au sens de l'invention est dans ce cas confondu avec le premier dispositif).

Il convient de noter que par signal de porteuse au sens de l'invention, on entend : — soit un signal de porteuse pure, c'est-à-dire ne véhiculant aucune information utile ou commande du premier dispositif autre que la porteuse à laquelle opère le premier dispositif (tel qu'émis classiquement dans les systèmes radio aujourd'hui, et en particulier par un lecteur RFID, pour permettre aux dispositifs de se synchroniser et plus généralement de communiquer entre eux), — soit un signal de porteuse modulé portant des informations utiles comme par exemple une commande du premier dispositif destinée au dispositif de communication RF selon l'invention, ou à une autre entité.

Le fait que le signal de porteuse reçu par le dispositif RF soit un signal de porteuse pure ou véhicule des informations utiles constitue en soi une information utile au sens de l'invention qui peut être obtenue et utilisée par le dispositif de communication RF pour décider du traitement à appliquer au signal de porteuse lors de la génération du signal de sortie (ex. modulation du signal de porteuse pour que celui-ci véhicule des informations que le dispositif RF selon l'invention souhaite transmettre au premier dispositif ou à un autre dispositif lorsque le signal de porteuse est un signal de porteuse pure, ou absence de modulation appliquée au signal de porteuse lorsque celui-ci est déjà modulé, le dispositif de communication RF ne faisant alors que relayer le signal de porteuse reçu ou l'enrichir de nouvelles informations sans opérer de surmodulation du signal de porteuse déjà modulé). L'amplification du signal de porteuse prévue dans le système bouclé introduit dans le dispositif RF conformément à l'invention, avant et/ou après sa modulation par le module de génération (on parle alors d'amplification du signal de sortie), permet d'obtenir une distance de communication accrue entre le dispositif RF et le premier et/ou le deuxième dispositif. En effet, bien que le signal de porteuse subisse une atténuation entre le premier dispositif et le dispositif RF selon l'invention, il est ensuite amplifié dans la boucle mise en œuvre par l'invention avant d'être et/ou après avoir été modulé, puis émis ainsi amplifié par le dispositif RF à destination du deuxième dispositif. La boucle proposée par l'invention permet donc, grâce aux étages d'amplification qu'elle comprend et à un choix approprié des gains de ces étages d'amplification, non seulement d'améliorer la sensibilité en réception du dispositif RF, mais également d'augmenter sa portée grâce à un gain de boucle.

Avantageusement, un étage d'amplification suffit pour l'amplification du signal de porteuse en réception et en émission, cet étage pouvant être couplé notamment à l'antenne de réception du dispositif RF, et appliqué sur le signal de porteuse reçu du premier dispositif. Toutefois, l'invention permet également l'utilisation d'un ou plusieurs étages d'amplification dédiés pour l'émission et/ou d'un ou plusieurs étages d'amplification dédiés pour la réception.

En introduisant un tel système bouclé dans le dispositif RF et en s'assurant de sa stabilité via la prévision d'un module/étape de contrôle de stabilité de boucle, l'invention garantit que le signal émis par le dispositif RF a, en plus d'une amplitude accrue, une fréquence identique à celle du signal de porteuse reçu par le premier dispositif, et ce, sans intégrer de module de récupération et/ou de module de régénération de porteuse coûteux et complexe à mettre en œuvre.

En outre, grâce à la présence d'un module de contrôle de stabilité de boucle, l'invention permet de s'affranchir, pour communiquer simultanément de façon bidirectionnelle, de l'utilisation d'éléments complexes et encombrants en association avec la ou les antennes d'émission et de réception du dispositif RF, comme par exemple un circulateur ou encore un coupleur directionnel tels que décrits dans le document US 6 838 989.

Ce module de contrôle de stabilité prévu par l'invention permet par ailleurs avantageusement de limiter le couplage au niveau des antennes d'émission et de réception du dispositif RF dès lors que le dispositif est amené à émettre et à recevoir simultanément, ce qui est le cas notamment dans les protocoles RFID où le lecteur émet continuellement son signal de porteuse à destination des étiquettes se trouvant à sa proximité pour qu'elles puissent communiquer avec lui et lui envoyer des informations.

Il permet également de prendre en compte le phénomène de bouclage du signal de porteuse au niveau des antennes d'émission/réception (ou de l'antenne d'émission/réception) en supprimant les phénomènes d'instabilité (oscillations et/ou saturation) apparaissant du fait du rebouclage du signal de porteuse. Les inventeurs ont pu constater que de tels phénomènes d'instabilité existent y compris lorsqu'une étiquette RFID intégrant un circulateur ou un coupleur directionnel, telle que proposée dans le document US 6 838 989, est envisagée. Ces composants n'ont en effet pas dessein à gérer de tels phénomènes mais uniquement à séparer les signaux émis et reçus simultanément sur l'antenne de l'étiquette. L'invention propose donc de façon très avantageuse une architecture stable, simplifiée et performante de composant radio pouvant être intégrée facilement et efficacement dans différents types de dispositif émetteur/récepteur radio en fonction du domaine d'application visé. Une telle architecture est compatible avec une intégration silicium ainsi qu'avec les composants RFID existants, y compris ceux ayant de petites dimensions contrairement à la solution proposée dans le document US 6 838 989.

Il convient de noter que l'invention, bien qu'étant décrite principalement en référence à une étiquette RFID, concerne plus généralement un dispositif radiofréquence qui peut être intégré dans un dispositif émetteur/récepteur radiofréquence (i.e. « transceivers » radio) quelconque et communiquant selon d'autres protocoles qu'un protocole RFID, comme par exemple selon un protocole Bluetooth™ ou encore WiFI™, etc.

Le module de contrôle de stabilité de boucle compris dans le dispositif de communication RF selon l'invention peut être classiquement caractérisé par un gain et un déphasage variant en fonction de la fréquence angulaire (et donc de la fréquence), et qui définissent une fonction de transfert du module de contrôle de stabilité de boucle sur une plage de fréquences donnée. Ce module de contrôle de stabilité s'appuie par exemple sur un filtre et/ou sur des éléments classiques tels que des résistances, inductances et/ou capacités, connus en soi, ou peut-être constitué d'éléments plus sophistiqués tels qu'une architecture de micro-contrôleur, un processeur de type DSP (Digital Signal Processor en anglais), un élément auto-adaptatif, etc.

Dans un mode particulier de réalisation, le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle, et/ou un gain dudit au moins un étage d'amplification sont choisis de sorte à vérifier au moins une condition parmi : — une condition de stabilité du dispositif de communication radiofréquence ; — une condition de sélectivité du dispositif de communication radiofréquence (i.e. caractérisant son aptitude à rejeter le bruit); — une condition de dynamique du dispositif de communication radiofréquence (ex. dynamique de réponse et/ou dynamique du niveau d'amplification atteint par le dispositif de communication radiofréquence).

Autrement dit, on choisit la fonction de transfert du module de contrôle de stabilité de boucle, et éventuellement le gain des étages d'amplification, de sorte à vérifier au moins l'une des conditions précitées.

Un tel choix du gain des étages d'amplification et/ou du gain/déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle permet de parer efficacement aux phénomènes d'instabilité pouvant apparaître en raison de la présence de la boucle dans le dispositif RF selon l'invention et d'accroître de façon maîtrisée sa distance de communication. Il peut être réalisé en s'appuyant notamment sur des règles classiques connues en soi, telles que par exemple sur le critère de IVIyquist, la théorie quantitative de rétroaction (ou QFT pour « Quantitative Feedback Theory » en anglais), la méthode de synthèse « H infini » (aussi notée Hoo), etc.

Dans un mode particulier de réalisation, le gain dudit au moins un étage d'amplification et/ou le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle sont choisis lors d'une conception du dispositif de communication.

Autrement dit, dans ce mode de réalisation, une configuration statique des étages d'amplification et du module de contrôle de stabilité de boucle est réalisée.

Dans un autre mode de réalisation, le gain dudit au moins un étage d'amplification et/ou le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle sont choisis et adaptés dynamiquement lors d'un fonctionnement du dispositif de communication.

Ce choix dynamique peut être réalisé par exemple par une unité de contrôle du dispositif RF. Une telle unité peut par exemple fixer le gain des étages d'amplification afin d'atteindre une dynamique prédéterminée en tenant compte de la puissance du signal de porteuse reçu ou d'un niveau d'énergie disponible dans une batterie ou une alimentation du dispositif RF.

En variante, un tel choix dynamique peut être réalisé de façon autonome, notamment en ce qui concerne la configuration du module de contrôle de stabilité, par exemple lorsque celui-ci est constitué d'élément(s) auto-adaptatif(s).

Ce mode de réalisation adaptatif est particulièrement performant et efficace.

Dans un mode particulier de réalisation, le module de génération du signal de sortie est configuré pour opérer selon l'un au moins des modes suivants : — le module de génération module le signal de porteuse en utilisant ladite au moins une information utile de sorte que le signal de sortie résultant de cette modulation porte ladite au moins une information utile ; — le module de génération génère le signal de sortie directement à partir du signal de porteuse sans le moduler.

Autrement dit, le dispositif de communication RF selon l'invention peut être configuré pour fonctionner selon différents modes. L'activation d'un mode plutôt qu'un autre peut être décidée notamment selon si le signal de porteuse reçu est un signal de porteuse pure ou un signal de porteuse modulé portant déjà des informations. Cette activation peut être par exemple décidée par un module de conditionnement ou par une unité de contrôle classiquement embarqué(e) dans un dispositif de communication RF et apte à traiter les signaux reçus par le dispositif.

Dans un mode particulier de réalisation, le module (respectivement l'étape) de génération du signal de sortie peut être confïguré(e) par exemple pour moduler le signal de porteuse en un signal de sortie portant l'information utile en utilisant une forme d'onde et une modulation (ex. modulation de phase ou d'amplitude) identiques à celle d'un signal rétromodulé lisible par exemple par le premier dispositif afin d'obtenir, lorsque ledit dispositif de communication est intégré dans une étiquette RFID et que le premier dispositif est un lecteur d'étiquettes RFID passives, une étiquette conforme à un protocole RFID passif telle que décrite dans le document FR 1 456 993. Toutefois, aucune limitation n'est attachée à la modulation utilisée par le dispositif de communication (phase, amplitude, etc.), et l'invention permet selon le domaine d'application visé, l'utilisation d'autres types de modulation.

Cette modulation est utilisée par le dispositif radio selon l'invention pour générer à proprement parler un nouveau signal à partir du signal de porteuse reçu du premier dispositif. En d'autres mots, le signal de sortie émis par le dispositif selon l'invention n'est pas le résultat d'une simple rétromodulation (absorption ou réflexion) du signal de porteuse émis par le premier dispositif via une manipulation adéquat de l'impédance de l'antenne ; il est au contraire issu d'un traitement interne réalisé activement dans le dispositif selon l'invention consistant en une construction active par celui-ci d'un nouveau signal à partir du signal de porteuse (ou d'une version amplifiée de ce signal de porteuse) à l'aide d'une chaîne radio spécifique prévue à cet effet.

Dans un autre mode de réalisation, le dispositif RF selon l'invention comprend en outre un module de désactivation du module de génération, du module de contrôle de stabilité de boucle, du module d'émission et le cas échéant, dudit au moins un étage d'amplification du signal de sortie. A cet effet notamment, le module de désactivation peut comprendre un interrupteur de modulation (ex. de modulation d'amplitude) inhibant la génération du signal de sortie par ie module de génération, et/ou une unité de contrôle apte à mettre le gain du module d'amplification présent le cas échéant dans la chaîne d'émission être à zéro.

Ainsi, dans ce mode de réalisation, la boucle mise en œuvre par l'invention est désactivée. On limite par ce biais la consommation de puissance du dispositif RF et les phénomènes de bouclage au niveau des antennes (ou de l'antenne).

Ce mode de réalisation a une application privilégiée mais non limitative lorsque le dispositif RF fonctionne en mode réception, i.e., dans un mode de fonctionnement où il se contente de recevoir des signaux et n'a pas besoin de transmettre de données d'informations utiles sur la fréquence du signal de porteuse reçu du premier dispositif. I_a boucle peut avantageusement n'être activée que lorsque le dispositif RF doit répondre à une commande du premier dispositif ou pousser des informations vers le deuxième dispositif sur la même porteuse que le premier dispositif.

Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de communication RF selon l'invention peut donc fonctionner selon trois modes distincts : réception seulement, modulation du signal de porteuse, ou simple relai du signal de porteuse ou ajout d'informations utiles aux informations déjà transportées par celui-ci.

Comme mentionné précédemment, ie dispositif de communication RF selon l'invention comprend un ou plusieurs étages d'amplification pour accroître la portée des communications entre le dispositif RF et le premier et/ou deuxième dispositif.

Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de communication selon l'invention comprend au moins deux étages d'amplification agencés en série pour amplifier le signal de porteuse reçu du premier dispositif, et le signal de porteuse modulé par le module de génération est prélevé entre lesdits au moins deux étages d'amplification.

Ainsi, lorsque le dispositif de communication comprend plusieurs étages d'amplification en réception, le signal de porteuse peut être prélevé par le dispositif de communication entre n'importe lesquels de ces étages d'amplification. Le choix de l'endroit où est prélevé le signal peut répondre notamment à une logique de simplification de la conception du système bouclé (pour assurer sa stabilité) et/ou d'amélioration de sa sensibilité en réception (i.e. augmentation de son gain). A titre d'exemple, en prélevant le signal de porteuse à la sortie du premier étage d'amplification, on peut aisément augmenter le gain du dispositif de communication sans compromettre sa stabilité.

Comme mentionné précédemment, l'invention a une application privilégiée dans un mode de réalisation dans lequel le module de réception et le module d'émission sont aptes à recevoir et émettre des signaux simultanément, puisqu'il permet de limiter le couplage entre l'émission et la réception au niveau des antennes du dispositif RF tout en assurant la stabilité du dispositif de communication.

Dans un mode particulier de réalisation, le module de réception et le module d'émission sont aptes à utiliser au moins une antenne du dispositif de communication radiofréquence.

Autrement dit, l'invention s'applique aussi bien lorsqu'une même antenne est utilisée par le dispositif de communication pour recevoir et émettre des signaux, que lorsque le dispositif de communication utilise des antennes distinctes à cet effet.

Outre le pilotage des gains et déphasage des étages d'amplification et du module de contrôle de stabilité de gain, les performances du système bouclé proposé par l'invention peuvent être améliorées via des méthodes de conception d'antennes radiofréquence connues en soi permettant de limiter et/ou adapter le coefficient de couplage entre les antennes.

Comme mentionné précédemment, l'invention a une application privilégiée mais non limitative lorsqu'il est intégré dans un composant RFID tel que par exemple une étiquette RFID apte à communiquer avec un lecteur d'étiquettes RFID et en particulier un lecteur d'étiquettes RFID passives (premier dispositif au sens de l'invention). L'invention vise donc également un composant RFID comprenant un dispositif de communication RF selon l'invention.

En outre, le dispositif RF selon l'invention peut être utilisé dans différents types de systèmes, pour différentes applications.

Ainsi, selon un autre aspect, l'invention vise un système de communication comprenant : — un dispositif de génération d'un signal de porteuse ; et — au moins un dispositif de communication radiofréquence conforme à l'invention apte à générer et à émettre un signal de sortie à partir du signal de porteuse ou du signal de porteuse précédemment modulé.

Ce système de communication bénéficie des mêmes avantages cités précédemment que le dispositif RF de communication selon l'invention.

Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif de génération du signal de porteuse est apte à recevoir le signal de sortie généré par le dispositif de communication radiofréquence.

Dans ce mode de réalisation, le dispositif de communication selon l'invention est par exemple intégré dans une étiquette RFID et le dispositif de génération de signal de porteuse est un lecteur d'étiquettes RFID. Le système de communication selon l'invention permet ainsi une communication efficace et performante entre le lecteur et l'étiquette RFID.

Dans un autre mode de réalisation, le système de communication selon l'invention comprend au moins un autre dispositif de communication radiofréquence apte à recevoir ledit signal de sortie, ce dispositif étant conforme à l'invention ou apte à relayer en l'état le signal de sortie.

Ce mode de réalisation permet l'établissement d'un réseau maillé entre différents objets communicants propice à la transmission et le relai extrêmement rapide d'un signal de porteuse de proche en proche au sein de ce réseau maillé. Chaque nœud du réseau équipé d'un dispositif de communication RF selon l'invention peut réamplifier le signal de porteuse, prélever le cas échéant l'information qui le concerne sur le signai qui lui est transmis et éventuellement enrichir ce signal avant sa transmission vers un autre nœud du réseau maillé.

Appliqué dans un contexte RFID, la propagation du signal de porteuse permise par le système de communication selon l'invention permet ainsi d'étendre la portée d'un lecteur RFID classique pour couvrir une superficie très large maillée par les dispositifs RF selon l'invention.

En outre, il convient de noter que le système de communication selon l'invention permet avantageusement de combiner des dispositifs RF selon l'invention avec des étiquettes RFID passives classiques, les dispositifs RF selon l'invention pouvant échanger localement avec ces étiquettes passives et servir de relais vers le lecteur de proche en proche.

On peut également envisager, dans d'autres modes de réalisation, que le dispositif de communication RF, le procédé de communication RF, le composant RFID et le système de communication selon l'invention présentent en combinaison tout ou partie des caractéristiques précitées.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les figures : — la figure 1 représente, de façon schématique, un dispositif RF conforme à l'invention, dans un premier mode de réalisation ; — les figures 2A et 2B illustrent des représentations en schéma bloc du système bouclé mis en œuvre par le dispositif RF de la figure 1 ; — la figure 3 représente, de façon schématique, un dispositif RF conforme à l'invention, dans un deuxième mode de réalisation ; — les figures 4A et 4B illustrent des représentations en schéma bloc du système bouclé mis en œuvre par le dispositif RF de la figure 3 ; — la figure 5 représente, de façon schématique, un dispositif RF conforme à l'invention, dans un troisième mode de réalisation ; — les figures 6A et 6B illustrent des représentations en schéma bloc du système bouclé mis en œuvre par le dispositif RF de la figure 5 ; — la figure 7 représente, de façon schématique, un dispositif RF conforme à l'invention, dans un quatrième mode de réalisation ; — les figures 8A et 8B illustrent des représentations en schéma bloc du système bouclé mis en œuvre par le dispositif RF de la figure 7 ; — les figures 9 et 10 illustrent des systèmes de communication conformes à l'invention dans différents modes de réalisation.

Description détaillée de l'invention

Nous allons maintenant décrire en référence aux figures 1 à 8 différents modes de réalisation de l'invention.

Dans ces différents modes de réalisation, à titre illustratif, le dispositif de communication RF selon l'invention est intégré dans ou est un composant RFID et plus particulièrement une étiquette RFID apte à communiquer avec un lecteur d'étiquettes RFID. Toutefois cette hypothèse n'est pas limitative en soi comme mentionné précédemment, et le dispositif de communication RF selon l'invention peut être intégré dans ou être un composant communiquant selon un autre protocole comme par exemple selon le protocole Bluetooth™, le protocole WiFI™, etc.

Dans les modes de réalisation décrits, aucune limitation n'est attachée au type de protocole RFID utilisé par l'étiquette RFID considérée pour communiquer avec le lecteur. Il peut s'agir par exemple du protocole EPC (Electronic Product Code) UHF Gen2 décrit par la norme ISO 18000-6C et utilisant la bande UHF allant de 860 à 960 MHz, du protocole ISO 14223 (utilisé pour l'identification animale), du protocole ISO 15692 (utilisé pour le paiement par carte de crédit notamment) ou encore du protocole ISO 14443 (utilisé pour les passeports RFID). De même, d'autres fréquences de communication peuvent être envisagées, situées par exemple dans le domaine des basses fréquences (par exemple dans la plage de 125-134.2 kHz ou de 140-148.5 kHz), des hautes fréquences (par exemple 13.56MHz) ou encore des ultra-hautes fréquences (par exemple dans la plage 860-960 MHz ou 2.45 GHZ).

La figure 1 représente une étiquette RFID 1 conforme à l'invention selon un premier mode de réalisation. L'étiquette RFID 1 est ici (et donc comprend) un dispositif de communication RF conforme à l'invention, apte à mettre en oeuvre un procédé de communication selon l'invention.

Dans ce premier mode de réalisation, l'étiquette RFID 1 comprend une antenne d'émission TX et une antenne de réception RX distinctes. Les antennes TX et RX sont caractérisées ici par un coefficient de couplage C((o) entre les antennes où ω désigne la fréquence angulaire (ω=2πί, f désignant la fréquence), la valeur (amplitude et phase) du coefficient de couplage étant dépendante de la fréquence. On désigne respectivement par ΑΤΧ(ω) et par ARX(œ) la réponse (fonction de transfert) de l'antenne TX et de l'antenne RX. L'étiquette RFID 1 comprend par ailleurs : — une chaîne radio de réception 2, couplée à l'antenne de réception RX, et apte à traiter un signal radiofréquence entrant SRE reçu sur l'antenne de réception RX, par exemple du lecteur d'étiquettes RFID (premier dispositif au sens de l'invention, non représenté sur la figure) ; — une chaîne radio d'émission 3, couplée à l'antenne d'émission TX, et apte à conditionner et à émettre un signal radiofréquence dit de sortie SRS sur l'antenne d'émission TX, par exemple à destination du lecteur d'étiquettes RFID (deuxième dispositif au sens de l'invention, confondu ici avec le premier dispositif) ; — un module de conditionnement de signal 4, apte à traiter le signal radiofréquence issu de la chaîne radio de réception 2, et à extraire le cas échéant des informations numériques (D-OUT) portées par le signal radiofréquence reçu sur l'antenne RX (par exemple lorsque ce signal porte une commande du lecteur). Le module de conditionnement 4 est ainsi apte ici à détecter si le signal radiofréquence entrant SRE est un signal de porteuse pure ou un signal de porteuse modulé portant des informations numériques D-OUT transmises par le lecteur à l'étiquette RFID 1 ; — une unité de contrôle 5 ; — une source d'alimentation 6, apte à alimenter les différents composants de l'étiquette RFID 1 et notamment ses chaînes radio 2 et 3 ; et — un circuit électronique 7 intégrant ici notamment un microcontrôleur 7A (ou plus simplement une machine à états), une mémoire non volatile 7B, une pile protocolaire 7C implémentant les couches hautes du protocole EPC UHF Gen2 (en particulier le protocole de gestion de données prévu par ce protocole), et un module de traitement 7D, apte à traiter les informations numériques (D-OUT) extraites le cas échéant par le module de conditionnement 4 et à obtenir les informations de réponse correspondantes (D-IN), stockées dans la mémoire 7B de l'étiquette RFID 1.

Dans le premier mode de réalisation décrit ici, la chaîne de réception 2 comprend un amplificateur faible bruit 2A (ou LNA pour « Low Noise Amplifier »), dont le gain est piloté par l'unité de contrôle 5. On désigne ici par LNA(oo) la réponse de l'amplificateur 2A.

Par réponse d'un composant électronique on entend de manière générale ici sa fonction de transfert qui dépend de la fréquence angulaire ω=2πί, où f désigne la fréquence.

En outre, la chaîne d'émission 3 comprend un amplificateur de puissance 3A, un module de génération de signal de sortie 3B (comprenant un modulateur), apte à générer le signal de sortie SRS à partir du signal qui lui est fourni en entrée (c'est-à-dire du signal de porteuse SRE reçu du lecteur ou d'une version amplifiée de ce signal), et un module de contrôle de stabilité de boucle 3C. On désigne respectivement par PA(co), MOD(co) et G(cd) la fonction de transfert de l'amplificateur 3A, du module de génération de signal 3B et du module de contrôle de stabilité de boucle 3C. Le gain de l'amplificateur 3A et le gain et le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 3C sont pilotés ici par l'unité de contrôle 5, de façon dynamique.

On note que dans l'exemple illustré à la figure 1, l'ordre des composants 3A, 3B et 3C est donné à titre indicatif et peut être modifié ou inversé. Par exemple l'amplificateur 3A peut être placé indifféremment avant ou après le module de génération de signal 3B. Il en est de même pour le module de contrôle de stabilité de boucle 3C par rapport à l'amplificateur 3A et au module de génération de signal 3B.

Conformément à l'architecture de l'étiquette RFID 1, dans ce premier mode de réalisation, le signal radiofréquence (RF) entrant SRE, reçu sur l'antenne de réception RX de l'étiquette 1, est tout d'abord amplifié par l'amplificateur faible bruit 2A avant d'être fourni sous la forme d'un signal radiofréquence SREA au module de conditionnement 4 pour être traité. Le module de conditionnement 4 est en particulier apte à déterminer si ce signal est un signal de porteuse pure ou s'il s'agit d'un signal de porteuse modulé comprenant des informations utiles D-OUT transmises par le lecteur et destinées à l'étiquette RFID 1 (les informations D-OUT portent par exemple une commande du lecteur à l'étiquette RFID 1).

Dans le premier mode de réalisation décrit ici, la chaîne de réception 3 est configurée pour opérer selon deux modes de fonctionnement distincts selon si le signal entrant SRE est un signal de porteuse pure (i.e. il ne porte aucune commande ni information à proprement parler destinée à l'étiquette 1 et devant être traitée par le module de conditionnement 4) ou un signal portant des informations destinées à l'étiquette RFID 1.

Lorsque ce signal SRE est un signal de porteuse pure émis par le lecteur, le signal RF amplifié SREA est utilisé « directement » par le module 3B (après son passage ici par le module de contrôle de stabilité de boucle 3C et l'amplificateur 3A), selon un premier mode de fonctionnement, pour générer un signal de sortie SRS portant des informations numériques (D-IN) fournies par le module de traitement 7D du circuit électronique 7 et que l'étiquette RFID 1 souhaite transmettre au lecteur (informations utiles au sens de l'invention). Ces informations D-IN comprennent par exemple une réponse à une commande D-OUT précédemment reçue du lecteur. Elles se présentent ici sous la forme de données binaires, conformes aux protocoles mis en oeuvre par la pile protocolaire 7C.

Plus précisément, dans ce premier mode de fonctionnement, le module de génération 3B est configuré pour générer le signal de sortie SRS à partir du signal de porteuse amplifié résultant du traitement du signal amplifié SREA par le module de contrôle de stabilité de boucle 3C et par l'amplificateur 3A. Le module de génération 3B module ce signal amplifié en utilisant les informations numériques D-IN reçues du module de traitement 7D. Il utilise par exemple ici une modulation d'amplitude, les points de la constellation de la modulation d'amplitude utilisés pour générer le signal de sortie SRS étant sélectionnés à partir des informations numériques D-IN. Toutefois, aucune limitation n'est attachée au type de modulation utilisé par le module de génération 3B, dès lors que celle-ci est compatible avec le lecteur ; il peut s'agir notamment d'une modulation de phase, etc.

Dans le premier mode de réalisation décrit ici, lorsque le signal de porteuse SRE reçu du lecteur est un signal de porteuse modulé portant une information destinée à l'étiquette RFID 1, le module de génération 3B est configuré pour opérer selon un second mode de fonctionnement. Selon ce second mode de fonctionnement, le module de génération 3B est apte à générer le signal de sortie SRS en utilisant directement, sans le moduler, le signal de porteuse amplifié reçu de l'amplificateur 3A et précédemment traité par le module de contrôle de stabilité 3C. Par exemple, le signal de sortie SRS généré par le module de génération 3B correspond au signal de porteuse modulé SRE amplifié disponible en sortie de l'amplificateur 3A.

Le fonctionnement du module de génération 3B selon le premier mode de fonctionnement ou le second mode de fonctionnement est piloté ici à l'aide d'une commande émise par le module de conditionnement 4 à destination du module de génération 3B et dont le contenu varie selon si le module de conditionnement 4 détecte que le signal entrant SRE est un signal de porteuse pure ou un signal de porteuse modulé.

Il convient de noter que cette information concernant la nature du signal de porteuse SRE constitue en soi une information utile au sens de l'invention (i.e. au même titre que les informations utiles D-IN) en fonction de laquelle le module de génération 3B module ou non le signal de porteuse pour générer le signal de sortie SRS. Ainsi, par modulation du signal de porteuse en fonction d'une information utile au sens de l'invention on entend que le module de génération 3B utilise à proprement parler cette information pour moduler le signal de porteuse (choix des points de constellation de la modulation déterminé par l'information) ou qu'il fait le choix de ne pas « sur »moduler le signal de porteuse qui est déjà modulé.

Le signal SRS est ensuite émis via l'antenne d'émission TX de l'étiquette RFID 1.

Dans un autre mode de réalisation, lorsque le signal de porteuse SRE reçu du lecteur est un signal de porteuse modulé portant une information destinée à l'étiquette RFID 1, le signal de sortie SRS généré par le module de génération 3B est obtenu conformément à un autre mode de fonctionnement en enrichissant le signal de porteuse modulé et amplifié disponible en sortie de l'amplificateur 3A avec des informations D-IN fournies par le module de traitement 7D. Cet enrichissement est réalisé au niveau des informations numériques portées par le signal de porteuse mais sans « surmoduler » le signal de porteuse déjà modulé reçu du lecteur.

Dans un autre mode de réalisation encore, lorsque le module de conditionnement 4 détecte que le signal de porteuse reçu du lecteur comprend des informations destinées à l'étiquette 1, il désactive selon un autre mode de fonctionnement la chaîne d'émission 3 de l'étiquette 1, par exemple à l'aide d'un interrupteur de modulation d'amplitude et/ou un pilotage approprié (mise à zéro) des gains des amplificateurs de la chaîne d'émission 3. De cette sorte, seule la chaîne de réception de l'étiquette 1 est activée.

Ainsi, conformément à l'invention, la chaîne de réception 2 couplée à l'antenne de réception RX et la chaîne d'émission 3 couplée à l'antenne d'émission TX (les antennes TX et RX étant par ailleurs elles-mêmes couplées entre elles) forment un système bouclé (modélisé par la flèche en caractère gras sur la figure 1) apte à générer le signal RF de sortie sortant SRS à partir du signal RF entrant SRE. La stabilité de ce système bouclé est assurée par le module de contrôle de stabilité de boucle 3C dont le gain et le déphasage sont pilotés dynamiquement ici par l'unité de contrôle 5, comme détaillé ultérieurement.

Plus précisément, dans le premier mode de réalisation décrit ici, lorsque le signal de porteuse SRE reçu du lecteur d'étiquettes RFID est amplifié par l'amplificateur faible bruit 2A puis est fourni en l'état au module de contrôle de stabilité de boucle 3C puis à l'amplificateur de puissance 3A. Le signal de porteuse RF amplifié issu de l'amplificateur 3A est ensuite fourni à son tour au module de génération 3B qui génère à partir de ce signal le signal de sortie SRS, le signal de sortie SRS étant ensuite émis via l'antenne d'émission TX.

Le signal de sortie SRS ainsi généré porte le cas échéant (i.e. lorsqu'il s'agit d'un signal de porteuse pure) les informations numériques que l'étiquette RFID souhaite transmettre au lecteur d'étiquettes RFID, et a avantageusement la même fréquence que le signal de porteuse émis par le lecteur, assurant de ce fait sa lisibilité (i.e. son interprétation) par le lecteur. Il est ensuite émis par l'étiquette RFID 1 via son antenne d'émission TX à destination du lecteur.

Comme mentionné précédemment, le gain des étages d'amplification de l'étiquette RFID 1 (i.e. dans le premier mode de réalisation décrit ici, des amplificateurs 2A et 3A) et le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 3C sont pilotés ici dynamiquement par l'unité de contrôle 5.

Le module de contrôle de stabilité de boucle 3C peut être classiquement caractérisé par un gain et un déphasage variant en fonction de la fréquence angulaire (et donc de la fréquence), et qui définissent la fonction de transfert G(œ) du module de contrôle de stabilité de boucle 3C. Il s'appuie ici sur une architecture de micro-contrôleur configurable par l'unité de contrôle 5.

En variante, le module de contrôle de stabilité peut être composé d'un filtre et/ou d'éléments classiques tels que des résistances, inductances et/ou capacités, connus en soi, ou d'éléments plus sophistiqués tels qu'un processeur de type DSP (Digital Signal Processor en anglais), un élément auto-adaptatif, etc.

Dans le premier mode de réalisation décrit ici, la fonction de transfert du module de contrôle de stabilité de boucle 3C et les gains des amplificateurs 2A et 3A sont déterminés (i.e. choisis ou configurés) dynamiquement par l'unité de contrôle 5, de sorte à vérifier différentes conditions classiquement envisagées pour réguler des boucles linéaires et non linéaires, à savoir : — une condition de stabilité du système bouclé de l'étiquette RFID 1 ; — une condition de sensibilité du système bouclé de l'étiquette RFID 1 (caractérisant son aptitude à rejeter le bruit) ; et — une ou plusieurs conditions de dynamique du système bouclé de l'étiquette RFID 1.

En variante, seule la condition de stabilité du système bouclé ou la condition de stabilité et une autre des conditions précitées est utilisée pour déterminer la fonction de transfert du module de contrôle de stabilité de boucle 3C et les gains des amplificateurs 2A et 3A.

Ces conditions peuvent s'exprimer aisément à partir de la représentation en schéma bloc du système bouclé formé par l'étiquette RFID 1, dans laquelle chaque module participant au système bouclé est modélisé par sa fonction de transfert. Une telle représentation est illustrée aux figures 2A et 2B, et reprend les différents traitements subis par le signal de porteuse SRE lors de la génération du signal amplifié SREA et du signal de sortie SRS respectivement. L'additionneur présent dans chacune de ces représentations associé au coefficient de couplage C(co) caractérise le couplage entre les signaux SRE et SRS présent au niveau des antennes TX d'émission et de réception RX.

Il découle classiquement de la représentation de la figure 2A (la variable ω étant omise par souci de simplicité) la relation (1) suivante :

De façon similaire, il découle de la représentation de la figure 2B la relation (2) suivante :

Le rapport

conditionne la sensibilité en réception de l'étiquette RFID 1, tandis que le rapport

conditionne la dynamique de l'étiquette RFID 1 et plus particulièrement le gain d'amplification entre le signal RF entrant SRE et le signal RF sortant SRS en mode émission par l'étiquette RFID 1. L'unité de contrôle 5 utilise ces relations (1) et (2) pour piloter dynamiquement les gains et les déphasages des étages d'amplification 2A et 3A et du module de contrôle de stabilité de boucle 5 afin de vérifier les conditions précitées. Ainsi par exemple, dans le premier mode de réalisation décrit ici : — la condition de stabilité est assurée en garantissant que les racines du polynôme présent au dénominateur des relations (1) et (2) ont des parties réelles strictement négatives, et en respectant le critère de Nyquist ; — la condition de sensibilité est assurée en garantissant que la valeur du ratio de la relation 1 est supérieure à un seuil prédéterminé ; et — les conditions de dynamique sont assurées en garantissant que les valeurs de ratic

et

correspondent aux valeurs d'amplification attendues aux fréquences de fonctionnement utilisées par le lecteur (autrement dit à la fréquence du signal de porteuse SRE) et que la dynamique de réponse de l'étiquette RFID 1 (c'est-à-dire, l'atteinte par l'étiquette RFID 1 d'un état stable après mise en fonction du mode émission ou après une transition de modulation) est suffisamment rapide pour être compatible avec le bon fonctionnement de l'étiquette RFID 1 et du lecteur. Par exemple, la dynamique du système bouclé doit être suffisamment rapide pour que la modulation utilisée par l'étiquette RFID 1 reste interprétable par le lecteur.

La prise en compte simultanée de ces conditions par l'unité de contrôle 5 pour déterminer les gains et les déphasages des fonctions de transfert des étages d'amplification 2A et 3A et du module de contrôle de stabilité de boucle 5 peut être réalisée via des techniques connues de conception de systèmes bouclés comme par exemple les techniques QFT (Quantitative Feedback Theory), ou Hinfini, etc.

Dans un autre mode de réalisation, les gains des étages d'amplification 2A et 3A et la fonction de transfert du module de contrôle de stabilité de boucle 5 peuvent être choisis de façon statique, à la conception du dispositif de communication RF, selon des principes similaires.

En outre, le coefficient de couplage C(co) entre les antennes TX et RX peut être avantageusement limité ou adapté afin d'améliorer les performances de l'étiquette RFID 1, et

notamment les valeurs des ratios

et

sans détériorer les performances de stabilité, de dynamique et de sensibilité de l'étiquette 1, grâce à des techniques connues de conception d'antennes RF telles que celles décrites notamment dans le document de Y-S. Chen et al. Intitulé « A novel dual-antenna structure for UHF RFID tags », IEEE Transactions on Antennas and Propagations, vol. 59, n°ll, novembre 2011 (techniques transposables à d'autres fréquences que les fréquences UHF), ou à l'utilisation d'antennes dipôles, etc.

Grâce à l'invention, l'étiquette RFID 1 bénéficie d'une distance de communication accrue avec le lecteur par le biais des étages d'amplification qui la composent tout en ayant une architecture simplifiée, dépourvue de module de récupération et/ou de régénération de porteuse et dépourvue de composants coûteux tels un circulateur ou un coupleur directionnel, et présentant de bonnes performances en termes de stabilité, dynamique et sensibilité.

Dans le premier mode de réalisation illustré à la figure 1, l'étiquette RFID 1 comprend un seul étage d'amplification en réception et un seul étage d'amplification en émission composés respectivement de l'amplificateur 2A et de l'amplificateur 3A. Toutefois, ces hypothèses ne sont pas limitatives en soi et le dispositif de communication selon l'invention peut comprendre un ou plusieurs étages d'amplification en émission et/ou en réception. A titre illustratif, la figure 3 représente une étiquette RFID 11 conforme à l'invention dans un deuxième mode de réalisation dans lequel elle comprend dans sa chaîne de réception deux étages d'amplification et un étage d'amplification dans sa chaîne d'émission. L'étiquette 11 est apte à mettre en œuvre un procédé de communication selon l'invention.

Sur la figure 3, les éléments identiques ou similaires à ceux de la figure 1 sont identifiés par des références identiques précédées du chiffre « 1 ». Par exemple, 1RX désigne l'antenne de réception de l'étiquette RFID 11 illustrée à la figure 3, 1TX son antenne de transmission, 12 sa chaîne d'émission, etc. On note que les éléments identiques à ceux représentés sur la figure 1 ne sont pas repris en détail, de même que toutes les variantes de réalisation introduites dans le premier mode de réalisation qui restent néanmoins compatibles avec ce deuxième mode de réalisation.

Dans le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 3, l'étiquette RFID 11 comprend une antenne d'émission 1TX et une antenne de réception 1RX distinctes. Les antennes 1TX et 1RX sont caractérisées ici par un coefficient de couplage Cl(co) entre les antennes. On désigne respectivement par ΑΤΧ1(ω) et par ARXl(co) la réponse de l'antenne 1TX et de l'antenne 1RX. L'étiquette RFID 11 comprend par ailleurs : — une chaîne radio de réception 12, couplée à l'antenne de réception 1RX, et apte à traiter un signal radiofréquence entrant SRE1 reçu sur l'antenne de réception 1RX, par exemple du lecteur d'étiquettes RFID ;

— une chaîne radio d'émission 13, couplée à l'antenne d'émission 1TX, et apte à conditionner et à émettre un signal radiofréquence de sortie SRS1 sur l'antenne d'émission 1TX, par exemple à destination du lecteur d'étiquettes RFID ; — un module de conditionnement de signal 14, apte à traiter le signal radiofréquence issu de la chaîne radio de réception 12, et à extraire le cas échéant des informations numériques (1D-OUT) portées par le signal radiofréquence reçu sur l'antenne 1RX. Le module de conditionnement 4 est ainsi apte ici à détecter si le signal radiofréquence entrant SRE1 est un signal de porteuse pure ou un signal de porteuse modulé portant des informations numériques 1D-OUT destinées à l'étiquette RFID 11 ; — une unité de contrôle 15 ; — une source d'alimentation 16, apte à alimenter les différents composants de l'étiquette RFID 11 et notamment ses chaînes radio 12 et 13 ; et — un circuit électronique 17 intégrant ici un microcontrôleur 17A, une mémoire non volatile 17B, une pile protocolaire 17C implémentant les couches hautes du protocole EPC UHF Gen2 et un module de traitement 17D, apte à traiter les informations numériques 1D-OUT extraites par le module de conditionnement 14 et à obtenir les informations de réponse correspondantes (1D-IN), stockées dans la mémoire 17B de l'étiquette RFID 11.

Dans le deuxième mode de réalisation décrit ici, la chaîne de réception 12 comprend deux étages d'amplification constitués chacun d'un amplificateur faible bruit (2A et 2B respectivement) dont les gains sont pilotés par l'unité de contrôle 15. On désigne ici par LNAlA(co) la réponse de l'amplificateur 12A et LNAlB(cu) la fonction de transfert de l'amplificateur 12B.

La chaîne d'émission 13 comprend un seul étage d'amplification constitué d'un amplificateur de puissance 13A, un module de génération de signal de sortie 13B (comprenant un modulateur), apte à générer le signal de sortie SRS à partir du signal qui lui est fourni en entrée, et un module de contrôle de stabilité de boucle 13C. On désigne respectivement par ΡΑ1(ω), MODI(oû) et Gl(co) la fonction de transfert de l'amplificateur 13A, du module de génération de signal 13B et du module de contrôle de stabilité de boucle 13C. Le gain de l'amplificateur 13A et le gain et le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 13C sont pilotés ici par l'unité de contrôle 15, de façon dynamique.

Ainsi, dans ce deuxième mode de réalisation, et conformément à l'invention, le signal radiofréquence (RF) entrant SRE1, reçu sur l'antenne de réception 1RX, est amplifié par l'amplificateur faible bruit 12A puis par l'amplificateur faible bruit 12B avant d'être fourni sous la forme d'un signal radiofréquence SREA1 au module de conditionnement 14 pour être traité. Le module de conditionnement 14 est en particulier apte à déterminer si ce signal est un signal de porteuse pure ou s'il s'agit d'un signal de porteuse modulé.

Dans le deuxième mode de réalisation décrit ici comme dans le premier mode de réalisation, la chaîne de réception 13 est configurée pour opérer selon deux modes de fonctionnement distincts selon si le signal entrant SRE1 est un signal de porteuse pure ou un signal portant des informations destinées à l'étiquette RFID 11.

Ainsi, lorsque le signal SRE1 est un signal de porteuse pure émis par le lecteur, le signal RF amplifié en sortie du premier étage d'amplification (i.e. en sortie de l'amplificateur 12A) est utilisé directement par le module 13B (après son passage ici par le module de contrôle de stabilité de boucle 13C et l'amplificateur 13A), selon un premier mode de fonctionnement, pour générer un signal de sortie SRS1, portant des informations numériques utiles (1D-IN) fournies par le module de traitement 17D que l'étiquette RFID 11 souhaite transmettre au lecteur, par exemple en réponse à une commande précédemment reçue du lecteur.

Plus précisément, dans le premier mode de fonctionnement, le module de génération 13B est configuré pour générer le signal de sortie SRS1 à partir du signal de porteuse amplifié reçu de l'amplificateur 13A après son traitement par le module de contrôle de stabilité 13C. Le module de génération 13B module ce signal amplifié en utilisant les informations numériques 1D-IN reçues du module de traitement 17D. La modulation utilisée par le module 13B est ici une modulation d'amplitude.

Lorsque le signal de porteuse SRE1 reçu du lecteur est un signal de porteuse modulé portant une information destinée à l'étiquette RFID 11, le module de génération 13B est configuré pour opérer selon un second mode de fonctionnement. Selon ce second mode de fonctionnement, le module de génération 13B est apte à générer le signal de sortie SRS1 en utilisant directement, sans le moduler, le signal de porteuse amplifié reçu de l'amplificateur 13A et précédemment traité par le module de contrôle de stabilité 13C. Par exemple, le signal de sortie SRS1 généré par le module de génération 13B correspond au signal de porteuse modulé amplifié disponible en sortie de l'amplificateur 13A.

Le fonctionnement du module de génération 13B selon le premier mode de fonctionnement ou le second mode de fonctionnement est piloté comme dans le premier mode de réalisation à l'aide d'une commande émise par le module de conditionnement 14.

Le signal de sortie SRS1 est ensuite émis via l'antenne d'émission 1TX de l'étiquette RFID 11.

Ainsi, conformément à l'invention, la chaîne de réception 12 couplée à l'antenne de réception 1RX et la chaîne d'émission 13 couplée à l'antenne d'émission 1TX, les antennes 1TX et 1RX étant elles-mêmes couplées entre elle, forment un système bouclé (modélisé par la flèche en caractère gras sur la figure 3) apte à générer le signal RF sortant SRS1 destinées au lecteur à partir du signal RF entrant SRE1. La stabilité de ce système bouclé est assurée par le module de contrôle de stabilité de boucle 13C dont le gain et le déphasage sont pilotés ici dynamiquement par l'unité de contrôle 15.

Dans une variante de réalisation, le module 13B utilise pour générer le signal de sortie SRS1 le signal de porteuse amplifié disponible en sortie du deuxième étage d'amplification (i.e. en sortie du deuxième amplificateur 12B). De manière générale, en présence d'une pluralité d'étages d'amplification dans la chaîne d'émission 12, le signal de porteuse peut être prélevé entre n'importe lesquels de ces étages en fonction d'un compromis gain d'amplification versus stabilité du système bouclé formé par les chaînes radio d'émission et de réception de l'étiquette RFID 11.

Plus précisément, dans le deuxième mode de réalisation décrit ici, lorsque le signal de porteuse SRE1 reçu du lecteur d'étiquettes RFID, il est amplifié par l'amplificateur faible bruit 12A puis est fourni en l'état au module de contrôle de stabilité de boucle 13C puis à l'amplificateur de puissance 13A. Le signal de porteuse RF amplifié issu de l'amplificateur 13A est ensuite fourni à son tour au module de génération 13B qui génère à partir de ce signal le signal de sortie SRS1, le signal de sortie SRS1 étant ensuite émis via l'antenne d'émission 1TX.

Le signal de sortie SRS1 ainsi généré porte le cas échéant les informations numériques 1D-IN que l'étiquette RFID souhaite transmettre au lecteur d'étiquettes RFID, et a avantageusement la même fréquence que le signal de porteuse émis par le lecteur. Il est transmis par l'étiquette 11 via son antenne d'émission 1TX au lecteur.

Comme mentionné précédemment, le gain des étages d'amplification de l'étiquette RFID 11 (i.e. dans le deuxième mode de réalisation décrit ici, des amplificateurs 12A, 12B et 13A) et le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 13C sont pilotés ici dynamiquement par l'unité de contrôle 15. Comme dans le premier mode de réalisation, ces gains et déphasage sont déterminés de sorte à vérifier des conditions de stabilité, de sensibilité et de dynamique du système bouclé de l'étiquette RFID 11.

Ces conditions peuvent s'exprimer aisément à partir de la représentation en schéma bloc du système bouclé formé par l'étiquette RFID 11 illustrée aux figures 4A et 4B.

De façon similaire au premier mode de réalisation, il découle aisément de la représentation de la figure 4A (la variable ω étant omise par souci de simplicité) la relation (3) suivante :

De façon similaire, il découle de la représentation de la figure 4B la relation (4) suivante :

L'unité de contrôle 15 utilise ces relations (3) et (4) pour piloter les gains et les déphasages des amplificateurs 12A, 12B et 13A et du module de contrôle de stabilité de boucle 15 afin de vérifier les conditions précitées, comme dans le premier mode de réalisation. En prélevant le signal de porteuse en sortie du premier étage d'amplification, on peut avantageusement augmenter le ratio —— sans pour autant augmenter le gain de boucle ARX1.LNA1A.G1.PA1.M1.ATX1.C1 et compromettre ainsi la stabilité du système bouclé. En outre, de façon similaire également au premier mode de réalisation, le coefficient de couplage Cl((o) entre les antennes 1TX et 1RX peut être avantageusement limité ou adapté afin d'améliorer les performances de l'étiquette RFID 11.

Dans le deuxième mode de réalisation illustré à la figure 3, l'étiquette RFID 11 comprend deux étages d'amplification en réception et un étage d'amplification en émission.

La figure 5 représente une étiquette RFID 21 conforme à l'invention dans un troisième mode de réalisation dans lequel elle comprend un unique étage d'amplification dans sa chaîne de réception. L'étiquette 21 est apte à mettre en œuvre un procédé de communication selon l'invention.

Sur la figure 5, les éléments identiques ou similaires à ceux de la figure 1 et de la figure 3 sont identifiés par des références identiques précédées du chiffre « 2 ». Par exemple, 2RX désigne l'antenne de réception de l'étiquette RFID 21 illustrée à la figure 5, 2TX son antenne de transmission, 22 sa chaîne d'émission, etc. On note que les éléments identiques à ceux représentés sur la figure 1 et/ou sur la figure 3 ne sont pas repris en détail, de même que toutes les variantes de réalisation introduites dans le premier et le deuxième mode de réalisation qui restent néanmoins compatibles avec ce troisième mode de réalisation.

Dans le troisième mode de réalisation illustré à la figure 5, l'étiquette RFID 21 comprend une antenne d'émission 2TX et une antenne de réception 2RX distinctes. Les antennes 2TX et 2RX sont caractérisées ici par un coefficient de couplage C2(io) entre les antennes. On désigne respectivement par ΑΤΧ2(ω) et par ARX2(œ) la réponse de l'antenne 2TX et de l'antenne 2RX. L'étiquette RFID 21 comprend par ailleurs : — une chaîne radio de réception 22, couplée à l'antenne de réception 2RX, et apte à traiter un signal radiofréquence entrant SRE2 reçu sur l'antenne de réception 2RX, par exemple du lecteur d'étiquettes RFID ; — une chaîne radio d'émission 23, couplée à l'antenne d'émission 2TX, et apte à conditionner et à émettre un signal radiofréquence de sortie SRS2 sur l'antenne d'émission 2TX, par exemple à destination du lecteur d'étiquettes RFID ; — un module de conditionnement de signal 24, apte à traiter le signal radiofréquence issu de la chaîne radio de réception 22, et à extraire le cas échéant les informations numériques 2D-OUT portées par le signal radiofréquence reçu sur l'antenne 2RX. Le module de conditionnement 24 est ainsi apte ici à détecter si le signal radiofréquence entrant SRE2 est un signal de porteuse pure ou un signal de porteuse modulé portant des informations numériques 2D-OUT destinées à l'étiquette RFID 21 ; — une unité de contrôle 25 ; — une source d'alimentation 26, apte à alimenter les différents composants de l'étiquette RFID 21 et notamment ses chaînes radio 22 et 23 ; et — un circuit électronique 27 intégrant ici un microcontrôleur 27A, une mémoire non volatile 27B, une pile protocolaire 27C implémentant les couches hautes du protocole EPC UHF Gen2 et un module de traitement 27D, apte à traiter les informations numériques 2D-OUT extraites par le module de conditionnement 24 et à obtenir les informations de réponse 2D-IN correspondantes, stockées dans la mémoire 27B de l'étiquette RFID 21.

Dans le troisième mode de réalisation décrit ici, la chaîne de réception 22 comprend un étage d'amplification constitué d'un amplificateur faible bruit unique 22A dont le gain est piloté par l'unité de contrôle 25. On désigne ici par LNA2(co) la réponse de l'amplificateur 22A.

La chaîne d'émission 23 est dépourvue dans ce troisième mode de réalisation d'étage d'amplification. Elle comprend toutefois un module de génération de signal de sortie 23B (comprenant un modulateur) et un module de contrôle de stabilité de boucle 23C. On désigne respectivement par MOD2(co) et G2(œ) la réponse du module de génération de signal 23B et du module de contrôle de stabilité de boucle 23C respectivement. Le gain et le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 23C sont pilotés ici dynamiquement par l'unité de contrôle 25.

Ainsi, dans ce troisième mode de réalisation, et conformément à l'invention, un signal radiofréquence (RF) entrant SRE2, reçu sur l'antenne de réception 2RX, est amplifié par l'amplificateur faible bruit 22A avant d'être fourni sous la forme d'un signal radiofréquence SREA2 au module de conditionnement 24 pour être traité. Le module de conditionnement 24 est en particulier apte à déterminer si ce signal est un signal de porteuse pure ou s'il s'agit d'un signal de porteuse modulé.

Dans le troisième mode de réalisation décrit ici comme dans le premier et le deuxième mode de réalisation, la chaîne de réception 23 est configurée pour opérer selon deux modes de fonctionnement distincts selon si le signal entrant SRE2 est un signal de porteuse pure ou un signal portant des informations destinées à l'étiquette RFID 21.

Ainsi, lorsque le signal SRE2 est un signal de porteuse pure émis par le lecteur, le signal RF amplifié en sortie de l'amplificateur 22A est utilisé « directement » par le module 23B (après son passage ici par le module de contrôle de stabilité de boucle 23C), selon un premier mode de fonctionnement pour générer le signal de sortie SRS2, portant des informations numériques utiles 2D-IN fournies par le module de traitement 27D que l'étiquette RFID 21 souhaite transmettre au lecteur, par exemple en réponse à une commande précédemment reçue du lecteur.

Plus précisément, dans le premier mode de fonctionnement, le module de génération 23B est configuré pour générer le signal de sortie SRS2 à partir du signal de porteuse amplifié résultant du traitement du signal de porteuse amplifié SREA2 par le module de contrôle de stabilité 23C. Le module de génération 23B module ce signal amplifié en utilisant les informations numériques 2D-IN reçues du module de traitement 27D. La modulation utilisée par le module 23B est ici une modulation d'amplitude.

Lorsque le signal de porteuse SRE2 reçu du lecteur est un signal de porteuse modulé portant une information destinée à l'étiquette RFID 21, le module de génération 23B est configuré pour opérer selon un second mode de fonctionnement. Selon ce second mode de fonctionnement, le module de génération 23B est apte à générer le signal de sortie SRS2 en utilisant directement, sans ie moduler, le signal de porteuse amplifié reçu du module de contrôle de stabilité de boucle 23C. Par exemple, le signal de sortie SRS2 généré par le module de génération 23B correspond au signal de porteuse modulé amplifié disponible en sortie du module de contrôle de stabilité 23C.

Le fonctionnement du module de génération 23B selon le premier mode de fonctionnement ou le second mode de fonctionnement est piloté comme dans le premier et le deuxième mode de réalisation à l'aide d'une commande émise par le module de conditionnement 24.

Ainsi, conformément à l'invention, la chaîne de réception 22 couplée à l'antenne de réception 2RX et la chaîne d'émission 23 couplée à l'antenne d'émission 2ΊΓΧ, les antennes 2TX et 2RX étant elles-mêmes couplées entre elle, forment un système bouclé (modélisé par la flèche en caractère gras sur la figure 5) apte à générer le signal RF sortant SRS2 à partir du signal RF entrant SRE2. La stabilité de ce système bouclé est assurée par le module de contrôle de stabilité de boucle 23C dont le gain et le déphasage sont pilotés (choisis) dynamiquement ici par l'unité de contrôle 25.

Dans le troisième mode de réalisation décrit ici, lorsque le signal de porteuse SRE2 est reçu du lecteur d'étiquettes RFID, il est ainsi amplifié par l'amplificateur faible bruit 22A puis est fourni en l'état au module de contrôle de stabilité de boucle 23C. Le signal de porteuse RF amplifié issu du module de contrôle de stabilité de boucle 23C est ensuite fourni à son tour au module de génération 23B, qui génère alors à partir de ce signal le signal de sortie SRS2.

Le signal de sortie SRS2 ainsi généré porte le cas échéant les informations numériques 2D-IN que l'étiquette RFID souhaite transmettre au lecteur d'étiquettes RFID, et a avantageusement la même fréquence que le signal de porteuse émis par le lecteur. Il est transmis par l'étiquette RFID 21 au lecteur via son antenne d'émission 2TX.

Comme mentionné précédemment, le gain de l'étage d'amplification de l'étiquette RFID 21 (i.e. dans le troisième mode de réalisation décrit ici, de l'amplificateur 22A) et le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 23C sont pilotés (choisis) ici dynamiquement par l'unité de contrôle 25. Comme dans le premier et le deuxième mode de réalisation, ces gains et déphasage sont déterminés de sorte à vérifier des conditions de stabilité, de sensibilité et de dynamique du système bouclé de l'étiquette RFID 21.

Ces conditions peuvent s'exprimer aisément à partir de la représentation en schéma bloc du système bouclé formé par l'étiquette RFID 21 illustrée aux figures 6A et 6B.

De façon similaire au premier et au deuxième mode de réalisation, il découle aisément de la représentation de la figure 6A (la variable ω étant omise par souci de simplicité) la relation (5) suivante :

De façon similaire, il découle de la représentation de la figure 6B la relation (6) suivante :

L'unité de contrôle 25 utilise ces relations (5) et (6) pour piloter les gains et les déphasages de l'amplificateur 22A et du module de contrôle de stabilité de boucle 25 afin de vérifier les conditions précitées, comme dans le premier et le deuxième mode de réalisation. En outre, de façon similaire également au premier mode et au deuxième de réalisation, le coefficient de couplage C2(a>) entre les antennes 2TX et 2RX peut être avantageusement limité ou adapté afin d'améliorer les performances de l'étiquette RFID 21.

Dans le troisième mode de réalisation illustré à la figure 5, l'étiquette RFID 21 comprend un unique étage d'amplification en réception et deux antennes d'émission et de réception distinctes. Cette hypothèse n'est toutefois pas limitative, et l'invention s'applique également lorsqu'une même antenne est utilisée par l'étiquette RFID pour émettre et recevoir des signaux.

La figure 7 représente une étiquette RFID 31 conforme à l'invention dans un quatrième mode de réalisation dans lequel elle comprend une unique antenne 3ANT servant à la fois à la réception et à l'émission de signaux. On désigne par ARX3(oo) la réponse de l'antenne 3ANT en émission et en réception que l'on suppose symétrique (i.e. ARXStco^ARXS'^oû). L'étiquette RFID 31 est apte à mettre en oeuvre un procédé de communication selon l'invention.

Sur la figure 7, les éléments identiques ou similaires à ceux de la figure 1, de la figure 3 et de la figure 5 sont identifiés par des références identiques précédées du chiffre « 3 ». Par exemple, 32 désigne la chaîne d'émission de l'étiquette RFID, 33 sa chaîne de réception, etc. On note que les éléments identiques à ceux représentés sur la figure 1 et/ou sur la figure 3 et /ou sur la figure 5 ne sont pas repris en détail, de même que toutes les variantes de réalisation introduites dans les trois premiers modes de réalisation qui restent néanmoins compatibles avec ce quatrième mode de réalisation.

Dans ce quatrième mode de réalisation, l'étiquette RFID 31 comprend : — une chaîne radio de réception 32, couplée à l'antenne 3ANT, et apte à traiter un signal radiofréquence entrant SRE3 reçu sur l'antenne 3ANT, par exemple du lecteur d'étiquettes RFID ; — une chaîne radio d'émission 33, couplée à l'antenne 3ANT, et apte à conditionner et à émettre un signal radiofréquence de sortie SRS3 sur l'antenne 3ANT, par exemple à destination du lecteur d'étiquettes RFID ; — un module de conditionnement de signal 34, apte à traiter le signal radiofréquence issu de la chaîne radio de réception 32, et à extraire le cas échéant les informations numériques 3D-OUT portées par le signal radiofréquence reçu sur l'antenne 3ANT. Le module de conditionnement 34 est ainsi apte ici à détecter si le signal radiofréquence entrant SRE3 est un signal de porteuse pure ou un signal de porteuse modulé portant des informations numériques 3D-OUT destinées à l'étiquette RFID 31 ; — une unité de contrôle 35 ; — une source d'alimentation 36, apte à alimenter les différents composants de l'étiquette RFID 31 et notamment ses chaînes radio 32 et 33 ; et — un circuit électronique 37 intégrant ici un microcontrôleur 37A, une mémoire non volatile 37B, une pile protocolaire 37C implémentant les couches hautes du protocole EPC UHF Gen2 et un module de traitement 37D, apte à traiter les informations numériques 3D-OUT extraites par le module de conditionnement 34 et à obtenir les informations de réponse 3D-IN correspondantes, stockées dans la mémoire 37B de l'étiquette RFID 31.

Dans le quatrième mode de réalisation décrit ici comme dans le troisième mode de réalisation, la chaîne de réception 32 comprend un étage d'amplification constitué d'un amplificateur faible bruit unique 32A dont le gain est piloté par l'unité de contrôle 35. On désigne ici par Ι_ΝΑ3(ω) la réponse de l'amplificateur 32A.

La chaîne d'émission 33 est également dépourvue dans ce quatrième mode de réalisation d'étage d'amplification. Elle comprend toutefois un module de génération de signal de sortie 33B (comprenant un modulateur) et un module de contrôle de stabilité de boucle 33C. On désigne respectivement par MOD3(ro) et G3(ou) la réponse du module de génération de signal 33B et du module de contrôle de stabilité de boucle 33C respectivement. Le gain et le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 33C sont pilotés (choisis) ici dynamiquement par l'unité de contrôle 35.

Ainsi, dans ce quatrième mode de réalisation, et conformément à l'invention, un signal radiofréquence (RF) entrant SRE3, reçu sur l'antenne 3ANT, est amplifié par l'amplificateur faible bruit 32A avant d'être fourni sous la forme d'un signal radiofréquence amplifié SREA3 au module de conditionnement 34 pour être traité. Le module de conditionnement 34 est en particulier apte à déterminer si ce signal est un signal de porteuse pure ou s'il s'agit d'un signal de porteuse modulé.

Dans le quatrième mode de réalisation décrit ici comme dans les trois premiers modes de réalisation, la chaîne de réception 33 est configurée pour opérer selon deux modes de fonctionnement distincts selon si le signal entrant SRE3 est un signal de porteuse pure ou un signal portant des informations destinées à l'étiquette RFID 31.

Ainsi, lorsque le signal SRE3 est un signal de porteuse pure émis par le lecteur, le signal RF amplifié en sortie de l'amplificateur 32A est utilisé « directement » par le module 33B (après son passage ici par le module de contrôle de stabilité de boucle 33C), selon un premier mode de fonctionnement, pour générer le signal de sortie SRS3, portant des informations numériques utiles 3D-IN fournies par le module de traitement 37D que l'étiquette RFID 31 souhaite transmettre au lecteur.

Plus précisément, dans le premier mode de fonctionnement, le module de génération 33B est configuré pour générer le signal de sortie SRS3 à partir du signal de porteuse amplifié résultant du traitement du signal de porteuse amplifié SREA3 par le module de contrôle de stabilité 33C. Le module de génération 33B module ce signal amplifié en utilisant les informations numériques 3D-IN, par exemple au moyen d'une modulation d'amplitude.

Lorsque le signal de porteuse SRE3 reçu du lecteur est un signal de porteuse modulé portant une information destinée à l'étiquette RFID 31, le module de génération 33B est configuré pour opérer selon un second mode de fonctionnement. Selon ce second mode de fonctionnement, le module de génération 33B est apte à générer le signal de sortie SRS3 en utilisant directement, sans le moduler, le signal de porteuse amplifié reçu du module de contrôle de stabilité de boucle 33C. Par exemple, le signal de sortie SRS3 généré par le module de génération 33B correspond au signal de porteuse modulé amplifié disponible en sortie du module de contrôle de stabilité 33C.

Le fonctionnement du module de génération 33B selon le premier mode de fonctionnement ou le second mode de fonctionnement est piloté comme dans les trois premiers modes de réalisation à l'aide d'une commande émise par le module de conditionnement 34.

Ainsi, conformément à l'invention, la chaîne de réception 32 et la chaîne d'émission 33 couplées à l'antenne 3ANT forment un système bouclé (modélisé par la flèche en caractère gras sur la figure 7) apte à générer le signal RF sortant SRS3 à partir du signal RF entrant SRE3. La stabilité de ce système bouclé est assurée par le module de contrôle de stabilité de boucle 33C dont le gain et le déphasage sont pilotés ici dynamiquement par l'unité de contrôle 35. Il convient de noter que le rôle du module de contrôle de stabilité de boucle 33C est dans ce quatrième mode de réalisation extrêmement important du fait de l'utilisation ici d'une antenne unique en émission et en réception ce qui rend le système bouclé particulièrement instable.

Dans le quatrième mode de réalisation décrit ici, lorsque le signal de porteuse SRE3 est reçu du lecteur d'étiquettes RFID, il est ainsi amplifié par l'amplificateur faible bruit 32A puis est fourni en l'état au module de contrôle de stabilité de boucle 33C. Le signal de porteuse RF amplifié issu du module de contrôle de stabilité de boucle 33C est ensuite fourni à son tour au module de génération 33B, qui génère à partir de ce signal le signal de sortie SRS3.

Le signal de sortie SRS3 ainsi généré porte le cas échéant les informations numériques que l'étiquette RFID souhaite transmettre au lecteur d'étiquettes RFID, et a avantageusement la même fréquence que le signal de porteuse émis par le lecteur. Il est ensuite transmis par l'étiquette RFID 31 au lecteur via son antenne d'émission/réception 3ANT.

Comme mentionné précédemment, le gain de l'étage d'amplification de l'étiquette RFID 31 (i.e. dans le quatrième mode de réalisation décrit ici, de l'amplificateur 32A) et le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle 33C sont pilotés par l'unité de contrôle 35.

Comme dans les trois premiers modes de réalisation, ces gains et déphasage sont déterminés de sorte à vérifier des conditions de stabilité, de sensibilité et de dynamique du système bouclé de l'étiquette RFID 31. Ces conditions peuvent s'exprimer aisément à partir de la représentation en schéma bloc du système bouclé formé par l'étiquette RFID 31 illustrée aux figures 8A et 8B.

De façon similaire aux trois premiers modes de réalisation, il découle aisément de la représentation de la figure 8A (la variable ω étant omise par souci de simplicité) la relation (7) suivante : SREA3 ARX3.LNA3 SRE3 ~ 1 - {ARX3)2. LNA3. G3. M3

De façon similaire, il découle de la représentation de la figure 8B la relation (8) suivante :

L'unité de contrôle 35 utilise ces relations (7) et (8) pour piloter (choisir) dynamiquement les gains et les déphasages de l'amplificateur 32A et du module de contrôle de stabilité de boucle 35 afin de vérifier les conditions précitées, comme dans les trois premiers modes de réalisation.

Les quatre modes de réalisation précédemment décrits ne sont que des exemples illustratifs de l'invention et ne sont en aucun cas exhaustifs. On peut ainsi envisager un mode de réalisation dans lequel l'étiquette RFID est pourvue d'une antenne unique utilisée en émission et en réception et comprend plusieurs étages d'amplification en émission et/ou en réception, etc. Par ailleurs, comme mentionné précédemment, bien que décrit dans un contexte RFID l'invention s'applique à d'autres protocoles de communication, comme par exemple à des composants communiquant selon le protocole Bluetooth™ ou le protocole WiFI™.

De même, dans ces quatre modes de réalisation, on suppose que les antennes d'émission et/ou de réception du dispositif RF considéré sont aptes à émettre et à recevoir des signaux simultanément et à les traiter. Toutefois en variante, on peut également envisager que le dispositif RF selon l'invention est équipé d'un module de désactivation de sa chaîne d'émission et en particulier du module de génération, du module de contrôle de stabilité de boucle, du module d'émission et le cas échéant, dudit au moins un étage d'amplification de sa chaîne d'émission. Le module de désactivation est actif notamment lorsque le dispositif RF se trouve en mode réception ; il coupe ainsi tout signal émis vers l'antenne d'émission. Ce module de désactivation peut être par exemple mis en œuvre à l'aide d'un interrupteur de modulation d'amplitude connu en soi.

En outre, dans les exemples envisagés dans les quatre modes de réalisation précédemment décrit, et comme rappelé à la figure 9, on a considéré un système de communication 100 dans lequel un dispositif RF 101 conforme à l'invention communique avec un dispositif 102 de génération d'un signal de porteuse, et reçoit de ce dispositif 102 un signal de porteuse pure SRE 102 que le dispositif 102 émet continuellement en direction des dispositifs de communication RF 101 avoisinants pour leur permettre de communiquer avec lui et récupérer notamment sa porteuse.

Dans l'exemple envisagé à la figure 9, le dispositif de génération de porteuse 102 est par exemple un lecteur 102 d'étiquettes RFID. Le dispositif RF 101 est une étiquette RFID identique à l'étiquette RFID 1, 11, 21 ou 31 des figures 1, 3, 5 et 7 respectivement, et agencée pour mettre en œuvre le procédé de communication selon l'invention. Elle est en particulier apte recevoir le signal de porteuse SRE102, à amplifier ce signal de porteuse SRE102, à le moduler le cas échéant avec des informations utiles (si le dispositif RF 101 a des informations utiles à transmettre au lecteur 102) et à générer avec le signal résultant un nouveau signal de sortie SRS101 conformément à l'invention et comme décrit précédemment, puis à émettre le signal de sortie généré vers le lecteur

d'étiquettes RFID 102. L'amplification du signal de porteuse peut se faire avant et/ou après sa modulation. Le signal de sortie généré porte ainsi par l'intermédiaire de la modulation utilisée des informations numériques envoyées par l'étiquette 101 au lecteur 102, par exemple en réponse à une commande précédemment reçue du lecteur 102.

La figure 10 illustre un autre contexte d'application de l'invention dans lequel on considère un système 200 de communication conforme à l'invention comprenant une pluralité de dispositifs RF, désignés par 201-1, 201-2,..., 201-N, et un dispositif générateur 202 d'un signal de porteuse. Tout ou partie des dispositifs RF 201-1,.,.,201-N sont conformes à l'invention. Il peut s'agir par exemple d'étiquettes RFID telles que décrites en référence aux premier, deuxième, troisième ou quatrième modes de réalisation, et le dispositif 202 être un lecteur d'étiquettes RFID. Les dispositifs RF restants sont aptes à recevoir un signal et à le relayer vers un dispositif avoisinant. Il peut s'agir notamment d'étiquettes RFID passives. Le système 200 forme ainsi un réseau maillé d'objets communicants (ou de nœuds) 201-1,.,.,201-N, avec une source de génération de porteuse (le dispositif 202), chaque objet communicant étant apte à relayer de proche en proche le signal de porteuse émis par le dispositif 202, éventuellement en l'enrichissant d'informations utiles. Le dispositif 202 peut ou non participer à la communication ou n'avoir que pour seul but de fournir le signal de porteuse au réseau d'objets communicants.

Ainsi dans cette architecture, un message transmis par le dispositif générateur de porteuse 202 peut être relayé de proche en proche avec ou sans intervention des objets communicants et extrêmement rapidement, chaque objet (ou nœud) réamplifiant éventuellement et transmettant directement l'information de porteuse sans délai à l'objet communicant suivant. Chaque objet peut ainsi prélever l'information qui le concerne dans le message relayé et/ou l'enrichir d'informations complémentaires à destination des autres objets communicants.

Appliqué dans un contexte RFID, la propagation du signal de porteuse permise par le système de communication selon l'invention permet ainsi d'étendre la portée d'un lecteur RFID classique pour couvrir une superficie très large maillée par les dispositifs RF selon l'invention. Le système de communication selon l'invention permet en outre avantageusement de combiner des dispositifs RF selon l'invention avec des radio-étiquettes passives classiques, les dispositifs RF selon l'invention pouvant échanger localement avec de telles radio-étiquettes passives et servir de relais vers le lecteur de proche en proche.

Cette architecture peut bien entendu s'accommoder de divers principes connus d'enrôlement d'objets, de gestion des collisions et de transmission d'informations au cœur d'un réseau d'objets communicants.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de communication radiofréquence actif (1,11,21,31,101,201-1,.,.,201-N-l) comprenant : — un module de réception (2,RX,12,1RX,22,2RX,32,3ANT) d'un signal de porteuse (SRE,SRE1,SRE2,SRE3,SRE102,SRE202) en provenance d'un premier dispositif (102,202) ; — un module de génération (3B,13B,23B,33B) d'un signal de sortie (SRS,SRS1,SRS2,SRS3,SRS101,SRS201) à partir du signal de porteuse configuré pour : o obtenir au moins une information utile ; et o moduler le signai de porteuse en fonction de ladite au moins une information utile de sortie; — au moins un étage d'amplification (2A,12A,22A,32A,3A,31A) du signal de porteuse et/ou du signal de sortie ; — un module de contrôle (3C,13C,23C,33C) de stabilité de boucle ; et — un module d'émission (3,TX,13,1TX,23,2TX,33,3ANT) du signal de sortie à destination d'au moins un deuxième dispositif (102,201-2,.,.,201-N).
2. 2. Dispositif selon ia revendication 1 dans lequel le module de génération du signal de sortie est configuré pour opérer selon l'un au moins des modes suivants : — le module de génération module le signal de porteuse en utilisant ladite au moins une information utile de sorte que le signal de sortie résultant de cette modulation porte ladite au moins une information utile ; — le module de génération génère le signal de sortie directement à partir du signal de porteuse sans le moduler.
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le module de contrôle de stabilité de boucle est configuré pour contrôler la stabilité d'un système bouclé du dispositif, ce système bouclé comprenant au moins une antenne d'émission et/ou de réception du dispositif, au moins un dit étage d'amplification, ledit module de génération et ledit module de contrôle de stabilité.
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel un gain dudit au moins un étage d'amplification et/ou un gain et/ou un déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle sont choisis de sorte à vérifier au moins une condition parmi : — une condition de stabilité du dispositif de communication radiofréquence ; — une condition de sélectivité du dispositif de communication radiofréquence ; — une condition de dynamique du dispositif de communication radiofréquence.
5. 5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel le gain dudit au moins un étage d'amplification et/ou le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle sont choisis et adaptés dynamiquement lors d'un fonctionnement du dispositif de communication.
6. 6. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel le gain dudit au moins un étage d'amplification et/ou le gain et/ou le déphasage du module de contrôle de stabilité de boucle sont choisis lors d'une conception du dispositif de communication.
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le module de réception et le module d'émission sont aptes à utiliser une même antenne (3ANT) du dispositif de communication radiofréquence ou des antennes distinctes (TX,RX,1TX,1RX,2TX,2RX).
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant au moins deux étages d'amplification (12A,12B) agencés en série pour amplifier le signal de porteuse reçu du premier dispositif, et dans lequel le signal de porteuse modulé par le module de génération est prélevé entre les deux étages d'amplification.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant en outre un module de désactivation du module de génération, du module de contrôle de stabilité de boucle, du module d'émission et le cas échéant, dudit au moins un étage d'amplification du signal de sortie.
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel le module de réception et le module d'émission sont aptes à recevoir et à émettre des signaux simultanément.
11. 11. Composant RFID (Radio Frequency IDentification) (1,11,21,31) intégrant un dispositif de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
12. 12. Système de communication (101,201) comprenant : — un dispositif de génération (102,202) d'un signal de porteuse ; et — au moins un dispositif de communication radiofréquence (101,201-1,...,201-N) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10 apte à générer et à émettre un signal de sortie à partir du signal de porteuse ou du signal de porteuse précédemment modulé.
13. 13. Système de communication (101) selon la revendication 12 dans lequel le dispositif de génération du signal de porteuse est apte à recevoir le signal de sortie généré par ledit dispositif de communication radiofréquence.
14. 14. Système de communication (201) selon la revendication 12 comprenant au moins un autre dispositif de communication radiofréquence apte à recevoir ledit signal de sortie, ce dispositif étant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10 ou apte à relayer en l'état le signal de sortie.
15. 15. Procédé de communication destiné à être mis en œuvre par un dispositif de communication radiofréquence actif, ce procédé comprenant : — une étape de réception d'un signal de porteuse en provenance d'un premier dispositif ; — une étape de génération d'un signal de sortie à partir du signal de porteuse, ladite étape de génération comprenant : o l'obtention d'au moins une information utile ; et o la modulation du signal de porteuse en fonction de ladite au moins une information utile de sortie; — au moins une étape d'amplification appliquée au signal de porteuse et/ou au signal de sortie ; — une étape de contrôle de stabilité de boucle ; et — une étape d'émission du signal de sortie à destination d'au moins un deuxième dispositif.