FR3051612A1 - Procede et systeme de telecommunication - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de radiocommunication dans une bande de fréquences partagée entre plusieurs terminaux et une station de desserte. Le procédé comprend la synchronisation des terminaux et, éventuellement, de la station avec un même réseau électrique. Par transitivité, tous les terminaux et la station se trouvent synchronisés entre eux. Les terminaux émettent sur la bande de fréquences partagée en respectant un horaire d'accès multiple à répartition dans le temps. D'autres aspects de l'invention concernent le système et le terminal pour mettre en œuvre le procédé. L'invention a des applications, p.ex., dans la technologie de l'Internet des Objets ou dans le domaine de la recherche et du sauvetage.

Description

Domaine Technique [0001] De manière générale, l’invention appartient au domaine des radiocommunications. Elle concerne plus particulièrement le multiplexage des signaux radioélectriques émis par des terminaux différents partageant une même ressource fréquentielle.

Arrière-plan technologique [0002] Les techniques connues de multiplexage de signaux de radiocommunication comprennent notamment: O l’accès multiple par répartition en fréquence (AMRF), également connu sous l’acronyme anglais FDMA (pour « Frequency Division Multiple Access »), technique qui utilise un découpage de la bande de fréquences partagée en sous-bandes, qui sont attribuées (normalement de manière dynamique) aux différents terminaux; O l’accès multiple à répartition dans le temps (AMRT), aussi connu sous l’acronyme TDMA (pour « Time Division Multiple Access »), technique selon laquelle les terminaux émettent pendant certains créneaux temporels qui leur sont attribués, de sorte à réduire la probabilité de « collisions » (d’interférence) entre les émissions de différents terminaux ; et O l’accès multiple par répartition de code (AMRC) ou CDMA (du terme anglais « Code Division Multiple Access »), qui fonctionne par étalement du spectre d’émission au moyen de codes orthogonaux entre eux.

[0003] Ces techniques peuvent, dans une certaine mesure, être combinées.

[0004] Pour accéder aux données transmises par un terminal, le récepteur doit connaitre d’avance le ou les canaux de transmission utilisés par le terminal. Chacune de ces techniques repose donc sur la prédictibilité de l'attribution des canaux physiques (sous-bande fréquentielle, créneaux d’émission ou code d'étalement) aux différents terminaux. Sauf pour les cas où l’attribution des canaux est statique, une certaine synchronisation entre les émetteurs et les récepteurs est nécessaire. Les exigences en termes de synchronisation dépendent de plusieurs facteurs, notamment de la fréquence des changements de canal, de la densité temporelle des messages sur la bande de fréquences partagée, éventuellement de la redondance des messages, etc.

[0005] Le document FR 2 961 046 Al critique que les mécanismes d'attribution sont incompatibles avec des systèmes de télécommunications à très bas débit (de l'ordre de quelques bits par seconde), du fait que ces débits sont insuffisants pour maintenir la synchronisation entre des terminaux desquels émanent les messages et une station de collecte de données. FR 2 961 046 Al propose comme solution à ce problème de configurer les terminaux de façon statique pour qu’ils transmettent des signaux radioélectriques dans une seule sous-bande fréquentielle prédéfinie ou d'après une séquence prédéfinie de sous-bandes fréquentielles. Une synchronisation temporelle ou fréquentielle des terminaux entre eux et avec la station de collecte n’est pas considérée nécessaire. Par conséquent, la station de collecte doit être capable de détecter tout signal radioélectrique apparaissant dans la bande de fréquence partagée et de déterminer si les signaux détectés correspondent à des signaux émis par des terminaux ou à des signaux tiers ou parasites.

[0006] Un des objectifs de FR 2 961 046 Al est de garantir un niveau faible de collisions entre signaux radioélectriques émis par des terminaux différents. Or, vu l’absence de toute synchronisation entre les terminaux, le seul moyen de maintenir un faible niveau de collisions pour une fréquence et une durée de messages données est de limiter la densité géographique des terminaux. Effectivement, plus le nombre de terminaux augmente, plus augmente également la probabilité de collisions et donc la perte de données. Ce fait pourrait freiner le déploiement massif de terminaux de communication machine à machine (« M2M ») et/ou de l’Internet des Objets, utilisant p.ex. la technologie radio UNB (acronyme du terme anglais « Ultra Narrow Band », bande ultra-étroite).

Problème technique [0007] L’objectif d’un aspect de la présente invention est de présenter une technologie qui permet de réduire le risque de collisions de messages sur une bande de fréquences partagée.

Description générale de l’invention [0008] Un premier aspect de l’invention concerne un procédé de radiocommunication dans une bande de fréquences partagée entre plusieurs terminaux et une station de desserte. Le procédé comprend la synchronisation des terminaux et, optionnellement, de la station avec un même réseau électrique à courant alternatif (le secteur). Par transitivité, tous les terminaux (et éventuellement la station) se trouvent synchronisés entre eux. Selon le procédé, les terminaux émettent sur la bande de fréquences partagée en respectant un horaire d’accès multiple à répartition dans le temps (AMRT). On note que la station de desserte peut être synchronisée au réseau et connaître l’horaire d’AMRT mais ce n’est pas une obligation. En effet, il est possible de choisir comme station de desserte une station large bande capable de recevoir l’entiéreté de la bande de fréquences partagée et de la numériser (le cas échéant après une transposition vers une fréquence intermédiaire). La démodulation et l’accès aux messages peuvent être réalisés par logiciel et/ou sur un processeur de signaux.

[0009] Le procédé utilise le secteur comme une horloge de référence. Il est le mérite de l’inventeur d’avoir reconnu que le réseau électrique, virtuellement ubiquitaire, se prête à ce type d’application. Il est en effet relativement peu connu que la fréquence du secteur (normalement 50 Hz ou 60 Hz) est remarquablement stable du fait des efforts des fournisseurs en énergie électrique à contenir les distorsions dans des limites très étroites. Une autre constatation est que la phase du réseau électrique présente très peu de variation en fonction du lieu. Dans le contexte de l’invention, cela signifie que la synchronisation des terminaux et, éventuellement, des stations de desserte, peut couvrir des zones géographiques importantes (p.ex. de quelques dizaines à quelques centaines de kilomètres de diamètre.) [0010] Dans le contexte du présent document, l’horaire d’AMRT désigne la grille horaire (c.-à-d. le positionnement des créneaux par rapport à la référence de temps) définissant quel terminal a le droit d’utiliser quel(s) créneau(x) temporel(s) pour la transmission de ses messages. Il va de soi que le respect d’un horaire AMRT signifie pour chaque terminal qu’il limite ses émissions dans les créneaux qui lui sont attribués. En particulier, les bornes des créneaux doivent être respectées par chaque terminal. Pour un terminal donné, l’horaire est avantageusement statique, c.-à-d. fixé une fois pour toutes, p.ex. à l’usine ou, plus avantageusement, à la mise en service au lieu d’installation, de préférence en fonction de l’utilisation des créneaux par d’autres terminaux géographiquement voisins. Rien n’exclut toutefois qu'un terminal puisse être reconfiguré ultérieurement, p.ex. s'il s'avère qu’une autre allocation des créneaux permettrait de réduire davantage le risque de collisions de messages. Dans son ensemble, l’horaire est complété à chaque fois qu’un terminal est ajouté au système. L’horaire peut se présenter sous forme d’une base de données stockée de manière centralisée ou décentralisée. Les terminaux y sont de préférence identifiés par un identificateur unique. Les coordonnées géographiques du lieu d’installation sont de préférence répertoriées, ce qui en cas d’ajout d’un terminal permet de lui allouer un ou plusieurs créneaux temporels en fonction de l’allocation de créneaux aux terminaux géographiquement voisins déjà en place et/ou en fonction d’une optimisation de l’utilisation des ressources en vue d’une distribution de terminaux projetée. Il est également possible d’allouer les créneaux de manière automatique, en fonction, p.ex. des coordonnées géographiques. Une possibilité serait, p.ex. d’entrer les coordonnées géographiques du terminal sous un format prédéfini dans une fonction de hachage dont le résultat détermine le ou les créneaux dans lesquels le terminal a le droit d’émettre.

[0011] L’horaire AMRT peut prévoir qu’un terminal a le droit d’accéder à tous les créneaux ou un sous-groupe de créneaux de manière aléatoire. Il est donc possible de définir différents groupes de terminaux ou de droits d’accès : certains terminaux pourraient avoir le droit d’émettre dans un plus grand groupe de créneaux que d’autres. La possibilité de pouvoir attribuer des niveaux de service plus ou moins élevés permet de créer des solutions spécifiquement dédiées à différentes applications.

[0012] Il convient de noter que l’approche AMRT telle qu’employée dans le contexte de l’invention peut être combinée avec une approche AMRF. Dans ce cas, l’horaire définit quel terminal a le droit d’utiliser quel(s) créneau(x) temporel(s) et quelle sous-bande de fréquences pour la transmission de ses messages. Il sera apprécié que nombre de canaux d’une approche combinée AMRT/AMRF sera égal au produit du nombre de canaux AMRT et du nombre de sous-bandes de fréquences.

[0013] On note que le nombre de créneaux par cycle du courant alternatif du réseau électrique détermine combien de terminaux peuvent transmettre « simultanément » (à l’échelle du cycle du courant alternatif) au maximum sans qu’il n’y ait de collision.

Toutefois, si le nombre de créneaux augmente, leur durée diminue, et des messages plus longs qu’un créneau devront être transmis par morceaux. Une autre limitation du nombre de créneaux vient du fait que les exigences en termes de synchronisation augmentent avec le nombre de créneaux.

[0014] Comme le réseau électrique est le plus souvent à trois phases (courant triphasé) décalées entre elles de 120°, il existe à priori une incertitude quant à la phase sur laquelle un terminal est synchronisé. Afin de garantir que tous les terminaux soient néanmoins synchronisés entre eux, indépendamment de cette ambiguïté, il est proposé de diviser chaque période du courant alternatif en un nombre N de créneaux qui est un multiple de 3 : N = 3 n, où n est un entier supérieur ou égal à 2 désignant le nombre de canaux AMRT indépendants. P.ex., avec n = 5, chaque période du courant alternatif est divisée en 15 créneaux, qui sont attribués à 5 canaux AMRT indépendants. Ceux-ci, notés A à E ci-aprés, sont répartis période du courant alternatif selon le motif A-B-C-D-E-A-B-C-D-E-A-B-C-D-E. Il sera apprécié que le motif de base A-B-C-D-E se répète au triple de la fréquence du courant alternatif. Pour un terminal qui se synchronise sur une autre phase du réseau triphasé, le décalage de +120° ou -120° sera donc sans impact.

[0015] Il sera apprécié que la présente invention trouve une application avantageuse, bien que nullement limitative, dans les systèmes de collecte d'informations (p.ex. dans le cadre d’une application de l’Internet des Objets), tels que les réseaux de capteurs émettant de façon récurrente des données représentatives de la ou des grandeurs physiques mesurées à destination d'une station de collecte de données. On peut citer, à titre d'exemple, des capteurs embarqués dans des compteurs d’électricité, de gaz ou d’eau, qui émettraient des données relatives à la consommation à une station de collecte. On peut également citer des systèmes de surveillance à distance domestiques et/ou de sites à risque (p.ex. des sites classés Seveso) utilisant des capteurs distribués. Les terminaux communiquant avec les stations de desserte peuvent être intégrés dans les capteurs ou reliés à ceux-ci par tout moyen de communication filaire ou sans fil. Ces capteurs peuvent en principe être de n’importe quel type. P.ex., dans le cas d’une application de rechercher et de sauvetage (« Search and Rescue » en anglais), les capteurs peuvent être conçus pour surveiller le nombre de personnes dans une zone surveillée afin de faire remonter cette information à un centre de coordination des secours en cas de situation d’urgence. Les terminaux peuvent dès lors être conçus comme des radiobalises de localisation de personnes.

[0016] Dans le contexte de l'invention, on entend de manière générale par « station de desserte » ou « station de collecte » un dispositif récepteur adapté à la réception de signaux radioélectriques dans la bande de fréquences partagée, de préférence dans l’entièreté de celle-ci, à la collecte des messages transmis par les terminaux et/ou à la retransmission des messages ou des données contenues dans ceux-ci vers leur destinataire. Une station de desserte peut comprendre une antenne-relais et/ou représenter un point d'accès à un réseau filaire ou non filaire de télécommunications. Il sera compris qu’une station de desserte peut être immobile ou mobile.

[0017] Un deuxième aspect de l’invention a trait à un terminal de radiocommunication qui peut être utilisé pour le procédé selon le premier aspect de l’invention. Un tel terminal est destiné à envoyer des signaux de radiocommunication dans une bande de fréquences partagée. Il comprend un capteur (d’angle) de phase (p.ex. un comparateur de phase) du réseau électrique et est configuré de sorte à réaliser une division temporelle de la bande de fréquences partagée en plusieurs créneaux temporels par période du réseau électrique. Chaque créneau temporel a un rapport connu à la phase du réseau électrique. Le terminal est en outre configuré pour transmettre sur la bande de fréquences partagée dans les créneaux temporels dans le respect d’un horaire AMRT.

[0018] Dans le cadre de ce document, le terme « terminal » désigne tout équipement de radiocommunication capable d’envoyer des signaux de radiocommunication dans une bande de fréquences partagée.

[0019] Le terminal de radiocommunication comprend, de préférence, une horloge ainsi qu’un dispositif de synchronisation relié au capteur de phase du réseau électrique, le dispositif de synchronisation étant configuré pour synchroniser l’horloge avec le réseau électrique.

[0020] Le terminal de radiocommunication peut comprendre une réserve d’énergie (un ou plusieurs accumulateurs, batteries, ou autres) permettant au terminal de fonctionner de manière autonome. Le terminal peut être alimenté en énergie seulement par cette réserve. Selon un autre mode de réalisation, il est alimenté par le réseau électrique et la réserve d’énergie est seulement utilisée en cas de coupure de courant.

[0021] Selon un mode de réalisation avantageux, le terminal est configuré pour maintenir le cadencement des créneaux temporels en cas de coupure du réseau électrique. Dans le cadre d’un procédé de radiocommunication, il sera utile que tous les terminaux maintiennent le cadencement des créneaux temporels de l’horaire AMRT en cas de coupure du réseau électrique ou en cas de changement abrupt de la phase du réseau électrique. (Un changement de phase abrupt est dû, avec une certaine probabilité, au fait qu’un générateur de secours s’est enclenché - partir de ce moment, on ne peut plus supposer, en général, que l’alimentation en courant est synchrone pour l’ensemble des terminaux.) Ce mode de réalisation a l’avantage que tous les terminaux configurés de cette manière restent synchronisés entre eux au moins pendant un certain temps si l’alimentation en courant est interrompue. Le temps que les terminaux restent suffisamment synchronisés dépend de la qualité de leur horloge interne et du nombre de créneaux temporels par cycle du courant alternatif. Si les terminaux sont équipés d’une horloge ayant une précision temporelle de 10'® (soit une dérive moyenne de 10 ® s par s) une synchronisation suffisante peut être maintenue pendant quelques heures.

[0022] Selon un mode de réalisation du terminal, le capteur de phase du réseau électrique comprend un connecteur pouvant être branché sur le réseau électrique. Alternativement ou additionnellement, le capteur de phase du réseau électrique peut comprendre une antenne (p.ex. une boucle de masse) pour capter les oscillations du réseau électrique à distance.

[0023] Le terminal de radiocommunication peut comprendre un module de communication filaire (p.ex. un module Ethernet) ou sans fil (p.ex. un module WiFi™, un module Bluetooth™, un module ZigBee™, etc. ou un module combiné compatible avec plusieurs protocoles) pour se connecter à un réseau local et/ou à Internet.

[0024] Selon un mode de réalisation, le terminal de radiocommunication est configuré pour passer dans un mode de détresse (ou mode d’alerte) suite à un événement déclencheur. Un événement déclencheur pourrait être, p.ex. une défaillance du réseau électrique, la perte d’une connexion Internet, la détection d’une inondation, d’un tremblement de terre, d’un tsunami, d’un feu ou de la présence de fumée. Le terminal de radiocommunication peut comprendre ou être connecté à des capteurs capables de détecter des situations d’urgence. Alternativement ou additionnellement, le terminal pourrait être connecté (de manière filaire ou sans fils) à un centre ou un relais de diffusion de messages d’alerte (p.ex. en tant qu’abonné à un service de protection de la population ou autre.) De préférence, le terminal est configuré, quand il est commuté dans le mode de détresse, à émettre des messages d’urgence dans le ou les créneaux temporels qui lui sont alloués. Les messages d’urgence contiennent, de préférence, et dans la mesure de leur disponibilité au niveau du terminal, des informations comme le nombre de personnes (susceptibles d’être) en détresse, leur état de santé, la sévérité des dégâts matériels, la position géographique du terminal ou des personnes en danger, etc.

[0025] Le terminal de radiocommunication comprend, de préférence, un module de communication filaire ou sans fil pour se connecter à des capteurs, recevoir des données de ces capteurs et faire remonter les données à une station de desserte via les signaux de radiocommunication dans la bande de fréquences partagée. Dans ce cas, un terminal sert de relais entre le ou les capteurs et la station de desserte. Selon un autre mode de réalisation du terminal, il est intégré à un capteur.

[0026] Le terminal de radiocommunication peut comprendre une mémoire tampon pour sauvegarder des données de capteurs connectés. Le terminal peut être configuré de sorte à mettre en mémoire des données plus récentes en cas de réception de telles données à partir des capteurs. Tant que le terminal n’est pas placé en mode de détresse (ou mode d’alerte), les données plus récentes peuvent, au fur et à mesure, remplacer les données plus anciennes. Si le terminal est placé en mode de détresse, l’enregistrement de nouvelles données peut être suspendu - dans ce cas, les dernières données collectées avant le déclenchement du mode de détresse sont considérées être les dernières données fiables.

[0027] Un troisième aspect de l’invention se rapporte à un système de télécommunication qui comprend une pluralité de terminaux tels que décrits plus haut et une station de desserte (ou de collecte de données), les terminaux et, optionnellement, la station étant synchronisés avec un même réseau électrique, la station comportant un récepteur configuré pour écouter la bande de fréquences partagée. La station peut optionnellement être dotée d’une mémoire comprenant l’horaire d’accès multiple à répartition dans le temps (AMRT).

[0028] La station de desserte peut être statique (c.-à-d. immobile) ou susceptible d’être déplacée. Selon un mode de réalisation, la station de desserte est montée sur un véhicule, p.ex. un drone ou une voiture. Une application possible d’un tel système serait p.ex. la lecture à distance de compteurs d’électricité, de gaz ou d’eau par le biais d’un drone survolant la zone fournie en électricité, gaz ou eau, ou d’un véhicule terrestre (moto, voiture, vélo, etc.) passant dans les rues. Il sera apprécié qu’un tel système permet de réduire de manière considérable le coût du relevé des compteurs. Il sera apprécié que l’invention est d’un intérêt particulier non seulement dans le cas de terminaux fixes et d’une station de desserte mobile mais pour toutes les applications, dans lesquelles il peut y avoir un mouvement relatif entre un terminal et une station de desserte et des durées de visibilité limitées entre les terminaux et la station de desserte. Il est possible, p.ex. d’employer le système dans le cadre d’une course (à pied, cycliste ou autre), en particulier pour transmettre des données de télémesure prélevées sur des participants à un centre de contrôle (p.ex. un centre de contrôle médical).

Brève description des dessins [0029] D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de certains modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration, avec référence aux dessins annexés qui montrent :

Fig. 1: une illustration de principe d’un système de télécommunications selon un mode de réalisation de l’invention ;

Fig. 2: une illustration schématique d’une maison « intelligente » équipée d’un terminal selon un aspect de l’invention ;

Fig. 3: une illustration schématique d’une utilisation d’un système de télécommunication selon un mode de réalisation de l’invention dans le cadre d’une situation d’urgence ;

Fig. 4: une illustration schématique d’une maison équipée de compteurs intelligents d’électricité de gaz et d’eau, configurés comme des terminaux conformes à un aspect de l’invention ;

Fig. 5: un chronogramme illustrant la synchronisation d’un système de télécommunication au réseau électrique.

Description détaillée de certains modes de réalisation de l’invention [0030] La figure 1 montre, de manière schématique, un système de télécommunications 10 comprenant des terminaux 12 et 12’, un drone 14 faisant office de station de desserte mobile, un pylône 16 faisant office de station de desserte stationnaire et un centre de commande 18.

[0031] Dans le mode de réalisation illustré, les terminaux 12, 12’ sont connectés à des capteurs 20 (de manière filaire ou non filaire) et font office de relais de télécommunications. Les terminaux 12, 12’ peuvent être connectés à Internet 22 et posséder une adresse IP. Selon un mode de réalisation préféré, les terminaux 12, 12’ sont configurés en tant que routeurs domestiques.

[0032] Les terminaux 12, 12’ sont branchés sur le réseau électrique 24. Ils disposent d’une réserve d’énergie, p.ex. d’un accumulateur ou d’une batterie 26 alimentés par un chargeur 28, qui leur permet de fonctionner en cas de coupure de courant.

[0033] Les terminaux 12, 12’ peuvent être configurés pour transmettre leurs messages en utilisant le réseau Internet 22.

[0034] Au cas où l’accès à Internet est indisponible ou interdit (cela pourrait être le cas en permanence pour un terminal donné), les terminaux 12, 12’ se placent dans un mode de fonctionnement (p.ex. un mode d’alerte) dans lequel les messages contenant les données à transmettre à destination du centre de commande 18 sont envoyés par une ressource fréquentielle commune, c.-à-d. une bande de radiofréquences partagée. Dans ce cas, les terminaux 12, 12’ transmettent leurs messages sous la forme de signaux radioélectriques qui sont reçus par une station de desserte 14, 16 et relayés par celle-ci au centre de commande 18.

[0035] Ce deuxième mode de fonctionnement sera décrit plus en détail par la suite. Chaque terminal est équipé d’un capteur de phase du réseau électrique, ce qui lui permet de se synchroniser au réseau électrique 24. La fréquence du réseau électrique 24 étant maintenue serrée à sa fréquence nominale (normalement 50 Hz ou 60 Hz) par les opérateurs, tous les terminaux 12, 12’ se trouvent synchronisés entre eux par transitivité. Selon le procédé de radiocommunication, les terminaux 12, 12’ émettent sur la bande de fréquences partagée en respectant un horaire d’AMRT.

[0036] La figure 5 illustre comment un horaire d’AMRT peut être synchronisé avec le réseau électrique. Le numéro de référence 30 désigne la tension sinusoïdale du conducteur de phase pris comme référence. Le réseau électrique est supposé être à trois phases (courant triphasé) décalées entre elles de 120°. Comme expliqué plus haut, il existe donc à priori une incertitude quant à la phase sur laquelle un terminal est synchronisé. Pour tenir compte de ceci, chaque période du courant alternatif est divisée en N créneaux, N étant un multiple de 3 (dans le cas de la figure 5, N = 12) et le nombre de canaux AMRT indépendants est fixé à n = N/3. Sur la figure 5, les canaux AM RT, qui sont au nombre de 4, sont notés A à D. Le motif de base A-B-C-D se répété au triple de la fréquence du courant alternatif. Dés lors, chaque terminal se synchronisant de cette manière sur une des trois phases du réseau triphasé produit la même division du temps.

[0037] L’horaire d’AMRT définissant quel terminal a le droit d’utiliser quel(s) créneau(x) temporel(s) pour la transmission de ses messages est connu du centre de commande et éventuellement des stations de desserte. Du côté des terminaux, chaque terminal sait au moins quel créneau temporel il a le droit d’utiliser à quel moment. Pour un terminal donné, l’horaire est avantageusement statique, c.-à-d. fixé une fois pour toutes, p.ex. à la mise en service au lieu d’installation, de préférence en fonction de l’affectation des créneaux aux terminaux géographiquement voisins. P.ex. s’il existe dans le voisinage du lieu d’installation d’un terminal un autre terminal qui utilise le canal A, on affectera de préférence le canal C au nouveau terminal, celui-ci étant le plus distant du canal A. S’il y a d’autres terminaux dans le voisinage, il est également tenu compte de leurs créneaux d’émission. Selon un mode de réalisation du procédé de télécommunication, chaque terminal peut émettre sur son canal alloué à n’importe quel moment. Il est toutefois clair qu’à partir d’une certaine densité géographique des terminaux, des collisions entre des messages de différents terminaux ayant accès au même canal ne peuvent pas être exclues avec certitude, sauf à prendre des mesures supplémentaires pour régler l’accès. D’autre mode de réalisation du procédé de télécommunication peuvent donc prévoir des restrictions supplémentaires pour la transmission de messages afin de réduire la probabilité de collisions. Par exemple, la longueur maximale d’un message peut être définie ainsi que le nombre maximal de messages qu’un terminal a le droit d’émettre par unité de temps.

[0038] L’horaire d’AMRT est stocké dans une base de données 32 du centre de commande 18. La base de données 32 peut être une base de données centralisée (comme le montre la figure 1) ou décentralisée. Des utilisateurs autorisés, p.ex. les stations de desserte 14,16, peuvent consulter l’horaire d’AMRT (ou une partie de celle-ci) par l’intermédiaire d’un serveur 34 connecté à Internet 22 et/ou à un réseau local.

[0039] De préférence, chaque station de desserte connaît les créneaux temporels et éventuellement les sous-bandes fréquentielles susceptibles de contenir des messages des terminaux dans leur zone de couverture. Ceci leur permet de surveiller de manière plus efficace la bande de radiofréquences que sans connaissances a priori de l’horaire d’AMRT. Toutefois, il est également possible d’utiliser une station de desserte large bande capable de surveiller tout le spectre électromagnétique susceptible d’être utilisé par les terminaux.

[0040] Un système comme le montre la figure 1 peut servir d’infrastructure à de multiples applications, p.ex. la télésurveillance, le relevé de compteurs à distance, le lancement d’alertes, etc. Des prestataires de service peuvent, p.ex., installer des capteurs 20 et les connecter (par fil ou sans fil) à un terminal 12. Les données des capteurs 20 sont traitées par le microprocesseur 36 du terminal 12 pour la retransmission au centre de commande 18. Cette retransmission peut se faire par Internet 22 ou par radiocommunication à une station de desserte 14, 16. Au centre de commande 18, les données de tous les terminaux 12, 12’ sont traitées, stockées et/ou réacheminées (p.ex. vers les prestataires de service). On note que les données des capteurs 20 pourraient être cryptées de sorte à ce que seul le prestataire de service puisse les lire.

[0041] La figure 2 montre une maison «intelligente» 38 équipée de nombreux dispositifs capables de communiquer. Ces dispositifs connectés comprennent, dans le cas illustré, des détecteurs de fumée 40, des détecteurs de présence 42, un compteur d’électricité 44, un compteur de gaz 46, un compteur d’eau 48, un réfrigérateur 50, un lave-linge 52, une télévision 54 et un routeur domestique 56 configuré comme un terminal tel que décrit plus haut et représentant également un point d’accès WiFi™.

[0042] Le routeur 56 peut opérer en des modes de fonctionnements différents. Dans un premier mode de fonctionnement, le routeur 56 retransmet les données des capteurs via une liaison Internet 23. Dans un deuxième mode de fonctionnement, le routeur 56 retransmet toutes ou un partie seulement des données des dispositifs connectés par radio à une station de desserte 14, 16, en utilisant un protocole AMRT tel que décrit plus haut. Le routeur 56 est programmé de sorte à se placer dans le deuxième mode de fonctionnement dès que la liaison Internet 23 et/ou l’alimentation en courant sont coupées.

[0043] Le routeur 56 comprend une horloge interne qu’il synchronise sur le réseau électrique 24 ainsi qu’une réserve d’énergie (voir figure 1). En cas de coupure du courant, la réserve d’énergie permet au routeur de fonctionner, en particulier, d’alimenter son horloge interne en énergie, de recevoir des données de dispositifs connectés capables d’opérer de manière autonome, de traiter ces données et de les retransmettre par radio. L’horloge interne lui permet de maintenir la synchronisation avec les autres terminaux et les stations de desserte au moins pendant un certain temps.

[0044] La capacité des terminaux de fonctionner de manière autonome a une application intéressante dans le domaine de la recherche et du sauvetage de personnes en cas de catastrophe naturelle ou d’origine humaine (p.ex. tremblement de terre, tornade, tsunami, inondation, explosion, feu, etc.) Les terminaux font office, dans une telle application, de radiobalises de localisation de personnes ou de relais d’autres informations critiques. Chaque terminal stocke les données des détecteurs de présence connectés dans une mémoire tampon. Au fur et à mesure que de nouvelles données sont reçues, elles sont enregistrées et remplacent les données plus anciennes. La collecte de nouvelles données est, toutefois, interrompue dès que le terminal passe dans le mode d’alerte pour éviter que des données potentiellement corrompues écrasent les dernières données valides. Ainsi, en cas de sinistre, les terminaux peuvent transmettre des messages indiquant, p.ex. le nombre de personnes présentes et leur localisation. Les services de secours utilisent de préférence un drone 14 configuré comme une station de desserte pour survoler une zone ravagée et pour collecter les informations. La coordination des opérations de recherche et de sauvetage pourra être basée, entre autres, sur ces informations.

[0045] La figure 3 illustre l’utilisation d’un système de télécommunication selon un mode de réalisation de l’invention dans le cadre d’une situation d’urgence. Dans des zones à risque, p.ex. sur site Seveso 58 et ses environs, dans une installation nucléaire 60 et ses environs, etc. le système de télécommunication est particulièrement utile pour acheminer des informations à un centre d’intervention et de coordination de sauvetage 62. En cas d’accident 64, les services de secours peuvent survoler la zone sinistrée avec un drone 14 et ainsi collecter les messages transmis par les terminaux 12.

[0046] La figure 4 montre une autre application d’un système de télécommunication selon un mode de réalisation très intéressant de l’invention. Dans les exemples des figures 1 et 2, les terminaux servent de relais ou de routeurs d’information. Dans l’exemple de la figure 4, les terminaux sont intégrés dans les dispositifs qui sont à l’origine des informations à transmettre, en particulier dans un compteur d’électricité 64, un compteur de gaz 66 et compteur d’eau 68. Chacun de ces dispositifs communique ses informations vers une station de desserte de manière individuelle. Chacun des dispositifs se synchronise au réseau électrique et émet en respectant l’horaire d’AMRT. Le fait que les terminaux sont synchronisés présente un grand intérêt, car la probabilité de collisions s’en trouve automatiquement réduite par rapport à un système asynchrone. Il convient de noter que la probabilité de collisions est déjà réduite du simple fait d’introduire une granularité du temps, c.-à-d. du fait d’imposer des créneaux à respecter. La probabilité de collisions peut encore être réduite davantage par l’allocation intelligente de créneaux ou de groupes de créneaux aux terminaux. Les compteurs sont lus de préférence à l’aide d’une station de desserte mobile, montée p.ex. sur un drone 14 ou une voiture 70. Eventuellement, la station de desserte mobile peut émettre un signal déclenchant l’émission des messages par les terminaux ayant reçu le signal. Cette approche aurait comme avantage que les terminaux concernés n’ont pas besoin d’émettre leurs messages de manière régulière mais peuvent rester silencieux la grande partie du temps.

[0047] Comme les terminaux, les stations de desserte peuvent également être conçues pour se synchroniser sur le secteur. Une station de desserte mobile peut être synchronisée sur le secteur avant de partir en mission - dans ce cas, l’horloge interne de la station mobile est synchronisée avec le secteur pendant un certain temps.

Lorsque la station mobile est débranchée, l’horloge interne lui permettra de rester synchronisée avec les terminaux pendant un certain temps, qui dépend de la qualité de l’horloge interne. Une autre possibilité de maintenir une station mobile synchronisée pendant qu’elle se trouve en mission est d’établir un canal de communication transmettant un signal d’horloge d’un centre de contrôle à la station mobile.

[0048] Alors que des modes de réalisation particuliers viennent d’être décrits en détail, l’homme du métier appréciera que diverses modifications et alternatives à ceux-là puissent être développées à la lumière de l’enseignement global apporté par la présente divulgation de l’invention. Par conséquent, les agencements et/ou procédés spécifiques décrits ci-dedans sont censés être donnés uniquement à titre d’illustration, sans intention de limiter la portée de l’invention.

Claims (15)

1. Revendications

   1. Un terminal de radiocommunication, destiné à envoyer des signaux de radiocommunication dans une bande de fréquences partagée, caractérisé en ce que le terminal comprend un capteur de phase du réseau électrique, et en ce que le terminal est configuré de sorte à réaliser une division temporelle de la bande de fréquences partagée en plusieurs créneaux temporels par période du réseau électrique, chaque créneau temporel ayant un rapport connu à la phase du réseau électrique, et à transmettre sur la bande de fréquences partagée dans les créneaux temporels dans le respect d’un horaire d’accès multiple à répartition dans le temps (AMRT).
2. 2. Le terminal de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé par une horloge ainsi qu’un dispositif de synchronisation relié au capteur de phase du réseau électrique, le dispositif de synchronisation étant configuré pour synchroniser l’horloge avec le réseau électrique.
3. 3. Le terminal de radiocommunication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend une réserve d’énergie permettant au terminal de fonctionner de manière autonome.
4. 4. Le terminal de radiocommunication selon la revendication 3, caractérisé en ce que le terminal est configuré pour maintenir le cadencement des créneaux temporels en cas de coupure du réseau électrique ou en cas de changement abrupt de la phase du réseau électrique.
5. 5. Le terminal de radiocommunication selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur de phase du réseau électrique comprend un connecteur pouvant être branché sur le réseau électrique.
6. 6. Le terminal de radiocommunication selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur de phase du réseau électrique comprend une antenne pour capter les oscillations du réseau électrique.
7. 7. Le terminal de radiocommunication selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un module de communication filaire ou sans fil pour se connecter à un réseau local et/ou à Internet.
8. 8. Le terminal de radiocommunication selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il est configuré pour passer dans un mode de détresse suite à un événement déclencheur.
9. 9. Le terminal de radiocommunication selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend un module de communication filaire ou sans fil pour se connecter à des capteurs, recevoir des données de ces capteurs et faire remonter les données à une station de desserte via les signaux de radiocommunication dans la bande de fréquences partagée.
10. 10. Le terminal de radiocommunication selon la revendication 9, comprenant une mémoire tampon pour sauvegarder des données de capteurs connectés.
11. 11. Un système de télécommunication caractérisé par une pluralité de terminaux selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, et une station de desserte, les terminaux et, optionnellement, la station, étant synchronisés avec un même réseau électrique, la station comportant un récepteur configuré pour écouter la bande de fréquences partagée.
12. 12. Un système de télécommunication selon la revendication 11, caractérisé en ce que la station de desserte est montée sur un véhicule.
13. 13. Un système de télécommunication selon la revendication 12, caractérisé en ce que le véhicule est un drone ou une voiture.
14. 14. Procédé de radiocommunication dans une bande de fréquences partagée entre plusieurs terminaux selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 et une station de desserte, le procédé étant caractérisé par la synchronisation des terminaux avec un même réseau électrique, et dans lequel les terminaux émettent sur la bande de fréquences partagée en respectant un horaire d’accès multiple à répartition dans le temps.
15. 15. Procédé de radiocommunication selon la revendication 14, caractérisé en ce que les terminaux maintiennent le cadencement des créneaux temporels de l’horaire d’accès multiple à répartition dans le temps en cas de coupure du réseau électrique ou en cas de changement abrupt de la phase du réseau électrique.