FR3052943A1 - Procede de reconstruction de donnees dans une transmission a bas debit - Google Patents

Abstract

L'invention propose de transmettre les paquets des messages émis par un objet connecté à un destinataire par segmentation en multiples segments pouvant dépasser la capacité intrinsèque de réseau, sans perte de données et avec un rendement élevé. Le procédé est caractérisé en ce que la reconstruction de chaque message (B) est basée sur une information de segmentation (Is; P1, P2;) de chaque segment (C; Cu; C1 à C5; C1, Ci,..., Cz) fournie lors du découpage de message, en coordination avec une validation d'ordonnancement (170, 180) des segments intermédiaires (Ci; C2 à C4), l'information de segmentation (Is; P1, P2) déterminant une absence de positionnement pour un segment unique (Cu), et des positionnements de premier segment (C1), de segment intermédiaire (Ci, C2 à C4) le cas échéant et de dernier segment (Cz; C5), et la validation d'ordonnancement (170, 180) des segments intermédiaires (Ci; C2 à C4) se composant d'une vérification de leur ordre initial (170) et, le cas échéant, d'un ré-ordonnancement (180), à partir de données en liaison avec chaque émission de paquets (D; D1 à D5).

Description

PROCÉDÉ DE RECONSTRUCTION DE DONNÉES DANS UNE TRANSMISSION À BAS DEBIT

DOMAINE DE L’INVENTION

[0001] L’invention a pour objet un procédé de reconstruction de données dans une transmission à bas débit, ces données provenant d’objets dit connectés. L’invention se rapporte au domaine de la transmission de données et, plus précisément, elle concerne le traitement des données émises depuis un tel objet connecté par des moyens de transmission dans le domaine plus particulier des radiofréquences.

[0002] La transmission de données entre objets dits connectés est une branche des télécommunications appelée loT (acronyme d’« Internet of Things » en terminologie anglaise). Les objets connectés se rapportent à tout objet au sens large, équipement ou corps vivant, surveillé ou évalué par un capteur (ou plusieurs capteurs) en liaison avec des moyens d’émission des données fournies par ce(s) capteur(s) et transmis à des récepteurs. Les applications sont multiples et concernent divers domaines: l’environnement (température, hygrométrie, vitesse du vent, composition gazeuse, champ magnétique, etc.), l’équipement des « villes intelligentes » (surveillance de flux, d’éclairage public, de comptage d’énergies principales, etc.), la santé (surveillance du rythme cardiaque, de la tension, de la température corporelle, etc.), de la domotique et de l’industrie (consommation électrique, niveaux de fluides, détection d’incendies, d’intrusions, etc.), ou encore de la localisation (enfants, animaux domestiques, objets personnels, etc.).

[0003] Cette technologie de communication entre émetteurs et récepteurs a jusqu’à présent utilisé des réseaux de communication cellulaires tels que le réseau GSM et ses dérivés (GPRS, UMTS, LTE, etc.) et/ou des réseaux WIFI et/ou des réseaux filaires (réseau téléphonique, lignes spécialisées ou locales, etc.). Cependant, le débit des transmissions loT n’est en règle générale que de quelques centaines ou de quelques milliers de bits par jour, car la plupart des émissions d’objets connectés se limitent à un envoi isolé - par exemple une alerte détectant un dépassement de seuil de mesure - ou un envoi répété avec une fréquence peu élevée, de données d’état ou de position.

[0004] Il est donc rapidement apparu que les protocoles utilisés - aussi bien sur les réseaux cellulaires, tel que le protocole LTE ou « 4G », que sur les réseaux filaires - présentent une consommation d’énergie élevée au regard des faibles débits des transmissions d’objets connectés. Pour minimiser la consommation électrique des objets connectés et préserver l’autonomie de leurs sources d’énergie tout en assurant des transmissions longues distances (jusqu’à quelques dizaines de kilomètres), des réseaux de transport de données bas débit ont été développés. Ces réseaux, désignés par les acronymes LTN (« Low Throughput Network » en terminologie anglaise), ou LPWAN (« Low Power Wide Area Network » en terminologie anglaise), utilisent des technologies radiofréquence dont les éléments matériels et logiciels sont conçus pour minimiser la consommation d’énergie. Ils fonctionnent soit dans un intervalle de bande ultra étroite dit UNB (acronyme de « Ultra Narrow Band » en terminologie anglaise), comme le réseau Sigfox®, soit au contraire par étalement du spectre de fréquences comme la technologie LoRa®, typiquement sur la bande 868 MHz en Europe et 915 MHz aux États-Unis.

[0005] Ces réseaux de transport LTN/LPWAN sont des réseaux déployés à des échelles locales (par exemple sur site industriel) ou globales (par exemple sur le territoire d’un pays). Ils consomment peu d’énergie à l’émission (typiquement 25 mW pour les objets connectés), ont un très bas débit (typiquement 100 bits/s) et une longue portée (jusqu’à plusieurs dizaines kilomètres en champ libre). Ainsi, une architecture loT constituée par des réseaux LTN/LPWAN se particularise par un bas débit, une basse consommation et une excellente couverture territoriale: par exemple, les 1500 stations de base actuellement utilisées par le réseau Sigfox® couvrent plus de 90% du territoire français en usage extérieur, et chaque station de base est capable de connecter plusieurs centaines de milliers d’objets.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

[0006] Avec de tels réseaux de faible capacité, la taille des messages à transmettre - une fois les données des objets connectés codées dans la couche application - est le plus souvent incompatible avec la faible taille de charge utile des paquets du réseau de transport. Pour permettre le transport des messages de taille supérieure à la charge utile, il est apparu nécessaire de découper les données sous forme de segments dans la couche transport de l’architecture. Les segments sont numérotés et encapsulés avec un en-tête regroupant des données de service pour former des paquets. La couche d'accès de l’architecture achemine les segments sur le réseau.

[0007] Des exemples d’architecture loT sont décrits dans les documents de brevet WO 2011157938 ou WO 200158094. Dans de telles architectures, les objets connectés transmettent les paquets via des accès au réseau lequel assure le routage vers un contrôleur de réseau constitué d’un ou de plusieurs serveurs de contrôle dédiés à la livraison des paquets aux destinataires.

[0008] Les paquets sont transmis au destinataire qui peut être un autre objet connecté, un équipement ou un serveur. Le contrôleur de réseau effectue notamment un prétraitement des paquets afin d’éliminer les doublons provenant du routage via différentes stations de base. Les segments incomplets ou non reconnus par le protocole sont supprimés. Puis les paquets validés sont transmis au destinataire où les segments sont formatés pour extraire les données. Dans ces conditions, la durée de transmission peut être parfois très longue, jusqu’à plusieurs jours.

[0009] Un défaut contraignant apparaît lorsque les objets connectés sont activés et communiquent leurs données à des instants sensiblement identiques, provoquant des pics de données. Le contrôleur de réseau ou les destinataires sont alors surchargés entraînant une complication de la gestion des données, même dans le cas des réseaux LTN/LPWAN et cela malgré leur dimensionnement. Pour remédier à ce problème, il a été proposé d’utiliser une plate-forme comportant essentiellement un bus d’entreprise dit ESB (acronyme de « Entreprise Service Bus ») pour servir d’interface entre les passerelles, le réseau et les récepteurs. Une telle solution est décrite par exemple dans les documents de brevet WO 2015162225 ou US 2012109663.

[0010] Cependant, malgré ces améliorations, les réseaux bas débit présentent de manière récurrente une incertitude dans l’acheminement des données qui, au regard de l’augmentation massive du nombre d’objets connectés, devient un problème majeur. Dans le même temps, l’augmentation du trafic provoque des effets indésirables de perturbation dans le domaine des radiofréquences, ce qui a pour résultat de réduire la taille de la charge utile admissible des paquets du réseau.

[0011] De plus, l’authentification des messages qui impose l’ajout d’un champ d’authentification et l’éventuel chiffrement des messages par bloc entraînent l’augmentation de la taille de ces messages. Cette sécurisation provoque un dépassement quasi systématique de la taille des charges utiles imposée par le réseau.

EXPOSÉ DE L’INVENTION

[0012] Le problème réside donc dans l’impossibilité de transmettre des messages lorsque la taille des données qu’ils contiennent et/ou leur authentification et/ou leur chiffrement provoquent un dépassement de la charge utile admissible des paquets dans le réseau, alors que le découpage des messages en segments doit rester compatible avec la taille des paquets. De plus, la reconstitution des messages nécessite un ordonnancement performant pour éviter leur altération ou leur perte, tout ou partie, ou de procéder à un acheminement erroné, et cela sur une longue période de temps pouvant s’étendre sur plusieurs jours.

[0013] L’invention propose de pallier ces problèmes en combinant une information d’identification de position de chaque segment dans le découpage de message et un ordonnancement des segments du message pour reconstruire ce message à l’arrivée. Une telle reconstruction des messages permet alors d’optimiser la capacité intrinsèque de réseau sans perte et avec un rendement élevé.

[0014] À ce titre, la présente invention a plus précisément pour objet un procédé de reconstruction de données émises depuis au moins un objet connecté jusqu’à un destinataire via une architecture de transmission constituée d’au moins un réseau bas débit dont l’accès est régi par des métadonnées, et comportant les étapes successives suivantes de traitement desdites données dans des couches inférieures de transmission de l’architecture: encodage des données en messages et découpage initial de chaque message en segments positionnés selon un premier segment suivi, le cas échéant, par une suite de segments intermédiaires, et un dernier segment; encapsulation de chaque segment dans un paquet muni d’un en-tête; routage des paquets via des stations de base d’au moins un réseau de l’architecture, et reconstruction de chaque message à partir des paquets reçus puis transmission de chaque message reconstitué au destinataire.

[0015] Dans ce procédé, la reconstruction de chaque message est basée sur une information de segmentation initiale de chaque segment fournie lors du découpage de chaque message, en coordination avec une validation ultérieure d’ordonnancement des segments intermédiaires opérée avant transmission au destinataire. L’information de segmentation initiale détermine une absence de positionnement dans le cas d’un segment unique, et des positionnements de premier segment, de segment intermédiaire le cas échéant et de dernier segment dans le cas d’un découpage en au moins deux segments. Et la validation ultérieure d’ordonnancement des segments intermédiaires des messages de plus de trois segments se compose d’une vérification de conformité à leur ordre initial et, le cas échéant, d’un ré-ordonnancement selon cet ordre initial, à partir de données extraites de l’architecture en liaison avec chaque émission de paquets.

[0016] Dans ces conditions, le positionnement de chaque segment - en tant que premier segment, segment intermédiaire ou dernier segment - ainsi que l’ordre des segments intermédiaires sont déterminés sans nécessiter de coder ces segments avec une numérotation personnalisée qui allonge l’en-tête du segment.

[0017] Selon un mode de mise en œuvre préféré, une validation de désegmentation des messages, opérée en complément de l’ordonnancement des segments intermédiaires pour le ré-ordonnancement, est implémentée à partir d’un champ de contrôle d’intégrité via un outil de CRC (Contrôle de Redondance

Cyclique). Cette validation de dé-segmentation permet de repérer toute perte de segment.

[0018] Selon une forme de mise en œuvre particulièrement avantageuse, la validation ultérieure d’ordonnancement est opérée à partir d’un horodatage effectué sur chaque paquet en entrée d’architecture par l’objet connecté, une passerelle d’accès au réseau et/ou au moins une station de base. En variante ou en complément de l’horodatage des paquets, la validation d’ordonnancement est opérée à partir d’une extraction de métadonnées des couches inférieures, une telle extraction pouvant se rapporter aux identifiants des objets connectés associés à des paramètres liés à l’émission des paquets et collecté par les métadonnées, fourni par exemple par un compteur de trames.

[0019] De plus, l’information de segmentation peut être établie selon les formes de mise en œuvre avantageuses suivantes: - par deux bits de positionnement intégrés dans l’en-tête du paquet de chaque segment; - par une sélection de positionnement des segments à partir de tests de correspondance entre des combinaisons des segments possibles à l’aide du champ de contrôle d’intégrité; - le nombre de segments par message étant au moins égal à deux, l’information de segmentation est fournie par un bit de discrimination du premier segment des autres segments et deux délais de durées spécifiques entre les émissions de paquets successifs, un délai entre les émissions d’un segment intermédiaire et le segment intermédiaire qui le suit dans le cas de découpage de message en plus de trois segments, et un délai entre l’émission d’un ou de l’unique segment intermédiaire et l’émission du dernier segment; - le nombre de segments par message étant au moins égal à deux, l’information de segmentation est fournie par au plus quatre délais d’émission de durées spécifiques, à savoir un délai dédié à l’émission d’un dernier segment dans le cas de découpage de message en deux segments, un premier délai entre le premier segment et le premier ou l’unique segment intermédiaire dans le cas de découpage de message en plus de deux paquets, un deuxième délai entre un segment intermédiaire et le segment intermédiaire qui le suit dans le cas de découpage de message en plus de trois segments, et un troisième délai entre un ou l’unique segment intermédiaire et le dernier segment dans le cas de découpage de message en plus de deux segments; [0020] Avantageusement, l’invention permet de fonctionner avec des tailles de segments maximales dynamiques et donc d’optimiser l’utilisation des paramètres radiofréquence à tout instant, ce qui permet de s’affranchir de l’approche traditionnelle qui fixe ces paramètres pour transmettre une charge utile de taille fixe. La qualité de la transmission et le rendement sont ainsi sensiblement améliorés, la transmission au destinataire pouvant être synchrone ou asynchrone entre l’objet connecté et le réseau et, respectivement, entre le réseau et le récepteur.

[0021] Selon d’autres aspects avantageux: - après vérification que le message à reconstruire contient plus d’un segment, chaque paquet de ce message est stocké pendant un délai de validité de durée déterminée; - la reconstitution est effectuée par concaténation des charges utiles contenues dans les segments après reconstruction du message; - la validation d’ordonnancement des segments et la transmission des messages reconstitués aux destinataires sont opérées par au moins un serveur de traitement de segments, qui peut être choisi entre au moins un serveur de contrôle d’un contrôleur de réseau et/ou au moins un serveur de validation de l’architecture, indépendant du ou des réseaux. En particulier, les fonctions d’élaboration d’information de segmentation et de validation d’ordonnancement peuvent être respectivement mises en œuvre par des serveurs de traitement de segments dédiés et indépendants du ou des réseaux.

[0022] Avantageusement, l’invention permet d’étendre le champ d’application des réseaux de transmissions par paquets horodatés à faible bande passante et faible consommation d’énergie par la transmission de données plus volumineuses que ne le permet a priori le réseau et/ou la transmission de données sécurisées, dans un contexte de transmission à faible énergie, avec une très longue durabilité d’opérations.

PRÉSENTATION DES FIGURES

[0023] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et qui se rapporte à des exemples détaillés de réalisation, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1, un exemple schématisé d’architecture loT de transmission radiofréquence de messages selon l’invention entre un objet connecté et un récepteur via un réseau bas débit; - la figure 2, les étapes principales de reconstruction d’un message par la fourniture de bits d’information de segmentation et de validation d’ordonnancement par horodatage dans l’exemple d’architecture de la figure 1, et - les figures 3 et 4, des diagrammes de variantes de reconstruction de message respectivement à partir d’un bit de discrimination en coordination avec deux délais spécifiques d’émission des segments, et à partir de quatre délais spécifiques d’émission des segments.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE D’EXEMPLES DE RÉALISATION

[0024] L’exemple schématisé d’architecture loT 1, de transmission radiofréquence de messages selon la figure 1, comporte un réseau LTN/LPWAN bas débit 10 utilisant un protocole adapté à ce type de réseau. Des données sont élaborées périodiquement ou de manière ponctuelle par différents équipements 11 à 13 d’une même structure, une série de relevés de consommation électrique de groupes de bâtiments dans l’exemple, sont encodées sous forme de messages puis émises sous forme de segments encapsulés dans des paquets - via une passerelle de liaison 2a ou directement par leur antenne 2b - vers les stations de base 3 du réseau 10.

[0025] Avantageusement, plusieurs réseaux peuvent être utilisés en fonction du ou des protocoles utilisés. D’autres données proviennent d’un serveur 14 et sont également transmises directement au réseau 10 via son antenne 2c. Les stations de base 3 du réseau 10 couvrent l’espace entre les équipements émetteurs 11 à 14 et des récepteurs destinataires 21 à 23.

[0026] Les équipements 11 à 14 constituent les objets connectés de cet exemple de réalisation. Ils possèdent une horloge interne (non représentée) pour pouvoir émettre à des instants déterminés, selon une précision connue.

[0027] Les paquets sont ensuite acheminés par le réseau 10 aux récepteurs respectivement destinataires 21, 22, 23 via les stations de base 3 du réseau 10 qui effectuent un horodatage, détaillé ci-après, et transmettent les données à un serveur de contrôle 4 du réseau 10 qui réalise une première élimination des doublons de message. Les destinataires sont ici un centre de facturation 21, une base de données 22 et un enregistreur 23.

[0028] Le traitement des données jusqu’aux destinataires 21 à 23 est effectué avec le protocole utilisé dans les couches inférieures de l’architecture 1 selon des étapes 110 à 190, conformément à l’exemple de diagramme de la figure 2. Dans les objets connectés émetteurs 11 à 13 ou, le cas échéant, une passerelle de liaison 2a, toute donnée ou ensemble de données relatives à une information brute « A » de relevés de consommation électrique est d’abord encodée sous forme de messages « B » dans la couche « présentation » du système de communication du réseau (étape d’encodage 110). Puis chaque message est découpé en segments dans la couche « transport » (étape de découpage 120), en cinq segments C1 à C5 dans l’exemple illustré de message « B ».

[0029] Chaque segment « C », C1 à C5, est ensuite encapsulé dans un paquet, respectivement cinq paquets D1 à D5 (étape d’encapsulation 130). Dans cette étape 130, chaque paquet « D », D1 à D5, muni d’un en-tête D0 contenant l’adresse Ad de l’équipement connecté (ajoutée par la couche inférieure de liaison) est acheminé vers le centre de facturation 21, via les stations 3, le serveur de contrôle 4 et, dans l’exemple, deux serveurs de validation intégrés à l’architecture 1 indépendamment du réseau 10, un serveur dit de segmentation 5a et un serveur dit d’ordonnancement 5b (cf. figure 1 ). Chaque récepteur destinataire « R », le centre de facturation 21 dans l’exemple, est identifié par une application réseau connectée au serveur de contrôle 4.

[0030] La position de chaque segment du message « B » - dans le cas général où ce message peut être à segment unique ou multiple - est définie à partir de quatre possibilités: une absence de position comme segment unique, une position de premier segment C1, de segment intermédiaire Ci (le cas échéant) et de dernier segment Cz (C5 dans l’exemple). Ces possibilités sont couvertes par une information de segmentation « Is » implémentée, dans l’exemple de réalisation, par deux bits de positionnement, P1 et P2, intégrés dans l’en-tête CO de chaque segment « C ».

[0031] Cette information de segmentation Is est exploitée ultérieurement par le serveur de segmentation 5a en coordination avec une étape de validation d’ordonnancement des segments intermédiaires Ci de chaque message « B », qui est opérée par le serveur d’ordonnancement 5b.

[0032] Si l’information de segmentation Is indique, par les bits de positionnement P1, P2, que le premier segment encapsulé C1 dans le paquet D1 n’est pas un segment unique Cu, ce paquet D1 est avantageusement stocké par le serveur de segmentation 5a (pavé de stockage 140), indépendamment de son traitement, pendant un délai de validité, 24 heures dans l’exemple de réalisation. Des délais de validité de durée sensiblement plus longue, et potentiellement très longue (par exemple un an), peuvent être définis si les stations de base peuvent être privées de leur liaison sur d’aussi longues durées.

[0033] Parallèlement, un horodatage des segments est implémenté initialement par une station de base 3 dans l’exemple. Une telle station est équipée d’un horodateur 2 qui tague alors une empreinte d’horodatage « H », H1 à H5 dans l’exemple, à chaque paquet D1 à D5 du message « B » de l’exemple (étape d’horodatage 150). Dans d’autres exemples de réalisation, l’objet connecté 11 à 14 et/ou la passerelle de liaison 2a sont également, ou alternativement, équipés d’un horodateur.

[0034] Avant la reconstruction des messages et leur transmission aux destinataires « R », au centre de facturation 21 dans l’exemple, le serveur de segmentation 5a valide le positionnement des segments « C » (étape de validation de positionnement 160) en identifiant les informations de segmentation Is: une absence de positionnement pour un message à segment unique Cu, une absence de positionnement intermédiaire pour un message à deux segments C1 et Cz, et la présence d’au moins un positionnement intermédiaire pour un message d’au moins trois segments C1, .... Ci, .... Cz, comme les cinq segments C1 à C5 de l’exemple.

[0035] La validation d’ordonnancement des segments intermédiaires Ci porte alors sur la vérification d’ordonnancement des segments intermédiaires Ci pour chaque message « B » d’au moins trois segments et, le cas échéant, sur un réordonnancement de ces segments. Cette validation d’ordonnancement est ici pilotée au niveau du serveur d’ordonnancement 5b à partir de la validation de segmentation fournie par le serveur de segmentation 5a (cf. figure 1 ).

[0036] Plus précisément, les informations de segmentation Is identifient indifféremment les segments intermédiaires Ci de chaque message, les segments C2 à C4 dans l’exemple. L’ordonnancement initial Os de ces segments intermédiaires C2 à C4 se traduit par l’ordre des horodatages H2 à H4 des paquets D2 à D4 reçus successivement par le serveur de segmentation 5a et transmis au serveur d’ordonnancement 5b (étape de vérification d’ordonnancement 170). En cas de divergence entre l’ordonnancement initial Os défini par les horodatages H2 à H4 et l’ordonnancement final Os’ des segments intermédiaires C2 à C4, un contrôle d’intégrité du message permet de valider la dé-segmentation qui résulte de cette divergence puis de rétablir l’ordre des paquets conformément à l’horodatage initial par un ré-ordonnancement qui tient compte de la dé-segmentation (étape de dé-segmentation et de réordonnancement 180).

[0037] Ainsi, dans le cas où les informations de segmentation Is, définies par les bits P1 et P2 des segments C2 à C4, ne sont pas corrélables aux horodatages Hi des paquets reçus par le serveur de segmentation 5a, une dé-segmentation peut être validée par le contrôle d’un champ d’intégrité du message par un outil CRC ou équivalent. Cette validation de dé-segmentation, opérée par la couche « transport » du système de communication du réseau 10, permet ainsi de repérer toute perte de segment.

[0038] De telles absences de corrélation peuvent se produire lorsque le nombre de segments dépend de la taille maximale transmissible qui résulte de la capacité de traitement des couches inférieures de l’architecture. Lorsqu’un mécanisme de retransmission automatique des segments est intégré aux couches de traitement, ou lorsque la taille maximale transmissible est amenée à varier pour toute autre raison (redéfinition de l’architecture, changement de réseau, changements des paramètres radio dynamiques ADR (acronyme de « Adaptative Data Rate » en terminologie anglaise) pilotés par le serveur de contrôle 4, etc.), la taille des segments est recalculée dynamiquement, c’est-à-dire directement par un mécanisme de gestion dédié, avant leur transmission ou leur (ré-)émission.

[0039] Dans d’autres cas, la présence d’au moins deux réseaux peut multiplier la réémission des paquets et la transmission parallèle sur ces réseaux. De plus, la transmission entre l’équipement connecté 11 à 14 et les stations de base 3 étant synchrone puis asynchrone entre les stations de base 3 et le serveur de contrôle 4 (cf. figure 1), plusieurs segments de différents messages sont susceptibles d’être reçus quasi-simultanément en recouvrement partiel par le serveur de contrôle 4 à partir d’une ou plusieurs stations de base 3. Une analyse par l’outil CRC avant la transmission du message au destinataire 21 permet avantageusement de repérer de tels recouvrements et d’opérer le cas échéant une déduplication supplémentaire.

[0040] Dans le cas où l’étape de dé-segmentation (étape 180) ne conduit pas à une validation de la dé-segmentation, un code d’erreur Ie est transmis au destinataire 21 et le serveur de segmentation 5a (cf. figure 1) stocke le message ordonnancé selon Os’ avec ce code d’erreur. Les en-têtes des segments sont ensuite comparés aux en-têtes des autres messages erronés déjà stockés, et au fur et à mesure des stockages ultérieurs, afin de pouvoir réordonner ultérieurement les messages à partir des messages erronés.

[0041] Lorsqu’une validation de dé-segmentation du message conduit au réordonnancement correspondant (étape 180) ou lorsque l’ordonnancement Os’ est identiques à l’ordonnancement initial Os des segments intermédiaires (étape de vérification d’ordonnancement 170), une reconstitution du message initial « B » par concaténation des charges utiles (étape 190) contenues dans les segments C1 à C5 est finalement opérée au niveau du serveur d’ordonnancement 5b dans l’exemple, à partir des segments validés dans leur segmentation et dans leur ordonnancement.

[0042] L’invention n’est pas limitée aux exemples décrits ou représentés. Des variantes d’implémentation d’information de segmentation par des bits de positionnement et de validation d’ordonnancement par horodatage des paquets sont décrites ci-après.

[0043] En particulier, comme illustré par le diagramme 200 de la figure 3, l’utilisation d’un seul bit de discrimination lD du premier segment C1 des autres segments C2 à C5 - intégré dans un en-tête C0 de chaque segment « C » -, en combinaison avec une modulation de deux délais d’émission des segments sont implémentées à la place des bits de positionnement P1 et P2. Cette solution s’applique aux messages comportant au moins deux segments: les messages à segment unique Cu sont identifiés par défaut, c’est-à-dire par absence d’information de segmentation et par le contrôle du champ d’intégrité.

[0044] Les deux délais d’émission de durées spécifiques dTi et dTz se rapportent respectivement : - au délai d’émission entre deux segments intermédiaires consécutifs, les segments C3 et C4 dans l’exemple (via les paquets D3 et D4) pour identifier les segments intermédiaires indépendamment de l’émission du premier segment C1, et - au délai d’émission du dernier segment (via le paquet D4) en référence à l’émission du segment intermédiaire qui le précède, ici C4, ce qui permet d’identifier C5 comme dernier segment Cz.

[0045] Alternativement, en référence au diagramme 300 de la figure 4, l’information de segmentation est implémentée par quatre délais de modulation d’émission des paquets, faisant intervenir les délais dTi et dTz et deux autres délais de modulation à la place du bit de discrimination lD. Les paquets D (D1 à D5) - contenant successivement le premier segment C1 puis les segments intermédiaires Ci (C2 à C4) et enfin le dernier segment Cz (C5 dans l’exemple) -sont émis consécutivement selon trois délais d’émission de durées spécifiques: - le premier délai dT1 d’émission du premier segment intermédiaire C2 (via le paquet D2) en référence à l’instant d’émission d’un premier segment C1, permet d’identifier les deux premiers segments; - le deuxième délai dTi d’émission identifie, comme précédemment, les segments intermédiaires suivants, ici les segments C3 et C4 (via le paquet D3 et D4), et - le troisième délai dTz d’émission du dernier segment (via le paquet D4) en référence à l’émission du segment intermédiaire qui le précède, ici C4, permet d’identifier C5 comme dernier segment (comme précédemment).

[0046] Dans ces conditions, le segment C1 est identifié comme le premier segment, les segments C2 à C4 comme segments intermédiaires et C5 comme dernier segment dans l’exemple illustré.

[0047] L’identification des segments par la modulation des délais dT1, dTi et dTz ne s’applique pas aux messages découpés en deux segments ou en un segment unique. Dans ce cas, un délai dTO de durée d’émission d’un dernier segment Cz - lorsque son instant de référence est l’émission d’un premier segment C1 - est défini comme quatrième délai de modulation spécifique. La segmentation des messages en deux segments est ainsi directement validée. Les messages à segment unique Cu sont identifiés par défaut et par le contrôle d’intégrité.

[0048] Alternativement aux deux bits de positionnement, Il est également possible d’effectuer une série de tests sur des combinaisons de segments avec le champ d'intégrité des messages comme critère de validation.

[0049] Par ailleurs, en variante ou en complément à l’horodatage, la validation d’ordonnancement et la déduplication supplémentaire des segments sont opérés à partir d’une extraction de métadonnées des couches inférieures. Une telle extraction se rapporte aux identifiants fournis par les adresses MAC des objets connectés 11 à 14 associés à un compteur de trames, ou à d’autres paramètres: marquage d’émission des paquets enregistrés dans les métadonnées ou autres éléments d’information (retard, perturbation, modification de charge utile, etc.) collectés par les métadonnées en liaison avec l’émission des paquets.

[0050] Par ailleurs, les étapes de reconstitution des messages à partir des paquets, de segmentation, de validation d’ordonnancement et de transmission aux destinataires peuvent être implémentées par au moins un serveur de traitement de segments, en particulier un ou plusieurs serveurs indépendants, comme les serveurs 5a et 5b dans l’exemple, et/ou un ou plusieurs serveurs de contrôle, tel que le serveur 4 du contrôleur du réseau 10.

[0051] En outre, il est également possible d’utiliser plusieurs réseaux bas débit afin de répartir la charge sur plusieurs réseaux, ce qui permet d’améliorer l’efficacité des transmissions. Dans ce cas, l’utilisation d’un ou de plusieurs serveurs indépendants peut être particulièrement utile afin de vérifier l’ordonnancement et la segmentation des messages. En effet, l’émission ou la transmission de messages identiques réémis (entraînant une multiplication des doublons), les risques de perte de segments ou d’autres perturbations par interférence entre les transmissions sont sensiblement accrus dans le cas d’une architecture couvrant au moins deux réseaux.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de reconstruction de données émises depuis au moins un objet connecté (11 à 14) jusqu’à un destinataire (21 à 23) via une architecture de transmission (1) constituée d’au moins un réseau bas (10) débit dont l’accès est régi par des métadonnées, et comportant les étapes successives suivantes de traitement desdites données dans des couches inférieures de transmission de l’architecture (1): encodage des données en messages (B) et découpage initial de chaque message (B) en segments (C; Cu; C1 à C5; C1, Ci, Cz) positionnés selon un premier segment (C1; Cu) suivi, le cas échéant, par une suite de segments intermédiaires (C2 à C4; Ci), et un dernier segment (C5; Cz); encapsulation de chaque segment (C; C1 à C5; C1, ..., Ci, ..., Cz) dans un paquet (D; D1 à D5) muni d’un en-tête (DO); routage des paquets (D; D1 à D5) via des stations de base (3) d’au moins un réseau (10) de l’architecture (1), et reconstruction de chaque message (B) à partir des paquets reçus (D; D1 à D5) puis transmission de chaque message (B) reconstitué au destinataire, ce procédé étant caractérisé en ce que la reconstruction de chaque message (B) est basée sur une information de segmentation initiale (Is; P1, P2; Id, dTi, dTz; dTO, dT1, dTi, dTz) de chaque segment (C; Cu; C1 à C5; C1, ..., Ci, ..., Cz) fournie lors du découpage de chaque message (B), en coordination avec une validation ultérieure d’ordonnancement (170, 180) des segments intermédiaires (Ci; C2 à C4) opérée avant transmission au destinataire (21 à 23), l’information de segmentation initiale (Is; P1, P2; lD, dTi, dTz; dTO, dT1, dTi, dTz) déterminant une absence de positionnement dans le cas d’un segment unique (Cu), et des positionnements de premier segment (C1), de segment intermédiaire (Ci, C2 à C4) le cas échéant et de dernier segment (Cz; C5) dans le cas d’un découpage en au moins deux segments, et la validation ultérieure d’ordonnancement (170, 180) des segments intermédiaires (Ci; C2 à C4) des messages de plus de trois segments se composant d’une vérification de conformité à leur ordre initial (170) et, le cas échéant, d’un réordonnancement selon cet ordre initial (180), à partir de données extraites de l’architecture (1) en liaison avec chaque émission de paquets (D; D1 à D5).
2. 2. Procédé de reconstruction de données selon la revendication 1 dans lequel une validation de dé-segmentation des messages (180), opérée pour le ré-ordonnancement en complément de l’ordonnancement (170) des segments intermédiaires (Ci; C2 à C4), est implémentée à partir d’un champ de contrôle d’intégrité via un outil de CRC, afin de repérer toute perte de segment (C; Cu; C1 à C5; C1, ..., Ci, ..., Cz).
3. 3. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la validation ultérieure d’ordonnancement (170) est opérée à partir d’un horodatage (H; H1 à H5) effectué sur chaque paquet (D; D1 à D5) en entrée d’architecture (1) par l’objet connecté (13, 2b; 14, 2c), une passerelle (2a) d’accès au réseau (10) et/ou au moins une station de base (3).
4. 4. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la validation ultérieure d’ordonnancement (170) est opérée à partir d’une extraction de métadonnées des couches inférieures, une telle extraction se rapportant aux identifiants des objets connectés (11 à 14) associés à des paramètres liés à l’émission des paquets (D; D1 à D5) et collecté par les métadonnées.
5. 5. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la validation ultérieure d’ordonnancement (170) est opérée à partir d’un horodatage (H; H1 à H5) effectué sur chaque paquet (D; D1 à D5) en entrée d’architecture (1) par l’objet connecté (13, 2b; 14, 2c), une passerelle (2a) d’accès au réseau (10) et/ou au moins une station de base (3), complétée par une extraction de métadonnées des couches inférieures, une telle extraction se rapportant aux identifiants des objets connectés (11 à 14) associés à des paramètres liés à l’émission des paquets (D; D1 à D5) et collecté par les métadonnées.
6. 6. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’information de segmentation (Is) est établie par deux bits de positionnement (P1, P2) intégrés dans l’en-tête (D0) du paquet (D; D1 à D5) de chaque segment (C; C1 à C5; C1, ..., Ci, ..., Cz).
7. 7. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel l’information de segmentation (Is) est établie par une sélection de positionnement des segments (C; Cu; C1 à C5; C1..... Ci, Cz) à partir de tests de correspondance entre des combinaisons des segments possibles à partir du champ de contrôle d’intégrité.
8. 8. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel, le nombre de segments par message étant au moins égal à deux, l’information de segmentation (Is) est fournie par un bit de discrimination (lD) du premier segment (C1) des autres segments (C2 à C5; C2, ...Ci, ..., Cz) et deux délais (dTi, dTz) de durées spécifiques entre les émissions de paquets successifs (D; D1 à D5), un délai (dTi) entre les émissions d’un segment intermédiaire (C2, C3) et le segment intermédiaire qui le suit (C3, C4) dans le cas de découpage de message en plus de trois segments, et un délai (dTz) entre l’émission d’un (C4) ou de l’unique segment intermédiaire (Ci) et l’émission du dernier segment (Cz, C5).
9. 9. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel, le nombre de segments par message étant au moins égal à deux, l’information de segmentation (Is) est fournie par au plus quatre délais d’émission de durées spécifiques, à savoir un délai (dTO) dédié à l’émission d’un dernier segment dans le cas de découpage de message en deux segments, un premier délai (dT1) entre le premier segment (C1) et le premier (C2) ou l’unique (Ci) segment intermédiaire dans le cas de découpage de message en plus de deux paquets (D1 à D5), un deuxième délai (dTi) entre un segment intermédiaire (C2, C3) et le segment intermédiaire qui le suit (C3, C4) dans le cas de découpage de message en plus de trois segments, et un troisième délai (dTz) entre un (C4) ou l’unique (Ci) segment intermédiaire et le dernier segment (C5) dans le cas de découpage de message en plus de deux segments.
10. 10. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, après vérification que le message à reconstruire (B) contient plus d’un segment (C; C2 à C5), chaque paquet (D; D1 à D5) de ce message (B) est stocké pendant un délai de validité de durée déterminée.
11. 11. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la reconstitution est effectuée par concaténation des charges utiles contenues dans les segments (C; C1 à C5; C1, ..., Ci.....Cz) après reconstruction du message (B).
12. 12. Procédé de reconstruction de données selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la validation d’ordonnancement des segments (170) et la transmission des messages reconstitués aux destinataires (21 à 23) sont opérées par au moins un serveur de traitement de segments, qui est choisi entre au moins un serveur de contrôle (4) d’un contrôleur de réseau (10) et/ou au moins un serveur de validation (5a, 5b) de l’architecture (1), indépendant du ou des réseaux.
13. 13. Procédé de reconstruction de données selon la revendication précédente, dans lequel les fonctions d’élaboration d’information de segmentation (Is) et de validation d’ordonnancement (170) sont respectivement mises en œuvre par des serveurs (5a, 5b) de traitement de segments dédiés et indépendant du ou des réseaux (10).