FR3090899A1 - Procédés et dispositifs pour l’émission et pour l’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence de bits - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un procédé d’émission d’une séquence de bits à émettre à une fréquence fb. Un ensemble de codes est préalablement déterminé, dans lequel chaque code est associé à une valeur possible d’un bloc de Nb bits, et chaque code comporte un ensemble ordonné de Ns symboles binaires destinés à être émis à une fréquence fs. Le procédé comporte : - un découpage de la séquence de bits en N blocs de Nb bits, la fréquence fs et les nombres N et Nb étant choisis de sorte que Ns x fb = N x Nb x fs, - une association d’un code à chacun des N blocs en fonction de la valeur desdits blocs, - un entrelacement des symboles binaires des N codes correspondant respectivement aux N blocs de bits à émettre, les symboles binaires entrelacés étant transmis à une fréquence fc telle que N x fs = fc. Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

Description

Titre de l'invention : Procédés et dispositifs pour l’émission et pour l’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence de bits Domaine de l’invention

[0001] La présente invention est particulièrement bien adaptée au domaine de la géolocalisation d’un dispositif émetteur d’un système de communication sans fil. Notamment, l’invention concerne un procédé d’émission d’un message par un tel dispositif émetteur, ainsi qu’un procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’un tel message par un dispositif récepteur du système de communication sans fil.

Etat de la technique

[0002] La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans les systèmes de géolocalisation d’un dispositif émetteur d’un système de communication sans fil.

[0003] Le signal radio émis à destination des balises transporte généralement un message correspondant à un identifiant de l’étiquette.

[0004] Chaque balise qui reçoit le message émis par l’étiquette estime alors un instant d’arrivée du message. Par des méthodes dites de « différences des temps d’arrivée » (« Time Difference Of Arrivai » ou TDOA dans la littérature anglo-saxonne), un serveur qui collecte l’ensemble des temps d’arrivée estimées par les différentes balises, et qui connaît les positions géographiques desdites balises, est alors capable d’estimer la position géographique de l’étiquette.

[0005] La précision de l’estimation de la position géographique de l’étiquette dépend de la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée du message par chaque balise.

[0006] Il est connu d’encoder un message sous la forme d’une séquence de bits et de moduler chaque bit à transmettre avec un code pseudo-aléatoire. Cette modulation du signal à émettre avec un signal pseudo-aléatoire de fréquence plus élevée est connue sous le nom d’étalement de spectre à séquence directe (« Direct-Sequence Spread Spectrum » ou DSSS dans la littérature anglo-saxonne).

[0007] Pour décoder un message reçu en provenance d’une étiquette, une balise peut procéder à un échantillonnage du signal reçu et calculer des valeurs de corrélation du signal reçu avec un signal de référence à partir des échantillons du signal.

[0008] Un pic de corrélation dont la valeur est supérieure à un seuil prédéterminé correspond généralement à la détection d’un message. Il est alors possible d’estimer l’instant d’arrivée du message en fonction de l’instant du pic de corrélation.

[0009] La précision de l’estimation d’un instant d’arrivée d’un message dépend alors de la fréquence d’échantillonnage du signal reçu : plus la fréquence d’échantillonnage est élevée, et plus la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée est grande. Cependant, l’augmentation de la fréquence d’échantillonnage est nécessairement limitée, que ce soit pour des raisons de coût, de consommation énergétique, voire encore de développements technologiques.

[0010] D’autre part, dans un tel système, les contraintes en termes de consommation énergétique de l’étiquette sont particulièrement fortes. Il convient en effet de limiter la durée d’émission d’un message afin de réduire le temps pendant lequel l’étiquette est active. D’autre part, pour une durée fixée d’émission d’un message, il convient de limiter l’énergie requise pour émettre ledit message.

[0011] Il apparaît que les solutions connues de l’art antérieur pour mettre en œuvre un tel système de géolocalisation sont encore perfectibles, que ce soit au niveau de la consommation en énergie électrique requise pour l’émission d’un message ou bien au niveau de la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée d’un message.

Exposé de l’invention

[0012] La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution permettant d’une part de réduire la consommation électrique d’un dispositif émetteur lors de l’émission d’un message, et d’autre part d’optimiser le décodage du message et la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée du message au niveau d’un dispositif récepteur.

[0013] Dans la suite de la description, on considère qu’un message correspond à une séquence de bits, ou à plusieurs séquences de bits de même longueur concaténées (des bits de bourrage pouvant être utilisés dans le cas où le nombre de bits codant l’information utile n’est pas un multiple de la longueur d’une séquence de bits).

[0014] Dans le cas où un message est formé par plusieurs séquences de bits concaténées, l’émission d’un message correspond à l’émission successive de toutes les séquences de bits formant le message. La détection de l’instant d’arrivée d’un message correspond à la détection de l’instant d’arrivée de la première séquence de bits formant le message.

[0015] Selon un premier aspect, il est proposé par la présente invention un procédé d’émission d’une séquence de bits à émettre à une fréquence f_b. Pour ce procédé, un ensemble de codes a été préalablement déterminé, dans lequel chaque code est associé à une valeur possible d’un bloc de N_b bits, et chaque code comporte un ensemble ordonné de N_s symboles binaires destinés à être émis à une fréquence f_s. Le procédé comporte :

- un découpage de la séquence de bits en N blocs de N_b bits, lesdits blocs étant ordonnés selon un ordre d’émission prédéterminé, la fréquence f_s et les nombres N et N _b étant choisis de sorte que N_s x f_b = N x N_b x f_s,

- une association d’un code à chacun des N blocs en fonction de la valeur desdits blocs, [0016] - un entrelacement des symboles binaires des N codes correspondant respectivement aux N blocs de bits à émettre, les symboles binaires entrelacés étant transmis successivement dans le temps avec une fréquence f_c telle que N x f_s = f_c.

[0017] De telles dispositions permettent d’augmenter le débit d’émission et par conséquence de réduire le temps nécessaire pour émettre un message. Cela permet alors de réduire la consommation électrique d’un dispositif émetteur mettant en œuvre un tel procédé. De plus, le bruit global pour un système mettant en œuvre plusieurs tels dispositifs émetteurs est réduit.

[0018] En outre, le procédé d’émission d’une séquence de bits selon l’invention permet d’optimiser la détection et la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée de la séquence de bits au niveau d’un dispositif récepteur.

[0019] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

[0020] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’ensemble des codes associés aux valeurs possibles d’un bloc de N_b bits comporte 2^{(Nb 11} codes principaux ainsi que les 2 ^(Nbcodes inverses respectifs. Un symbole binaire d’un code inverse présente un état contraire à un état du symbole binaire de même rang du code principal respectif.

[0021] De telles dispositions permettent de diviser par deux le nombre de calculs de corrélation à effectuer au niveau d’un dispositif récepteur pour décoder la séquence de bits.

[0022] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le code inverse au code normalement associé à la valeur d’un bloc de bits est utilisé pour encoder au moins un bloc de bits prédéterminé de la séquence de bits à émettre.

[0023] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le code inverse est utilisé à la place du code normalement associé à la valeur d’un bloc de bits pour un bloc de bits sur deux de la séquence de bits à émettre.

[0024] De telles dispositions permettent notamment de réduire la symétrie des symboles binaires émis lorsque plusieurs blocs ayant la même valeur doivent être émis successivement.

[0025] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le signal utilisé pour transmettre les symboles binaires est un signal ultra large bande de type « tout ou rien ». Les deux états possibles d’un symbole binaire correspondent alors respectivement à une présence ou une absence d’une impulsion.

[0026] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, les codes déterminés présentent un niveau d’inter-corrélation deux à deux inférieur à 30% de N_s.

[0027] De telles dispositions permettent d’optimiser le décodage de la séquence de bits au niveau d’un dispositif récepteur à qui la séquence de bits émise est destinée.

[0028] Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un dispositif émetteur mettant en œuvre un procédé d’émission d’une séquence de bits selon l’un quelconque des modes de mise en œuvre précédents.

[0029] Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence de bits. La séquence de bits est émise selon un procédé correspondant à l’un quelconque des modes de mise en œuvre précédents. Pour chaque code d’une partie au moins de l’ensemble de codes associés à une valeur possible d’un bloc de N_b bits, un calcul de corrélation est réalisé entre le signal transportant la séquence de bits et un signal de référence représentatif dudit code. L’instant d’arrivée de la séquence de bits est déterminé en fonction de N instants de détection respectifs de N pics de corrélation correspondants aux N différents blocs de bits transmis.

[0030] De telles dispositions permettent d’optimiser la détection d’un pic de corrélation et la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée de la séquence de bits au niveau d’un dispositif récepteur.

[0031] Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un dispositif récepteur mettant en œuvre un procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence de bits selon l’un quelconque des modes de mise en œuvre précédents.

[0032] Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne un système de géolocalisation d’un dispositif émetteur selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents. Le système comporte une pluralité de dispositifs récepteurs selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.

[0033] Selon un sixième aspect, la présente invention concerne un tel système de géolocalisation dans lequel un dispositif émetteur est une étiquette destinée à être posée sur un objet à géolocaliser, et un dispositif récepteur est une balise générant un champ électromagnétique pour alimenter énergétiquement une étiquette. Le système de géolocalisation comporte en outre un serveur qui collecte les instants d’arrivée d’un message émis par une étiquette estimés par les différentes balises, et qui estime la position géographique de ladite étiquette en fonction des instants d’arrivée estimés et des positions géographiques des différentes balises.

Présentation des figures

[0034] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures 1 à 9 qui représentent : [0035] [fig.l]

La figure 1 représente schématiquement un système de géolocalisation d’un dispositif émetteur.

[0036] [fig.2]

La figure 2 représente schématiquement code utilisé pour encoder un bit d’une séquence de bits à émettre, ainsi que le signal associé.

[0037] [fig.3]

La figure 3 représente schématiquement un signal de corrélation généré par un dispositif récepteur à partir d’un signal transportant une séquence de bits émise par un dispositif émetteur.

[0038] [fig.4]

La figure 4 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé d’émission d’une séquence de bits selon l’invention.

[0039] [fig.5]

La figure 5 représente schématiquement un entrelacement de symboles binaires formant des codes associés respectivement à des blocs de bits d’une séquence de bits à émettre.

[0040] [fig.6]

La figure 6 représente schématiquement des symboles binaires entrelacés représentés à la figure 5, ainsi que le signal associé.

[0041] [fig.7]

La figure 7 représente schématiquement un signal de corrélation généré par un dispositif récepteur à partir d’un signal transportant une séquence de bits émise selon le procédé d’émission selon l’invention.

[0042] [fig.8]

La figure 8 représente un tableau représentant des codes associés aux différentes valeurs que peut prendre un bloc de quatre bits.

[0043] [fig.9]

La figure 9 représente schématiquement un mode particulier de mise en œuvre du procédé d’émission d’une séquence de bits selon l’invention.

[0044] Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas nécessairement à une même échelle, sauf mention contraire.

[0045] Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention

[0046] Tel qu’indiqué précédemment, la présente invention vise à proposer une solution permettant notamment de réduire la consommation électrique d’un dispositif émetteur lors de l’émission d’un message, ainsi qu’à optimiser le décodage du message et la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée du message au niveau d’un dispositif récepteur. Un autre avantage de la solution proposée est d’augmenter le débit d’émission du message.

[0047] Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas d’un système de géolocalisation d’un dispositif émetteur d’un système de communication sans fil. Rien n’empêche cependant que l’invention trouve une application dans un autre domaine, dès lors qu’un message prenant la forme d’une ou plusieurs séquences de bits doit être émis par un dispositif émetteur.

[0048] La figure 1 représente schématiquement un tel système 10 de géolocalisation.

[0049] Le système 10 de géolocalisation comporte au moins un dispositif émetteur 11, une pluralité de dispositifs récepteurs 12, ainsi qu’un serveur 13 relié aux différents dispositifs récepteurs.

[0050] Un message est émis par un dispositif émetteur 11 à destination de chaque dispositif récepteur 12 sous la forme d’un signal radio véhiculé sur un lien 14 de communication sans fil.

[0051] Par « signal radio », on entend une onde électromagnétique se propageant via des moyens non filaires, dont les fréquences sont comprises dans le spectre traditionnel des ondes radioélectriques (quelques hertz à plusieurs centaines de gigahertz).

[0052] Le dispositif émetteur 11 comporte des moyens de communication sans fil, considérés comme connus de l’homme de l’art, permettant au dispositif émetteur 11 d’émettre des messages sous la forme de signaux radioélectriques à destination des dispositifs récepteurs 12 du système 10 de géolocalisation. De tels moyens peuvent notamment comporter un processeur, un oscillateur local, des filtres analogiques et/ou numériques, un convertisseur numérique/analogique, un amplificateur de puissance, une antenne, etc.

[0053] De manière similaire, le dispositif récepteur 12 comporte des moyens de communication sans fil, considérés comme connus de l’homme de l’art, permettant au dispositif récepteur 12 de recevoir un message en provenance d’un dispositif émetteur 11 sous la forme de signaux radioélectriques. De tels moyens peuvent notamment comporter un processeur, un oscillateur local, des filtres analogiques et/ou numériques, un convertisseur analogique/numérique, un amplificateur faible bruit, une antenne, un démodulateur, un corrélateur, etc.

[0054] Un lien 15 de communication entre un dispositif récepteur 12 et le serveur 13 peut être un lien de communication filaire ou un lien de communication sans fil.

[0055] Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où un dispositif émetteur 11 du système 10 de géolocalisation est une étiquette comportant une batterie qui se recharge à partir de l’énergie provenant de champs électromagnétiques environnants pour émettre un signal radio à destination de dispositifs récepteurs 12, dits « balises », positionnées à l’intérieur d’un hangar. Dans des modes particuliers de réalisation, les champs électromagnétiques permettant de recharger la batterie de l’étiquette sont générés par les balises elles-mêmes.

[0056] Le signal radio émis à destination des balises transporte par exemple un message cor7 respondant à un identifiant de l’étiquette.

[0057] La consommation en énergie électrique de l’étiquette pour émettre un message dépend de la durée d’émission du message. En effet, plus la durée d’émission d’un message est courte, plus la période de temps pendant laquelle l’étiquette doit être dans un mode actif pour émettre le message est courte, et plus la consommation électrique de l’étiquette est réduite.

[0058] Chaque balise qui reçoit le message émis par l’étiquette estime alors un instant d’arrivée du message.

[0059] Le serveur 13 collecte l’ensemble des temps d’arrivée estimés par les différentes balises. En outre, le serveur 13 connaît les positions géographiques desdites balises.

[0060] Par des méthodes dites de « différences des temps d’arrivée » (« Time Difference Of Arrivai » ou TDOA dans la littérature anglo-saxonne), le serveur 13 est alors capable d’estimer la position géographique de l’étiquette.

[0061] La précision de l’estimation de la position géographique de l’étiquette dépend de la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée du message par chaque balise.

[0062] Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le signal radio transmis par une étiquette du système 10 de géolocalisation est un signal ultra large bande.

[0063] Par «ultra large bande » (« Ultra Wide Band », encore désigné par l’acronyme UWB, dans la littérature anglo-saxonne), on fait référence à des signaux radioélectriques présentant un spectre fréquentiel supérieur à 500 mégahertz à -10 dB par rapport à la puissance maximale dudit spectre fréquentiel instantané, ou bien des signaux radioélectriques présentant un rapport largeur de bande sur fréquence centrale de 20 % ou plus.

[0064] Un signal UWB présente généralement des impulsions radio très courtes de l’ordre de la nanoseconde ou de quelques nanosecondes. La durée très faible de ces impulsions radio a pour conséquence que le signal UWB présente une bande passante très large avec une densité spectrale de puissance relativement faible. En raison de cette densité spectrale de puissance relativement faible, les signaux UWB peuvent partager le spectre radio avec des signaux radio d’autres systèmes de communication à bande plus étroite sans causer de problèmes d’interférence.

[0065] En outre, un signal UWB est relativement peu sensible au phénomène d’atténuation dû aux trajets multiples empruntés par une onde radio. Un signal UWB peut par conséquent fournir de bonnes résolutions spatiales et temporelles. En raison de sa durée très courte, une impulsion présente des fronts montant et descendant très rapides, ce qui permet de déterminer, au niveau d’un dispositif récepteur du signal UWB, un temps d’arrivée très précis d’une impulsion. Il est en outre possible de distinguer assez nettement le trajet le plus court des autres trajets empruntés par l’onde radio. Tout ceci concourt à optimiser une estimation de la position géographique d’un dispositif émettant un signal UWB à partir de l’instant d’arrivée dudit signal.

[0066] La figure 2 représente schématiquement comment un signal UWB transporte conventionnellement un bit d’un message.

[0067] Un code pseudo-aléatoire (« Pseudo-Noise Code » ou PN Code dans la littérature anglo-saxonne) connu à la fois par le dispositif émetteur 11 et par les dispositifs récepteurs 12 est utilisé pour encoder chaque bit du message.

[0068] Le code comporte un nombre N_s de symboles 20 binaires ordonnés. Chaque symbole 20 binaire peut prendre deux états possibles : un état ou son état contraire. A titre d’exemple nullement limitatif, et tel qu’illustré sur la figure 2, un état d’un symbole 20 binaire est représenté par la valeur 1, et son état contraire est représenté par la valeur 1. Un symbole 20 binaire dans l’état représenté par la valeur 1 correspond par exemple à une présence d’une impulsion 21 sur le signal UWB. Un symbole 20 binaire dans l’état représenté par la valeur -1 correspond par exemple à une absence d’une impulsion 21 sur le signal UWB. On parle alors de modulation « tout ou rien » (« On Off Keying » ou OOK dans la littérature anglo-saxonne). La durée d’un symbole 20 binaire est noté T_s. La durée d’une impulsion 21 est notée T_;.

[0069] Tel qu’illustré sur la figure 2, chaque bit du message est modulé par le code. Un bit peut prendre la valeur 1 ou la valeur 0. Si le bit à émettre a pour valeur 1, alors il est encodé par les N_s symboles 20 binaires du code. Si le bit à émettre a pour valeur 0, alors il est encodé par les N_s symboles 20 binaires du code inverse. Un symbole 20 binaire d’un code inverse prend un état contraire à l’état du symbole 20 binaire de même rang du code non inverse respectif.

[0070] Tel qu’illustré sur la figure 2, une impulsion 21 du signal UWB correspond à une période de temps de durée T_; pendant laquelle le signal est une porteuse sinusoïdale de fréquence f_p, le signal étant nul le reste du temps.

[0071] Dans l’exemple considéré, le nombre N_s de symboles binaires est égal à 128 ; la fréquence porteuse f_p a pour valeur 4 GHz ; la durée T_; d’une impulsion 21 est de 2,5 ns ; la durée T_s d’un symbole binaires est de 160 ns, ce qui correspond à une fréquence f_s d’émission de symboles binaires de 6,25 MHz. Le temps T’_b pour émettre un bit est alors égal à N_s x T_s, soit 20,480 iis, ce qui correspond à une fréquence f’_b d’émission de bits d’environ 48,83 kbits/s.

[0072] Comme un dispositif récepteur 12 connaît le code utilisé par le dispositif émetteur 11 pour moduler les bits du message à émettre, le dispositif récepteur 12 peut, de manière conventionnelle, décoder un message émis par le dispositif émetteur 11 en échantillonnant l’enveloppe d’impulsions 21 du signal transportant ledit message et en faisant une corrélation entre les échantillons obtenus et une séquence de référence représentative dudit code modulé par une enveloppe d’impulsions. Un échantillon prend par exemple la valeur 1 pour un instant d’échantillonnage compris dans une période T, d’une impulsion 21 ; un échantillon prend par exemple la valeur -1 pour un instant d’échantillonnage compris en dehors d’une période T, d’une impulsion 21.

[0073] La fréquence d’échantillonnage est notée f_e. L’écart temporel entre deux échantillons est noté T_e. Le nombre d’échantillons par symbole 20 binaire est noté N_e, ce nombre correspond au rapport entre la fréquence d’échantillonnage f_e et la fréquence f_s d’émission de symboles binaires. Dans l’exemple considéré, la fréquence d’échantillonnage f_e vaut 500 MHz et le nombre N_ed’échantillons par symbole binaire vaut 80. La longueur de la séquence de référence est alors de 10 240 échantillons (128 x 80 = 10 240). La corrélation est réalisée sur une fenêtre glissante d’échantillons du signal reçu dont la longueur est égale à la longueur de la séquence de référence.

[0074] Il convient de noter qu’une valeur de 500 MHz pour la fréquence d’échantillonnage f _e n’est qu’un exemple. D’autres valeurs de fréquence d’échantillonnage peuvent être utilisées, comme par exemple un échantillonnage à 2 GHz, ce qui implique alors une séquence de référence de 40960 échantillons. Plus la fréquence d’échantillonnage f_e est grande, plus la détection d’un message est fiable, et plus la précision de l’instant d’arrivée dudit message est grande.

[0075] La figure 3 représente schématiquement un signal de corrélation généré par un dispositif récepteur 12 à partir d’un signal transportant un message émis par un dispositif émetteur 11. Les valeurs de corrélation du signal sont représentées en ordonnée. Les instants d’échantillonnage sont représentés en abscisse. A un instant d’échantillonnage donné, plus le nombre d’échantillons de la fenêtre glissante identiques aux échantillons de la séquence de référence est grand, et plus la valeur de corrélation est grande. Une valeur de corrélation à un instant d’échantillonnage donné est par exemple calculée en multipliant la valeur de chaque échantillon de la fenêtre glissante avec la valeur de l’échantillon correspondant de la séquence de référence, et en additionnant les résultats obtenus pour tous les échantillons de la fenêtre glissante.

[0076] Un pic 30 de corrélation est atteint lorsque la valeur de corrélation à un instant d’échantillonnage est supérieure à un seuil S’ de corrélation prédéterminé. Un pic 30 de corrélation correspond à la détection d’un bit de valeur 1.

[0077] Un bit de valeur 0 peut être détecté lorsqu’une valeur de corrélation à un instant d’échantillonnage est négative avec une valeur absolue supérieure au seuil S’. Alternativement, un bit de valeur 0 peut être détecté en faisant une corrélation des échantillons du signal reçu avec une séquence de référence représentative du code inverse.

[0078] Il convient de choisir un niveau du seuil S’ suffisamment élevé de sorte à éviter la détection de faux pics 31, 32 de corrélation. Il convient cependant aussi de choisir un niveau du seuil S’ suffisamment bas pour éviter de manquer une détection d’un pic 30 de corrélation (en sachant que le signal peut être perturbé par des interférences lors de sa transmission du dispositif émetteur 11 vers le dispositif récepteur 12 et que la valeur maximale possible de corrélation n’est pas conséquent pas forcément atteinte pour chaque bit du message). Plus le nombre N_s d’échantillons du code est grand, et plus la détection d’un pic 30 de corrélation sera aisée, car il est alors plus facile de discriminer un pic 30 de corrélation d’un faux pic 31, 32 de corrélation. Cependant, le fait d’augmenter la longueur N_s du code a pour inconvénient d’allonger la durée d’émission d’un bit ainsi que la complexité des calculs de corrélation par le dispositif récepteur 12. Un autre inconvénient est que l’horloge de transmission doit être plus précise si la longueur N_s du code est plus grande.

[0079] L’instant d’arrivée d’un bit au niveau du dispositif récepteur 12 correspond à l’instant de détection d’un pic 30 de corrélation. Cependant, comme d’une part le rapport entre la fréquence d’échantillonnage f_e et la fréquence f_s d’émission de symboles 20 binaires n’est pas forcément une valeur entière, et comme d’autre part l’instant de réception du début d’un symbole 20 binaire n’est pas nécessairement aligné avec un instant d’échantillonnage, l’estimation de l’instant d’arrivée d’un bit peut présenter une erreur de précision égal à l’écart temporel T_e entre deux échantillons.

[0080] La figure 4 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 100 d’émission d’une séquence de bits selon l’invention. Une telle séquence de bits peut correspondre à un message à émettre. Alternativement, un message à émettre peut correspondre à la concaténation de plusieurs séquences de bits de même longueur. Dans ce cas, pour émettre le message, il convient d’exécuter le procédé 100 d’émission d’une séquence de bits selon l’invention pour chaque séquence de bits formant le message. Comme cela sera expliqué par la suite, ce procédé 100 d’émission d’une séquence de bits vise à améliorer le débit d’émission des bits de la séquence ainsi qu’à optimiser la détection et la précision de l’estimation de l’instant de détection d’un pic de corrélation.

[0081] Le procédé 100 d’émission d’une séquence de bits est mis en œuvre par un dispositif émetteur 11. Dans ce but, le dispositif émetteur 11 comporte par exemple un circuit de traitement (non représenté sur les figures), comportant un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (par exemple une mémoire électronique) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre les différentes étapes du procédé 100 d’émission d’une séquence de bits. Alternativement ou en complément, le circuit de traitement comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en œuvre tout ou partie desdites étapes du procédé 100 d’émission d’une séquence de bits.

[0082] En d’autres termes, le circuit de traitement comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.) pour mettre en œuvre les étapes du procédé 100 d’émission d’une séquence de bits à destination d’un dispositif récepteur 12.

[0083] La séquence de bits est émise à une fréquence f_b. Préalablement à la mise en œuvre du procédé 100 d’émission de la séquence de bits, un ensemble de codes est déterminé. Chaque code est associé à une valeur possible d’un bloc de N_b bits, et chaque code comporte un ensemble ordonné de N_s symboles 20 binaires destinés à être émis à une fréquence f_s. Le procédé 100 d’émission comporte :

- un découpage 101 de la séquence de bits en N blocs de N_b bits, lesdits blocs étant ordonnés selon un ordre d’émission prédéterminé, la fréquence f_s et le nombres N et N_b étant choisis de telle sorte que N_s x f_b = N x N_b x f_s,

- une association 103 d’un code à chacun des N blocs de N_bbits en fonction de la valeur desdits blocs,

- un entrelacement 104 des symboles 20 binaires des N codes correspondant respectivement aux N blocs de bits à émettre, les symboles 20 binaires entrelacés étant transmis successivement dans le temps avec une fréquence f_c telle que N x f_s = f_c, de telle sorte que le premier symbole 20 binaire du code associé au premier bloc de bits à émettre est émis en premier, suivi par le premier symbole 20 binaire du code associé au deuxième bloc, et ainsi de suite jusqu’au premier symbole 20 binaire du code associé au bloc de rang N ; puis le deuxième symbole 20 binaire du code associé au premier bloc, suivi du deuxième symbole 20 binaire du code associé au deuxième bloc, et ainsi de suite jusqu’au deuxième symbole 20 binaire du code associé au bloc de rang N ; et ainsi de suite jusqu’au symbole 20 binaire de rang N_s du code associé au premier bloc, suivi du symbole 20 binaire de rang N_s associé au deuxième bloc, et ainsi de suite jusqu’au symbole 20 binaire de rang N_s associé au bloc de rang N.

[0084] Les symboles 20 binaires des N codes correspondant respectivement aux N blocs de bits à émettre sont entrelacés dans le sens où les instants de début d’émission desdits symboles 20 binaires sont entrelacés. Les symboles 20 binaires entrelacés sont émis successivement avec un décalage temporel de valeur T_c = l/f_c.

[0085] La figure 5 illustre schématiquement le procédé 100 pour l’émission d’une séquence 22 de seize bits.

[0086] La séquence 22 de seize bits est découpée en quatre blocs 23 comportant chacun quatre bits. Ainsi, dans l’exemple considéré et illustré à la figure 5, le nombre N de blocs 23 vaut 4 (N = 4), et le nombre N_b de bits par bloc 23 vaut quatre (N_b = 4).

[0087] Chaque bloc 23 de quatre bits peut prendre seize valeurs (2^Nb = 16). Seize codes pseudo-aléatoires différents sont alors déterminés et associés respectivement aux différentes valeurs possibles que peut prendre un bloc 23.

[0088] Dans l’exemple considéré, un code est une séquence binaire de type M-séquence. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, d’avoir une séquence pseudoaléatoire d’un autre type comme une séquence dite « Gold », ou une séquence dite de « Barker », ou une séquence dite de « Hadamard-Walsh », etc. Dans l’exemple considéré, le nombre N_s de symboles 20 binaires vaut 128 (N_s = 128).

[0089] Les codes pseudo-aléatoires peuvent avantageusement être choisis de sorte qu’ils présentent un niveau d’inter-corrélation deux à deux inférieur à 30% de N_s. De telles dispositions permettent notamment d’optimiser la détection d’un pic de corrélation.

[0090] Tel qu’illustré à la figure 8, il est aussi possible de déterminer 2^(Nbcodes principaux (soit huit codes principaux dans l’exemple considéré) ainsi que les 2^{(Nb 11} codes inverses respectifs afin de former un ensemble de 2^Nb codes correspondant aux 2^Nb valeurs possibles d’un bloc 23.

[0091] Les codes ainsi déterminés, ainsi que la table d’association entre une valeur possible du bloc 23 et un code, sont connus à la fois par le dispositif émetteur 11 et par les dispositifs récepteurs 12. La figure 8 représente une telle table d’association. La première colonne de cette table comporte les seize valeurs possibles (en format binaire) pouvant être prises par un bloc 23 de quatre bits, et la deuxième colonne de cette table comporte les codes associés respectivement à chacune de ces valeurs possibles.

[0092] Les N_s symboles 20 binaires des N codes correspondant respectivement aux valeurs des N blocs 23 de bits de la séquence 22 de bits à émettre sont alors entrelacés tel qu’illustré sur la figure 5.

[0093] Chaque symbole 20 binaire représenté sur la figure 5 comporte deux nombres. Le nombre du haut représente le rang du symbole 20 binaire parmi les N_s symboles 20 binaires ordonnés du code auquel il appartient. Le nombre du bas représente le rang du bloc 23 parmi les N blocs 23 ordonnés à émettre. Ainsi, un symbole 20 binaire pour lequel le couple (rang du symbole binaire, rang du bloc) vaut (1,1) correspond au premier symbole 20 binaire du code associé à la valeur du premier bloc 23. Le symbole 20 binaire (1,2) correspond au premier symbole 20 binaire du code associé à la valeur du deuxième bloc 23. Le symbole 20 binaire (1, N) correspond au premier symbole 20 binaire du code associé à la valeur du bloc 23 de rang N, c’est-à-dire le dernier bloc 23 de la séquence 22 de bits à émettre. Le symbole 20 binaire (2, 1) correspond au deuxième symbole 20 binaire du code associé à la valeur du premier bloc 23. Le symbole 20 binaire (2, 2) correspond au deuxième symbole 20 binaire du code associé à la valeur du deuxième bloc 23. Le symbole 20 binaire (2, N) correspond au deuxième symbole 20 binaire du code associé à la valeur du deuxième bloc 23. Le symbole 20 binaire (N_s, 1) correspond au symbole 20 binaire de rang N_s, c’est-à-dire le dernier symbole 20 binaire, du code associé à la valeur du premier bloc 23. Le symbole 20 binaire (N_s, 2) correspond au symbole 20 binaire de rang N_s du code associé à la valeur du deuxième bloc 23. Le symbole 20 binaire (N_s, N) correspond au dernier symbole 20 binaire du code associé à la valeur du dernier bloc 23 à émettre.

[0094] Les symboles 20 binaires du code associé à la valeur du premier bloc 23 sont alors les symboles 20 binaires (1, 1), (2, 1), ..., (N_s, 1). Les symboles 20 binaires du code associé à la valeur du deuxième bloc 23 sont alors les symboles 20 binaires (1, 2), (2, 2), ..., (N_s, 2). Les symboles 20 binaires du code associé à la valeur du troisième bloc 23 sont alors les symboles 20 binaires (1, 3), (2, 3), ..., (N_s, 3). Les symboles 20 binaires du code associé à la valeur du dernier bloc 23 à émettre (c’est-à-dire le bloc 23 de rang N) sont alors les symboles 20 binaires (1, N), (2, N), ..., (N_s, N).

[0095] Sur la figure 5, l’ordre dans lequel les symboles 20 binaires entrelacés sont transmis est représenté de gauche à droite.

[0096] Les symboles 20 binaires appartenant a un même code sont émis à une fréquence f_s. La durée d’un symbole 20 binaire est T_s = l/f_s. Les symboles 20 binaires entrelacés sont émis quant à eux à une fréquence f_c = N x f_s. Cela signifie que l’écart temporel entre deux symboles 20 binaires entrelacés est T_c = l/f_c. Dans l’exemple considéré, la fréquence f_c d’émission des symboles 20 binaires entrelacés est de 25 MHz et l’écart temporel T_c entre deux symboles 20 binaires entrelacés est de 40 ns.

[0097] La figure 6 est une autre représentation schématique des symboles 20 binaires entrelacés représentés à la figure 5, ainsi que le signal associé. Dans l’exemple considéré, à chaque symbole 20 binaire entrelacé correspond soit une présence d’une impulsion 21 (si le symbole prend un état représenté par la valeur 1), soit une absence d’une impulsion (si le symbole prend un état représenté par la valeur -1).

[0098] Le nombre N de blocs 23 en lequel la séquence 22 de bits à émettre est découpé est choisi de sorte que l’écart temporel T_c entre deux symboles 20 binaires entrelacés est supérieur à la durée 1) d’une impulsion 21. Ainsi, deux impulsions 21 de deux codes distincts ne pourront pas se chevaucher. Aussi, une impulsion 21 d’un code ne pourra pas chevaucher une absence d’impulsion 21 d’un autre code.

[0099] Il apparaît alors, au regard des figures 5 et 6, que le temps nécessaire pour émettre tous les N x N_b bits de la séquence 22 est égal à N_s x T_s. Autrement dit, le temps T_b pour émettre un bit de la séquence 22 est égal à :

[Math. 1]

N ¹ b ⁼ N_h X N ^{x 1 s}

[0100] Ce qui signifie également que la fréquence f_b d’émission de bits est (N_b x N) fois plus grande que la fréquence f’_b d’émission de bits d’un procédé conventionnel tel que décrit en référence aux figures 2 et 3. Dans l’exemple considéré, cela signifie que le procédé 100 d’émission d’une séquence 22 de bits selon l’invention permet une multiplication par seize (N_b x N = 16) du débit binaire pour l’émission d’une séquence 22 de bits. La fréquence f_b d’émission de bits vaut alors 781,25 kb/s.

[0101] Dans l’exemple considéré, le temps nécessaire pour émettre une séquence 22 de bits est ainsi divisé par seize par rapport à un procédé conventionnel tel que décrit en référence à la aux figures 2 et 3. Dans l’exemple considéré, le temps pour émettre un message comportant un identifiant de quatre-vingt-seize bits formé par quatre séquences 22 de seize bits est d’environ 123 ps. Le temps nécessaire pour envoyer un tel message comportant un identifiant de quatre-vingt-seize bits avec une méthode telle que décrite en référence à aux figures 2 et 3 est environ égal à 2 ms. Le procédé 100 selon l’invention permet ainsi de considérablement réduire le temps pendant lequel le dispositif émetteur 11 doit être actif pour émettre le message. En outre, le nombre d’impulsions 21 à générer pour encoder un message est également divisé en moyenne par le nombre N_b de bits que comporte un bloc 22 (soit une division par quatre dans l’exemple considéré). Tout ceci concourt à limiter drastiquement la consommation électrique du dispositif émetteur 11 lors de l’émission d’un message.

[0102] Un autre avantage résultant de la réduction du temps d’émission d’un message par un dispositif émetteur 11 est une réduction du bruit pour le système global. En effet, deux messages émis à des instants aléatoires par deux dispositifs émetteurs 11 du système 10 de géolocalisation ont une probabilité plus faible d’être émis en même temps si le temps d’émission d’un message est plus court. Les interférences causées par des émissions simultanées de messages sont alors diminuées.

[0103] Un dispositif récepteur 12 connaît l’ordre d’émission des N blocs 23 d’une séquence 22 de bits émise par un dispositif émetteur 11, ainsi que les codes utilisés et la table d’association desdits codes aux différentes valeurs possibles d’un bloc 23.

[0104] Le dispositif récepteur 12 est alors capable de décoder une séquence 22 de bits émise par un dispositif émetteur 11 en échantillonnant l’enveloppe d’impulsions 21 du signal transportant ladite séquence 22 de bits et en faisant, pour chacun des 2^Nb codes utilisés, une corrélation entre les échantillons obtenus et une séquence de référence représentative dudit code modulé par une enveloppe d’impulsions. Dans l’exemple considéré, un échantillon prend la valeur 1 pour un instant d’échantillonnage compris dans une période T_; d’une impulsion 21 ; un échantillon prend la valeur -1 pour un instant d’échantillonnage compris en dehors d’une période T_; d’une impulsion 21.

[0105] La fréquence d’échantillonnage est notée f_e. L’écart temporel entre deux échantillons est noté T_e. Le nombre d’échantillons par symbole 20 binaire est noté N_e, ce nombre correspond au rapport entre la fréquence d’échantillonnage f_e et la fréquence f_s d’émission de symboles 20 binaires. Dans l’exemple considéré, la fréquence d’échantillonnage f_e vaut 500 MHz et le nombre N_ed’échantillons par symbole 20 binaire vaut 80. La longueur de la séquence de référence d’un code est alors de 10 240 échantillons.

[0106] Chacune des 2^Nb corrélations sont réalisées sur une fenêtre glissante d’échantillons du signal reçu dont la longueur est égale à la longueur de la séquence de référence.

[0107] A un instant d’échantillonnage donné, plus le nombre d’échantillons de la fenêtre glissante identiques aux échantillons de la séquence de référence d’un code est grand, et plus la valeur de corrélation est grande pour ce code. Une valeur de corrélation pour un code donné à un instant d’échantillonnage donné est par exemple calculée en multipliant la valeur de chaque échantillon de la fenêtre glissante avec la valeur de l’échantillon correspondant de la séquence de référence dudit code, et en additionnant les résultats obtenus pour tous les échantillons de la fenêtre glissante.

[0108] A chaque instant d’échantillonnage correspond ainsi 2^Nb valeurs de corrélation. Il est alors possible de générer un signal de corrélation représentant à chaque instant d’échantillonnage la plus grande valeur de corrélation parmi les 2^Nb valeurs de corrélation calculées pour les 2^Nb codes.

[0109] La figure 7 représente schématiquement un tel signal de corrélation généré par un dispositif récepteur 12 à partir d’un signal transportant une séquence 22 de bits émise par un dispositif émetteur 11. Les valeurs de corrélation du signal sont représentées en ordonnée. Les instants d’échantillonnage sont représentés en abscisse.

[0110] Il apparaît alors qu’une séquence 22 de (N x N_b) bits peut être détectée par la présence de N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation successifs espacés d’un écart temporel environ égal à T_c. Chaque pic 41, 42, 43, 44 de corrélation correspond à un des N blocs 23 en lesquels la séquence 22 de bits a été découpée. Un pic 41, 42, 43, 44 de corrélation est atteint par exemple lorsque la valeur de corrélation à un instant d’échantillonnage est supérieure à un seuil S de corrélation prédéterminé.

[0111] Il apparaît également que le niveau du seuil S de corrélation peut prendre une valeur nettement plus faible que le niveau du seuil S’ de corrélation pour une méthode conventionnelle telle que décrit en référence aux figures 2 et 3. En effet, même si certains instants d’échantillonnage présentent des valeurs de corrélation supérieures au seuil S de corrélation, comme c’est le cas par exemple pour les faux pics 45, 46 de corrélation représentés sur la figure 7, un pic de corrélation ne sera pas détecté pour ces instants d’échantillonnage car il n’y a pas la présence de N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation successifs séparés d’un écart temporel environ égal à T_c pour ces instants d’échantillonnage.

[0112] Il convient de noter que l’écart temporel entre deux pics successifs parmi les N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation n’est pas forcément exactement égal à T_c. En effet, le rapport entre la fréquence d’échantillonnage f_e et la fréquence f_s d’émission de symboles 20 binaires n’est pas forcément une valeur entière. En outre, l’instant de réception du début d’un symbole 20 binaire n’est pas forcément aligné avec un instant d’échantillonnage. Dans l’exemple considéré, où le rapport entre f_e et f_s est une valeur entière, on peut néanmoins considérer que l’écart temporel entre deux pics successifs parmi les N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation est compris entre (T_c - T_e) et (T_c + T_e). [0113] Un dispositif récepteur 12 peut alors avantageusement mettre en œuvre un procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence 22 de bits émise par un dispositif émetteur 11 dans lequel l’instant d’arrivée de la séquence de bits est déterminé en fonction des N instants de détection respectifs de N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation des N différents blocs 23 de bits transmis. Si la séquence 22 de bits correspond à un message, l’instant d’arrivée du message correspond à l’instant d’arrivée de la séquence 22 de bits. Si un message correspond à plusieurs séquences 22 de bits concaténées, l’instant d’arrivée du message correspond à l’instant d’arrivée de la première séquence 22 de bits.

[0114] Le dispositif récepteur 12 comporte par exemple un circuit de traitement (non représenté sur les figures), comportant un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (par exemple une mémoire électronique) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre les différentes étapes du procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence 22 de bits. Alternativement ou en complément, le circuit de traitement comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en œuvre tout ou partie desdites étapes du procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence 22 de bits.

[0115] En d’autres termes, le circuit de traitement comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.) pour mettre en œuvre les étapes du procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence 22 de bits émise par un dispositif émetteur 11.

[0116] Par exemple, l’estimation de l’instant d’arrivée de la séquence 22 de bits peut être déterminée en moyennant le nombre d’échantillons séparant deux pics successifs parmi les N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation. Si ce nombre moyen calculé est supérieur à l’écart théorique attendu valant N_e/ N, alors cela signifie que l’instant d’arrivée de la séquence 22 de bits est ultérieur à l’instant d’échantillonnage correspondant au premier pic 41 de corrélation. Inversement, si ce nombre moyen calculé est inférieur à l’écart théorique attendu valant N_e/ N, alors cela signifie que l’instant d’arrivée de la séquence 22 de bits précède l’instant d’échantillonnage correspondant au premier pic 41 de corrélation. Il est alors par exemple possible de décaler l’instant d’arrivée estimé de la séquence 22 de bits d’une valeur T_e / (N - 1) avant ou après l’instant d’échantillonnage du premier pic 41 de corrélation parmi les N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation détectés.

L’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence 22 de bits est alors plus précise que celle décrite en référence à la figure 3.

[0117] L’ensemble des 2^Nb codes peut avantageusement comporter 2^{(Nb 11} codes principaux (soit huit codes principaux dans l’exemple considéré) ainsi que leurs 2^{(Nb 11} codes inverses respectifs. Cela peut en effet avantageusement permettre de se contenter de faire des corrélations pour les 2^{,Xb 11} codes principaux et de diviser ainsi par deux le nombre de corrélations à effectuer à chaque instant d’échantillonnage. Il convient dans ce cas de considérer à chaque échantillonnage la valeur de corrélation la plus grande en valeur absolue parmi les 2^{(Nb 11} valeurs de corrélation calculées pour les différents codes principaux. Si cette valeur est positive, cela signifie que la valeur de corrélation calculée correspond potentiellement à la détection d’un bloc 23 dont la valeur est celle associée au code principal utilisé pour ce calcul de corrélation. Si cette valeur est négative, cela signifie que la valeur de corrélation calculée correspond potentiellement à la détection d’un bloc 23 dont la valeur est celle associée au code inverse du code principal utilisé pour ce calcul de corrélation.

[0118] Lorsque N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation successifs séparés d’un écart temporel environ égal à T_c (avec une précision de +/- T_e) sont détectés par le dispositif récepteur 12, il est alors possible de reconstruire la séquence 22 de bits émise par le dispositif émetteur 11. En effet, chacun des N pics 41, 42, 43, 44 successifs correspond respectivement à un bloc 23 de N_b bits dont la valeur est celle associée au code utilisé pour le calcul de corrélation correspondant (ou éventuellement au code inverse du code utilisé pour ce calcul de corrélation). Comme le dispositif récepteur 12 connaît dans quel ordre sont émis les blocs 23 d’une séquence 22 de bits correspondant à un message, il est possible pour le dispositif récepteur 12 de reconstruire la séquence 22 de bits émise par le dispositif émetteur 11. Si un message est formé par plusieurs séquences 22 de bits, le dispositif récepteur 12 peut reconstruire le message en concaténant les différentes séquences 22 de bits obtenues.

[0119] Dans des modes particuliers de mise en œuvre du procédé 100 d’émission d’une séquence 22 de bits, le code inverse au code normalement associé à la valeur d’un bloc 23 de bits est utilisé pour encoder au moins un bloc 23 de bits prédéterminé de la séquence 22 de bits à émettre.

[0120] Dans un mode préféré de mise en œuvre du procédé 100 d’émission, et tel qu’illustré sur la figure 9, le code inverse est utilisé à la place du code normalement associé à la valeur d’un bloc 23 de bits pour un bloc 23 de bits sur deux de la séquence 22 de bits à émettre.

[0121] Dans l’exemple illustré à la figure 9, il y a quatre blocs 23 à émettre. Chaque bloc 23 comporte quatre bits. Le code utilisé pour encoder le premier bloc 23 (Bloc #7) ayant pour valeur Vall est le code de la table d’association représentée à la figure 8 associé à la valeur Vall. Le code utilisé pour encoder le deuxième bloc 23 (Bloc #2) ayant pour valeur Val2 est le code inverse au code associé à la valeur Val2. Le code utilisé pour encoder le troisième bloc 23 (Bloc #3) ayant pour valeur Val3 est le code associé à la valeur Val3. Le code utilisé pour encoder le quatrième bloc 23 (Bloc #4) ayant pour valeur Nal4 est le code inverse au code associé à la valeur Val4.

[0122] De telles dispositions permettent notamment de réduire la symétrie des symboles 20 binaires émis lorsque plusieurs blocs 23 ayant la même valeur doivent être émis successivement. C’est le cas par exemple lorsque plusieurs blocs 23 ont pour valeur zéro. Plutôt que d’encoder tous les blocs 23 successifs dont la valeur est zéro avec un seul et même code, un bloc 23 sur deux sera encodé avec le code associé à la valeur zéro, et un bloc 23 sur deux sera encodé avec le code inverse au code associé à la valeur zéro.

[0123] Limiter la symétrie des symboles 20 binaires émis permet avantageusement d’éviter la génération de « raies » dans le spectre. La sensibilité au bruit est alors améliorée et la puissance d’émission permise est augmentée.

[0124] La description ci-avant illustre clairement que, par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs fixés.

[0125] En particulier, et comme cela a été démontré dans la description ci-avant, le procédé 100 d’émission d’une séquence 22 de bits selon l’invention permet une multiplication du débit d’émission par le nombre N_b de bits compris dans un bloc 23 et par le nombre N de blocs 23 en lequel la séquence 22 de bits est découpée. Le débit est ainsi multiplié par N_b x N par rapport à une méthode conventionnelle d’émission telle que décrite en référence aux figures 2 et 3.

[0126] Le temps nécessaire pour émettre un message correspondant à une séquence 22 de bits ou à plusieurs séquences 22 de bits de même longueur est alors réduit d’autant. Cela signifie que la période de temps pendant laquelle un dispositif émetteur 11 doit être dans un mode actif pour émettre un message est elle aussi réduite par un facteur égal à N_b x N.

[0127] En outre, le nombre d’impulsions 21 nécessaires pour encoder un message est divisé en moyenne par le nombre N_b de bits compris dans un bloc 23.

[0128] Tout ceci concourt à limiter drastiquement la consommation électrique du dispositif émetteur 11 lors de l’émission d’un message.

[0129] Un autre avantage résultant de la réduction du temps d’émission d’un message par un dispositif émetteur 11 est une réduction du bruit pour le système global. En effet, deux messages émis à des instants aléatoires par deux dispositifs émetteurs 11 du système 10 de géolocalisation ont une probabilité plus faible d’être émis en même temps si le temps d’émission d’un message est plus court. Les interférences causées par des émissions simultanées de messages sont alors diminuées.

[0130] Emettre une séquence 22 de bits selon un procédé 100 d’émission selon l’invention permet en outre d’optimiser, au niveau d’un dispositif récepteur 12, la détection et la précision de l’estimation de l’instant de détection d’un pic de corrélation.

[0131] Il a en effet été démontré dans la description ci-avant que la discrimination entre un vrai pic 41, 42, 43, 44 de corrélation et un faux pic 45, 46 de corrélation est facilitée par la présence, à l’arrivée d’une séquence 22 de bits émise par un dispositif émetteur 11 et reçu par un dispositif récepteur 12, de N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation consécutifs espacés d’un écart temporel proche de l’écart temporel T_c séparant deux symboles 20 binaires entrelacés. Le niveau du seuil S de corrélation peut alors prendre une valeur nettement plus faible que le niveau du seuil S’ de corrélation pour une méthode conventionnelle telle que décrit en référence aux figures 2 et 3.

[0132] La sensibilité du corrélateur du dispositif récepteur 12 est améliorée, comme si le dispositif récepteur 12 utilisait virtuellement des codes de longueur N x N_s symboles 20 binaires (au lieu de codes de longueur N_s symboles 20 binaires). Plus la longueur d’un code est grande, et plus la valeur d’un pic de corrélation est discriminante par rapport à une valeur moyenne d’un signal de corrélation.

[0133] Le découpage 101 d’une séquence 22 en N blocs 23 de N_b bits et l’entrelacement 104 des symboles 20 binaires des codes correspondant respectivement auxdits N blocs 23 permet de limiter le nombre de codes à utiliser et le nombre de calculs de corrélation à effectuer au niveau du dispositif récepteur 12. En effet, comme cela a été expliqué ciavant, pour décoder une séquence 22 de bits émis avec le procédé 100 d’émission selon l’invention, il peut suffire, au niveau d’un dispositif récepteur 12, de faire des corrélations pour 2^{,Xb h} codes. En revanche, avec une méthode sans découpage ni entrelacement, il faudrait déterminer 2^NxNb codes présentant des niveaux d’inter-corrélation satisfaisants et effectuer 2^NxNb corrélations pour décoder la séquence 22 de bits. Dans l’exemple considéré où N = N_b = 4, l’invention permet de se contenter de huit codes et huit calculs de corrélation à chaque instant d’échantillonnage, alors qu’il faudrait utiliser 32 768 codes et autant de calculs de corrélation à chaque instant d’échantillonnage pour une méthode sans découpage ni entrelacement.

[0134] Un dispositif récepteur 12 peut en outre avantageusement mettre en œuvre un procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence 22 de bits émis par un dispositif émetteur 11 dans lequel l’instant d’arrivée de la séquence 22 de bits est déterminé en fonction des N instants de détection respectifs de N pics 41, 42, 43, 44 de corrélation des N différents blocs 23 de bits transmis. L’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence 22 de bits est alors plus précise que celle décrite en référence à la figure 3.

[0135] De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en œuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs, et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables.

[0136] L’invention a été décrite en considérant un système 10 de géolocalisation d’un dispositif émetteur 11 basé sur des calculs de différence de temps d’arrivée d’un message émis par ledit émetteur 11 et reçu par des dispositifs récepteurs 12. Rien n’exclut cependant, que l’invention puisse s’appliquer à d’autres systèmes. Notamment, le procédé 100 d’émission d’un message selon l’invention trouve un intérêt dès lors qu’il est avantageux d’augmenter le débit d’émission de bits par un dispositif émetteur 11.

[0137] L’invention a également été décrite en considérant qu’un message émis par un dispositif émetteur 11 est transporté par un signal radio à ultra large bande de type « tout ou rien » (un symbole 20 binaire étant représenté par la présence ou l’absence d’une impulsion 21). Rien n’exclut cependant, que l’invention puisse s’appliquer à d’autres types de signaux, notamment des signaux dont la largeur de bande est plus faible, ou à d’autres modulations, comme par exemple des modulations d’amplitude, de fréquence ou de phase.

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Procédé (100) d’émission d’une séquence (22) de bits à émettre à une fréquence f_b avec un signal ultra large bande de type « tout ou rien » transportant des symboles (20) binaires, les deux états possibles d’un symbole (20) binaire correspondant respectivement à une présence ou à une absence d’une impulsion (21), ledit procédé (100) étant caractérisé en ce que un ensemble de codes est préalablement déterminé, chaque code étant associé à une valeur possible d’un bloc (23) de N_b bits, chaque code comportant un ensemble ordonné de N_s symboles (20) binaires destinés à être émis à une fréquence f_s, et ledit procédé (100) comporte : - un découpage (101) de la séquence (22) de bits en N blocs (23) de N_b bits, lesdits blocs (23) étant ordonnés selon un ordre d’émission prédéterminé, la fréquence f_s et les nombres N et N_b étant choisis de sorte que N_s x f_b = N x N_b x f_s, - une association (103) d’un code à chacun des N blocs (23) en fonction de la valeur desdits blocs (23), - un entrelacement (104) des symboles (20) binaires des N codes correspondant respectivement aux N blocs (23) de bits à émettre, les symboles (20) binaires entrelacés étant transmis successivement dans le temps avec une fréquence f_c telle que N x f_s = f_c. [Revendication 2] Procédé (100) selon la revendication 1 dans lequel l’ensemble des codes associés aux valeurs possibles d’un bloc (23) de N_b bits comporte 2^{(Nb 11} codes principaux ainsi que les 2^{(Nb 11} codes inverses respectifs, un symbole (20) binaire d’un code inverse présentant un état contraire à un état du symbole (20) binaire de même rang du code principal respectif. [Revendication 3] Procédé (100) selon la revendication 2 dans lequel le code inverse au code normalement associé à la valeur d’un bloc (23) de bits est utilisé pour encoder au moins un bloc (23) de bits prédéterminé de la séquence (22) de bits à émettre. [Revendication 4] Procédé (100) selon la revendication 3 dans lequel le code inverse est utilisé à la place du code normalement associé à la valeur d’un bloc (23) de bits pour un bloc (23) de bits sur deux de la séquence (22) de bits à émettre. [Revendication 5] Procédé (100) selon l’une des revendications 1 à 4 dans lequel les codes déterminés présentent un niveau d’inter-corrélation deux à deux inférieur à 30% de N_s.

   [Revendication 6] Dispositif émetteur (11) mettant en œuvre un procédé (100) d’émission d’une séquence (22) de bits selon l’une des revendications 1 à 5. [Revendication 7] Procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence (22) de bits, caractérisé en ce que : - la séquence (22) de bits est transmise selon un procédé (100) selon l’une des revendications 1 à 5, - pour chaque code d’une partie au moins de l’ensemble de codes associés à une valeur possible d’un bloc (23) de N_b bits, un calcul de corrélation est réalisé entre le signal transportant la séquence (22) de bits et un signal de référence représentatif dudit code, - l’instant d’arrivée de la séquence (22) de bits est déterminé en fonction de N instants de détection respectifs de N pics (41, 42, 43, 44) de corrélation correspondants aux N différents blocs (23) de bits transmis. [Revendication 8] Dispositif récepteur (12) mettant en œuvre un procédé d’estimation de l’instant d’arrivée d’une séquence (22) de bits selon la revendication 7. [Revendication 9] Système (10) de géolocalisation d’un dispositif émetteur (11) selon la revendication 6 comportant une pluralité de dispositifs récepteurs (12) selon la revendication 8. [Revendication 10] Système (10) de géolocalisation selon la revendication 9 dans lequel un dispositif émetteur (11) est une étiquette destinée à être posée sur un objet à géolocaliser, et un dispositif récepteur (12) est une balise générant un champ électromagnétique pour alimenter énergétiquement une étiquette, le système (10) de géolocalisation comportant en outre un serveur (13) qui collecte les instants d’arrivée d’un message émis par une étiquette estimés par les différentes balises, et qui estime la position géographique de ladite étiquette en fonction des instants d’arrivée estimés et des positions géographiques des différentes balises.

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