FR3094169A1 - Authentication system at the physical layer for radio communication system - Google Patents
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Abstract
L’invention a pour objet des systèmes de communication radio (100), des émetteurs radio (110) et des unités de supervision (150). Le principe général de l’invention est basé sur l’ajout d’une information d’identification aux signaux émis par les émetteurs d’un système de communication radio. Par ailleurs, les récepteurs du système de communication radio sont insensibles à l’information d’identification. En effet, on ajoute une unité de supervision au système de communication radio, qui est la seule à être sensible à l’information d’identification. C’est donc cette unité de supervision qui authentifie les signaux émis par les émetteurs. Fig.1The invention relates to radio communication systems (100), radio transmitters (110) and supervision units (150). The general principle of the invention is based on the addition of identification information to the signals emitted by the transmitters of a radio communication system. In addition, the receivers of the radio communication system are insensitive to identification information. In fact, we add a supervision unit to the radio communication system, which is the only one sensitive to identification information. It is therefore this supervision unit that authenticates the signals sent by the transmitters. Fig. 1
Description
L’invention concerne le domaine de l’authentification dans les réseaux de communication radiofréquence. Plus précisément, elle concerne des systèmes de communication radio, des émetteurs radio et des unités de supervision.The invention relates to the field of authentication in radiofrequency communication networks. More specifically, it relates to radio communication systems, radio transmitters and supervision units.
L’authentification des nœuds légitimes pose de nombreux problèmes dans les réseaux de communication radio.Authentication of legitimate nodes poses many problems in radio communication networks.
Certaines techniques d’authentification préconisent d’authentifier les nœuds d’émission du réseau de communication radio au niveau de la couche physique plutôt que dans les couches supérieures du modèle OSI, de l'anglais Open Systems Interconnection.Some authentication techniques recommend authenticating the transmission nodes of the radio communication network at the level of the physical layer rather than at the upper layers of the OSI model, from the English Open Systems Interconnection.
Dans ces techniques, on considère que les composants électroniques des nœuds d’émission (par ex. un amplificateur) comportent des spécificités liées à leur architecture ainsi qu’un ensemble de variations liées aux processus de fabrication. L’ensemble de ces spécificités caractéristiques entraine des variations dans le traitement des signaux électriques, formant ainsi une signature électrique unique pour chaque composant. Ainsi, en pratique, on détecte la signature électrique unique de chaque nœud d’émission au niveau des nœuds de réception du réseau de communication radio.In these techniques, it is considered that the electronic components of the transmission nodes (e.g. an amplifier) include specificities related to their architecture as well as a set of variations related to the manufacturing processes. All of these characteristic specificities lead to variations in the processing of electrical signals, thus forming a unique electrical signature for each component. Thus, in practice, the unique electrical signature of each transmission node is detected at the level of the reception nodes of the radio communication network.
Toutefois, de telles techniques coutent chères, car elles nécessitent des équipements très précis pour analyser les signaux reçus dont les variabilités de fabrication sont très ténues. En outre, elles ne permettent pas de distinguer de manière certaine des nœuds d’émission qui utilisent les mêmes composants électroniques. En effet, dans la pratique, la signature électrique d’un nœud d’émission détermine une famille de composants électroniques, car il est très difficile de détecter les variabilités de fabrication parmi le bruit ambiant présent sur le canal de communication des réseaux de communication radio.However, such techniques are expensive, because they require very precise equipment to analyze the signals received, the manufacturing variability of which is very slight. In addition, they do not make it possible to distinguish with certainty transmission nodes which use the same electronic components. Indeed, in practice, the electrical signature of a transmission node determines a family of electronic components, since it is very difficult to detect manufacturing variability among the ambient noise present on the communication channel of radio communication networks. .
La présente invention vise donc à pallier les inconvénients précités.The present invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks.
Pour cela, un premier aspect de l’invention concerne un système de communication radio.For this, a first aspect of the invention relates to a radio communication system.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un émetteur radio prévu pour être utilisé dans le système de communication radio.A second aspect of the invention relates to a radio transmitter intended for use in the radio communication system.
Et un troisième aspect de l’invention concerne une unité de supervision radio prévue pour être utilisée dans le système de communication radio.And a third aspect of the invention relates to a radio supervision unit intended to be used in the radio communication system.
Ainsi, l’invention concerne un système de communication radio, qui comprend :
- au moins un émetteur couplé à une antenne d’émission,
- au moins un récepteur couplé à une première antenne de réception, et
- au moins une unité de supervision couplée à une deuxième antenne de réception,
dans lequel,
- l’émetteur comprend un module de communication pour former un canal de communication principal et un canal de communication auxiliaire différent du canal de communication principal, le module de communication étant en outre prévu pour envoyer, sur le canal de communication principal, un signal de données et pour envoyer, sur le canal de communication auxiliaire, un signal composite qui comprend tout ou partie du signal de données et un signal d’identification de l’émetteur,
- la première antenne de réception est prévue pour seulement recevoir les signaux envoyés sur le canal de communication principal,
- la deuxième antenne de réception est prévue pour recevoir les signaux envoyés sur le canal de communication principal et le canal de communication auxiliaire,
- l’unité de supervision est prévue pour décoder le signal d’identification de l’émetteur en corrélant les signaux envoyés sur le canal de communication principal et le canal de communication auxiliaire,
- l’unité de supervision est en outre prévue pour générer un signal d’authentification à partir du signal d’identification décodé de l’émetteur et d’une base de données des signaux d’identification d’émetteurs habilités à communiquer avec le récepteur, et
- le système de communication radio, est configuré pour traiter les signaux reçus par le récepteur en fonction du signal d’authentification.Thus, the invention relates to a radio communication system, which comprises:
- at least one transmitter coupled to a transmitting antenna,
- at least one receiver coupled to a first receiving antenna, and
- at least one supervision unit coupled to a second reception antenna,
in which,
- the transmitter comprises a communication module to form a main communication channel and an auxiliary communication channel different from the main communication channel, the communication module also being provided to send, on the main communication channel, a signal of data and to send, over the auxiliary communication channel, a composite signal which comprises all or part of the data signal and a transmitter identification signal,
- the first reception antenna is designed to only receive the signals sent on the main communication channel,
- the second reception antenna is provided to receive the signals sent on the main communication channel and the auxiliary communication channel,
- the supervision unit is provided to decode the transmitter identification signal by correlating the signals sent on the main communication channel and the auxiliary communication channel,
- the supervision unit is further provided to generate an authentication signal from the decoded identification signal of the transmitter and a database of identification signals from transmitters authorized to communicate with the receiver , and
- the radio communication system is configured to process the signals received by the receiver according to the authentication signal.
Dans une première mise en œuvre :
- l’antenne d’émission est une antenne d’émission à double fréquence qui comprend une première fréquence de fonctionnement et une deuxième fréquence de fonctionnement, respectivement prévue pour émettre le signal de données et le signal composite,
- la première antenne de réception est sensible seulement à la première fréquence de fonctionnement,
- la deuxième antenne de réception est une antenne de réception à double fréquence qui comprend la première fréquence de fonctionnement et la deuxième fréquence de fonctionnement, respectivement prévue pour recevoir le signal de données et le signal composite, et
dans lequel,
- le canal de communication principal est formé sur la première fréquence de fonctionnement, et
- le canal de communication auxiliaire est formé sur la deuxième fréquence de fonctionnement.In a first implementation:
- the transmit antenna is a dual frequency transmit antenna which comprises a first operating frequency and a second operating frequency, respectively provided for transmitting the data signal and the composite signal,
- the first receiving antenna is sensitive only to the first operating frequency,
- the second receiving antenna is a dual frequency receiving antenna which comprises the first operating frequency and the second operating frequency, respectively provided to receive the data signal and the composite signal, and
in which,
- the main communication channel is formed on the first operating frequency, and
- the auxiliary communication channel is formed on the second operating frequency.
Dans une deuxième mise en œuvre :
- l’antenne d’émission est une antenne d’émission à double polarisation qui comprend une première polarisation et une deuxième polarisation, respectivement prévue pour émettre le signal de données et le signal composite,
- la première antenne de réception est sensible seulement à la première polarisation,
- la deuxième antenne de réception est une antenne de réception à double polarisation qui comprend la première polarisation et la deuxième polarisation, respectivement prévue pour recevoir le signal de données et le signal composite, et
dans lequel,
- le canal de communication principal est formé sur la première polarisation, et
- le canal de communication auxiliaire est formé sur la deuxième polarisation.In a second implementation:
- the transmit antenna is a dual polarization transmit antenna which comprises a first polarization and a second polarization, respectively provided for transmitting the data signal and the composite signal,
- the first reception antenna is sensitive only to the first polarization,
- the second reception antenna is a dual-polarization reception antenna which comprises the first polarization and the second polarization, respectively provided to receive the data signal and the composite signal, and
in which,
- the main communication channel is formed on the first polarization, and
- the auxiliary communication channel is formed on the second bias.
Dans une troisième mise en œuvre :
- le module de communication comprend un modulateur à déplacement de polarisation prévu pour séparer le signal de données en une première composante de polarisation et une deuxième composante de polarisation, en faisant varier le passage entre les première et deuxième composantes de polarisation en fonction du signal d’identification de l’émetteur,
- l’antenne d’émission est une antenne d’émission à double polarisation qui comprend une première polarisation et une deuxième polarisation, respectivement prévue pour émettre la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation,
- la première antenne de réception est insensible à la polarisation,
- la deuxième antenne de réception est une antenne de réception à double polarisation qui comprend une première entrée de polarisation et une deuxième entrée de polarisation, respectivement prévue pour recevoir la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation, et
dans lequel,
- le canal de communication principal est formé sur une somme entre la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation, et
- le canal de communication auxiliaire est formé sur la variation du passage entre les première et deuxième composantes de polarisation.In a third implementation:
- the communication module comprises a polarization shift modulator designed to separate the data signal into a first polarization component and a second polarization component, by varying the passage between the first and second polarization components as a function of the signal d issuer identification,
- the transmit antenna is a dual polarization transmit antenna which comprises a first polarization and a second polarization, respectively provided to transmit the first polarization component and the second polarization component,
- the first receiving antenna is insensitive to polarization,
- the second reception antenna is a dual-polarization reception antenna which comprises a first polarization input and a second polarization input, respectively designed to receive the first polarization component and the second polarization component, and
in which,
- the main communication channel is formed on a sum between the first polarization component and the second polarization component, and
- the auxiliary communication channel is formed on the variation of the passage between the first and second polarization components.
Selon un mode de réalisation des mises en œuvre particulières, l’émetteur et l’antenne d’émission sont fixés sur un capteur électronique d’un véhicule routier, ou inclus dans celui-ci.According to one embodiment of the particular implementations, the transmitter and the transmitting antenna are attached to an electronic sensor of a road vehicle, or included therein.
L’invention couvre également un émetteur radio prévu pour être utilisé dans un système de communication radio selon l’invention, dans lequel, l’émetteur comprend un module de communication pour former un canal de communication principal et un canal de communication auxiliaire différent du canal de communication principal, et en outre, le module de communication est prévu pour envoyer, sur le canal de communication principal, un signal de données et pour envoyer, sur le canal de communication auxiliaire, un signal composite qui mélange tout ou partie du signal de données avec un signal d’identification de l’émetteur.The invention also covers a radio transmitter intended to be used in a radio communication system according to the invention, in which the transmitter comprises a communication module to form a main communication channel and an auxiliary communication channel different from the channel main communication channel, and in addition, the communication module is provided for sending, on the main communication channel, a data signal and for sending, on the auxiliary communication channel, a composite signal which mixes all or part of the data with a transmitter identification signal.
L’invention concerne aussi une unité de supervision radio prévue pour être utilisée dans un système de communication radio selon l’invention, dans lequel, l’émetteur comprend :
- une base de données des signaux d’identification d’émetteurs habilités à communiquer avec le récepteur du système de communication radio, et
- un processeur pour générer le signal d’authentification à partir du signal d’identification décodé de l’émetteur et de la base de données des signaux d’identification d’émetteurs habilités à communiquer avec le récepteur.The invention also relates to a radio supervision unit intended to be used in a radio communication system according to the invention, in which the transmitter comprises:
- a database of transmitter identification signals authorized to communicate with the receiver of the radio communication system, and
- A processor for generating the authentication signal from the decoded identification signal of the transmitter and the database of identification signals from transmitters authorized to communicate with the receiver.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés, donnés à titre illustratif et nullement limitatif.Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the description which follows and with reference to the appended drawings, given by way of illustration and in no way limiting.
Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas nécessairement représentés à la même échelle, les uns par rapport aux autres, sauf mention contraire.For reasons of clarity, the elements represented are not necessarily represented at the same scale, relative to each other, unless otherwise stated.
Le principe général de l’invention est basé sur l’ajout d’une information d’identification aux signaux émis par les émetteurs d’un système de communication radio. Par ailleurs, les récepteurs du système de communication radio sont insensibles à l’information d’identification. En effet, on ajoute une unité de supervision au système de communication radio, qui est la seule à être sensible à l’information d’identification. C’est donc cette unité de supervision qui authentifie les signaux émis par les émetteurs. On peut donc identifier chaque émetteur de façon unique. En outre, la mise en œuvre ne nécessite que peu de modifications au système de communication radio.The general principle of the invention is based on the addition of identification information to the signals transmitted by the transmitters of a radio communication system. Furthermore, the receivers of the radio communication system are insensitive to the identification information. Indeed, a supervision unit is added to the radio communication system, which is the only one sensitive to the identification information. It is therefore this supervision unit that authenticates the signals emitted by the transmitters. Each transmitter can therefore be uniquely identified. Furthermore, the implementation requires only few modifications to the radio communication system.
Lafigure 1illustre un système de communication100selon l’invention. Figure 1 illustrates a communication system 100 according to the invention.
Dans lafigure 1, le système de communication100comprend :
- au moins un émetteur110couplé à une antenne d’émission120,
- au moins un récepteur130couplé à une première antenne de réception140, et
- au moins une unité de supervision150couplée à une deuxième antenne de réception160.
En outre, les éléments du système de communication100sont prévus pour communiquer sur un réseau de communication10de type radiofréquence.In Figure 1 , the communication system 100 includes:
- at least one transmitter 110 coupled to a transmitting antenna 120 ,
- at least one receiver 130 coupled to a first receiving antenna 140 , and
- At least one supervision unit 150 coupled to a second reception antenna 160 .
In addition, the elements of the communication system 100 are provided to communicate on a communication network 10 of the radio frequency type.
Dans l’invention, les éléments du système de communication100sont de type connu de l’homme du métier. Ainsi, l’émetteur110en combinaison avec l’antenne d’émission120comprend des circuits électroniques pour émettre un rayonnement électromagnétique. En outre, le récepteur130en combinaison avec l’antenne de réception140et l’unité de supervision150en combinaison avec la deuxième antenne de réception160comprennent des circuits électroniques pour recevoir un rayonnement électromagnétique.In the invention, the elements of the communication system 100 are of the type known to those skilled in the art. Thus, transmitter 110 in combination with transmit antenna 120 includes electronic circuitry for transmitting electromagnetic radiation. Further, receiver 130 in combination with receive antenna 140 and supervisor unit 150 in combination with second receive antenna 160 include electronic circuitry for receiving electromagnetic radiation.
Dans l’exemple de lafigure 1, l’émetteur110comprend un module de communication (non représenté) pour former un canal de communication principal et un canal de communication auxiliaire différent du canal de communication principal. Dans un exemple, le module de communication est un processeur de traitement de signal de type connu.In the example of Figure 1 , the transmitter 110 includes a communication module (not shown) to form a main communication channel and an auxiliary communication channel different from the main communication channel. In one example, the communication module is a signal processing processor of known type.
Dans une mise en œuvre particulière, l’émetteur110est fixé sur un capteur électronique d’un véhicule routier, ou inclus dans celui-ci. On entend par véhicule routier, tout véhicule doté d’un moteur (généralement à explosion ou électrique) destiné à le mouvoir sur la route et capable de transporter des personnes ou des charges (par exemple, une voiture ou une motocyclette).In a particular implementation, the transmitter 110 is attached to an electronic sensor of a road vehicle, or included in the latter. By road vehicle is meant any vehicle equipped with an engine (generally internal combustion or electric) intended to move it on the road and capable of transporting people or loads (for example, a car or a motorcycle).
Le module de communication est en outre prévu pour traiter un signal de données de type connu, par exemple un signal GSM, CDMA ou OFDMA.The communication module is further provided to process a data signal of known type, for example a GSM, CDMA or OFDMA signal.
En pratique, le module de communication envoie, sur le canal de communication principal, le signal de données. En outre, le module de communication envoie, sur le canal de communication auxiliaire, un signal composite qui comprend tout ou partie du signal de données et un signal d’identification de l’émetteur110. En d’autres termes, le signal composite définit un lien de couplage entre le signal de données et un signal d’identification de l’émetteur110. Dans un exemple, le signal d’identification comprend un identifiant unique de l’émetteur110, par exemple une adresse MAC.In practice, the communication module sends the data signal over the main communication channel. Furthermore, the communication module sends, over the auxiliary communication channel, a composite signal which comprises all or part of the data signal and a transmitter identification signal 110 . In other words, the composite signal defines a coupling link between the data signal and a transmitter identification signal 110 . In one example, the identification signal comprises a unique identifier of the sender 110 , for example a MAC address.
Dans l’exemple de lafigure 1, la première antenne de réception140est prévue pour seulement recevoir les signaux envoyés sur le canal de communication principal, à savoir le signal de données. Ainsi, dans l’invention, la première antenne de réception140ne peut pas recevoir les signaux envoyés sur le canal de communication auxiliaire, à savoir le signal composite. Dans une mise en œuvre particulière, la première antenne de réception140en combinaison avec le récepteur130est fixée sur un capteur électronique d’un véhicule routier, ou inclus dans celui-ci.In the example of thefigure 1, the first receiving antenna140is intended to only receive the signals sent on the main communication channel, namely the data signal. Thus, in the invention, the first receiving antenna140cannot receive the signals sent on the auxiliary communication channel, namely the composite signal. In a particular implementation, the first receiving antenna140in combination with the receiver130is attached to or included in an electronic sensor of a road vehicle.
Dans une première mise en œuvre particulière de l’exemple de lafigure 1, on prévoit que le récepteur130traite les signaux reçus en fonction d’un signal d’authentification envoyé par l’unité de supervision150. Dans l’invention, on entend par traitement, toute opération de manipulation du signal de données dans le but de récupérer son contenu informationnel, comme, par exemple, les opérations de décodage ou de démodulation. Par ailleurs, on décrira ci-dessous le signal d’authentification en relation avec la description de l’unité de supervision150. En outre, le récepteur130comprend une horloge pour horodater la réception du signal de données.In a first particular implementation of the example of FIG. 1 , provision is made for the receiver 130 to process the signals received according to an authentication signal sent by the supervision unit 150 . In the invention, processing means any operation of manipulation of the data signal with the aim of recovering its information content, such as, for example, decoding or demodulation operations. Furthermore, the authentication signal will be described below in relation to the description of the supervision unit 150 . Further, receiver 130 includes a clock to timestamp receipt of the data signal.
Dans une deuxième mise en œuvre particulière de l’exemple de lafigure 1, on prévoit que le récepteur130traite les signaux reçus indépendamment de la réception du signal d’authentification envoyé par l’unité de supervision150. Dans ce cas, le signal d’authentification pourra être utilisé ailleurs dans l’infrastructure du système de communication100à un moment prédéterminé.In a second particular implementation of the example of FIG. 1 , provision is made for the receiver 130 to process the signals received independently of the reception of the authentication signal sent by the supervision unit 150 . In this case, the authentication signal may be used elsewhere in the infrastructure of the communication system 100 at a predetermined time.
Dans l’exemple de lafigure 1, la deuxième antenne de réception160est prévue pour recevoir les signaux envoyés sur le canal de communication principal, à savoir le signal de données et le canal de communication auxiliaire, à savoir le signal composite.In the example of FIG. 1 , the second reception antenna 160 is provided to receive the signals sent over the main communication channel, namely the data signal and the auxiliary communication channel, namely the composite signal.
Dans l’exemple de lafigure 1, l’unité de supervision150est prévue pour décoder le signal d’identification de l’émetteur110en corrélant les signaux envoyés sur le canal de communication principal et le canal de communication auxiliaire. En effet, comme on obtient le signal composite à partir du signal de données, alors on peut récupérer le signal d’identification de l’émetteur110grâce à des techniques connues de corrélation de signaux.In the example of FIG. 1 , the supervision unit 150 is provided for decoding the identification signal of the transmitter 110 by correlating the signals sent over the main communication channel and the auxiliary communication channel. Indeed, as the composite signal is obtained from the data signal, then the transmitter identification signal 110 can be recovered using known signal correlation techniques.
Dans l’exemple de lafigure 1, l’unité de supervision150est en outre prévue pour générer le signal d’authentification à partir du signal d’identification décodé de l’émetteur110et d’une base de données des signaux d’identification d’émetteurs110habilités à communiquer avec le récepteur130. Dans une mise en œuvre particulière, l’unité de supervision150comprend ladite base de données. Dans une autre mise en œuvre particulière, ladite base de données est accessible sur le réseau de communication10.In the example of FIG. 1 , the supervision unit 150 is also provided for generating the authentication signal from the decoded identification signal of the transmitter 110 and from a database of the signals of identification of transmitters 110 authorized to communicate with the receiver 130 . In a particular implementation, the supervision unit 150 comprises said database. In another particular implementation, said database is accessible on the communication network 10 .
En pratique, l’unité de supervision150comprend un processeur qui compare le signal d’identification décodé de l’émetteur110à ladite base de données. Ainsi, si le signal d’identification décodé de l’émetteur110est présent dans ladite base de données, le processeur forme le signal d’authentification avec une information qui indique l’habilitation de l’émetteur110à communiquer avec le récepteur130. Par contre, si le signal d’identification décodé de l’émetteur110est absent de ladite base de données, le processeur forme le signal d’authentification avec une information qui indique la non-habilitation de l’émetteur110à communiquer avec le récepteur130.In practice, the supervision unit 150 comprises a processor which compares the decoded identification signal from the transmitter 110 to said database. Thus, if the decoded identification signal of the transmitter 110 is present in said database, the processor forms the authentication signal with information which indicates the authorization of the transmitter 110 to communicate with the receiver 130 . On the other hand, if the decoded identification signal of the transmitter 110 is absent from said database, the processor forms the authentication signal with information which indicates the non-authorization of the transmitter 110 to communicate with the receiver. 130 .
En outre, dans une mise en œuvre particulière, l’unité de supervision150comprend une horloge pour horodater la réception du signal de données et du signal composite. Dans ce cas, le processeur de l’unité de supervision150est en outre prévu pour ajouter, au signal d’authentification, l’horodatage de réception du signal de données et du signal composite. De cette manière, en référence à la première mise en œuvre particulière de l’exemple de lafigure 1, le récepteur130pourra associer le signal d’authentification reçu avec le signal de données reçu. Par exemple, le récepteur130considèrera que le signal de données reçu est associé au signal d’authentification reçu si les horodatages respectifs sont compris dans une fenêtre temporelle prédéterminée.In addition, in a particular implementation, the oversight unit150includes a clock to timestamp the receipt of the data signal and the composite signal. In this case, the processor of the supervision unit150is further provided to add, to the authentication signal, the timestamp of receipt of the data signal and the composite signal. In this way, with reference to the first particular implementation of the example of thefigure 1, the receiver130will be able to associate the authentication signal received with the received data signal. For example, the receiver130will consider the received data signal to be associated with the authentication signal received if the respective timestamps are within a predetermined time window.
On peut mettre en œuvre l’invention de plusieurs manières.The invention can be implemented in several ways.
Dans une première mise en œuvre particulière de l’invention, le canal de communication principal est formé sur une première fréquence de fonctionnement et le canal de communication auxiliaire est formé sur une deuxième fréquence de fonctionnement différente de la première fréquence de fonctionnement.In a first particular implementation of the invention, the main communication channel is formed on a first operating frequency and the auxiliary communication channel is formed on a second operating frequency different from the first operating frequency.
En pratique, dans la première mise en œuvre particulière de l’invention, l’antenne d’émission120est une antenne d’émission à double fréquence qui comprend la première fréquence de fonctionnement et la deuxième fréquence de fonctionnement. La première fréquence de fonctionnement et la deuxième fréquence de fonctionnement sont respectivement prévues pour émettre le signal de données et le signal composite.In practice, in the first particular implementation of the invention, the transmit antenna 120 is a dual frequency transmit antenna that includes the first operating frequency and the second operating frequency. The first operating frequency and the second operating frequency are respectively provided for transmitting the data signal and the composite signal.
En outre, la première antenne de réception140est sensible seulement à la première fréquence de fonctionnement.Further, the first receive antenna 140 is responsive only to the first operating frequency.
Par ailleurs, la deuxième antenne de réception160est une antenne de réception à double fréquence qui comprend la première fréquence de fonctionnement et la deuxième fréquence de fonctionnement. La première fréquence de fonctionnement et la deuxième fréquence de fonctionnement sont respectivement prévues pour recevoir le signal de données et le signal composite.Also, the second receive antenna 160 is a dual frequency receive antenna that includes the first operating frequency and the second operating frequency. The first operating frequency and the second operating frequency are respectively provided to receive the data signal and the composite signal.
Dans une deuxième mise en œuvre particulière de l’invention, le canal de communication principal est formé sur une première polarisation et le canal de communication auxiliaire est formé sur une deuxième polarisation différente et isolée de la première polarisation. Dans un exemple, la première polarisation et la deuxième polarisation sont des polarisations linéaires orthogonales.In a second particular implementation of the invention, the main communication channel is formed on a first polarization and the auxiliary communication channel is formed on a second polarization different and isolated from the first polarization. In one example, the first polarization and the second polarization are orthogonal linear polarizations.
En pratique, dans la deuxième mise en œuvre particulière de l’invention, l’antenne d’émission120est une antenne d’émission à double polarisation qui comprend une première polarisation et une deuxième polarisation. La première polarisation et une deuxième polarisation sont respectivement prévues pour émettre le signal de données et le signal composite.In practice, in the second particular implementation of the invention, the transmit antenna 120 is a dual-polarization transmit antenna that includes a first polarization and a second polarization. The first bias and a second bias are respectively provided to transmit the data signal and the composite signal.
En outre, la première antenne de réception140est sensible seulement à la première polarisation.Further, the first receive antenna 140 is sensitive only to the first polarization.
Par ailleurs, la deuxième antenne de réception160est une antenne de réception à double polarisation qui comprend la première polarisation et la deuxième polarisation. La première polarisation et la deuxième polarisation sont respectivement prévues pour recevoir le signal de données et le signal composite.Also, the second receive antenna 160 is a dual-polarized receive antenna that includes the first polarization and the second polarization. The first bias and the second bias are respectively provided to receive the data signal and the composite signal.
Dans une troisième mise en œuvre particulière de l’invention, le canal de communication principal est formé sur une somme entre une première composante de polarisation et une deuxième composante de polarisation. On pourra utiliser des techniques connues de sommation de signaux provenant de polarisations différentes. En outre, le canal de communication auxiliaire est formé sur une variation du passage entre les première et deuxième composantes de polarisation.In a third particular implementation of the invention, the main communication channel is formed on a sum between a first polarization component and a second polarization component. It will be possible to use known techniques for summing signals originating from different polarizations. Furthermore, the auxiliary communication channel is formed on a variation of the passage between the first and second polarization components.
En pratique, dans la troisième mise en œuvre particulière de l’invention, le module de communication comprend un modulateur à déplacement de polarisation (« Polarization Shift Keying », ou PolarSK en langue anglaise). On peut trouver une description de cette technique pour une utilisation différente, par exemple, dans le document suivant des auteurs J. Zhang, Y. Wang, J. Zhang and L. Ding : "Polarization Shift Keying (PolarSK): System Scheme and Performance Analysis" dans IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 66, no. 11, pp. 10139-10155, Nov. 2017.In practice, in the third particular implementation of the invention, the communication module comprises a polarization shift keying modulator (“Polarization Shift Keying”, or PolarSK in English). A description of this technique for a different use can be found, for example, in the following document by authors J. Zhang, Y. Wang, J. Zhang and L. Ding: "Polarization Shift Keying (PolarSK): System Scheme and Performance Analysis" in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 66, no. 11, p. 10139-10155, Nov. 2017.
Dans l’invention, le modulateur à déplacement de polarisation est prévu pour séparer le signal de données en une première composante de polarisation et une deuxième composante de polarisation. Pour cela, le modulateur à déplacement de polarisation fait varier le passage entre les première et deuxième composantes de polarisation en fonction du signal d’identification de l’émetteur110. De cette manière, on définit un lien de couplage entre le signal de données et le signal d’identification de l’émetteur110.In the invention, the polarization shift modulator is provided to separate the data signal into a first polarization component and a second polarization component. For this, the polarization shift modulator varies the transition between the first and second polarization components as a function of the identification signal from the transmitter 110 . In this way, a coupling link is defined between the data signal and the transmitter identification signal 110 .
En outre, l’antenne d’émission120est une antenne d’émission à double polarisation qui comprend une première polarisation et une deuxième polarisation. La première polarisation et une deuxième polarisation sont respectivement prévues pour émettre la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation.Further, transmit antenna 120 is a dual-polarized transmit antenna that includes a first polarization and a second polarization. The first bias and a second bias are respectively provided to emit the first bias component and the second bias component.
Par ailleurs, la première antenne de réception140est insensible à la polarisation. Par exemple, si l’antenne d’émission120est une antenne d’émission à double polarisation linéaire, alors la première antenne de réception140peut être une antenne à polarisation circulaire.Further, the first receive antenna 140 is polarization insensitive. For example, if transmit antenna 120 is a dual linear polarized transmit antenna, then first receive antenna 140 may be a circularly polarized antenna.
Enfin, la deuxième antenne de réception160est une antenne de réception à double polarisation qui comprend une première entrée de polarisation et une deuxième entrée de polarisation. La première entrée de polarisation et une deuxième entrée de polarisation sont respectivement prévues pour recevoir la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation.Finally, the second receive antenna 160 is a dual-polarized receive antenna that includes a first bias input and a second bias input. The first bias input and a second bias input are respectively provided to receive the first bias component and the second bias component.
On a décrit ci-dessus la présente invention dans la description détaillée et on l’a illustrée dans la figure. Toutefois, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation présentées. Ainsi, d’autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en œuvre par la personne du métier à la lecture de la présente description et de la figure annexée.The present invention has been described above in the detailed description and illustrated in the figure. However, the present invention is not limited to the embodiments shown. Thus, other variants and embodiments can be deduced and implemented by the person skilled in the art on reading this description and the appended figure.
Claims (7)
- au moins un émetteur(110)couplé à une antenne d’émission(120),
- au moins un récepteur(130)couplé à une première antenne de réception(140), et
- au moins une unité de supervision(150)couplée à une deuxième antenne de réception(160),
dans lequel,
- l’émetteur(110)comprend un module de communication pour former un canal de communication principal et un canal de communication auxiliaire différent du canal de communication principal, le module de communication étant en outre prévu pour envoyer, sur le canal de communication principal, un signal de données et pour envoyer, sur le canal de communication auxiliaire, un signal composite qui comprend tout ou partie du signal de données et un signal d’identification de l’émetteur(110),
- la première antenne de réception(140)est prévue pour seulement recevoir les signaux envoyés sur le canal de communication principal,
- la deuxième antenne de réception(160)est prévue pour recevoir les signaux envoyés sur le canal de communication principal et le canal de communication auxiliaire,
- l’unité de supervision(150)est prévue pour décoder le signal d’identification de l’émetteur(110)en corrélant les signaux envoyés sur le canal de communication principal et le canal de communication auxiliaire,
- l’unité de supervision(150)est en outre prévue pour générer un signal d’authentification à partir du signal d’identification décodé de l’émetteur(110)et d’une base de données des signaux d’identification d’émetteurs(110)habilités à communiquer avec le récepteur(130), et
- le système de communication radio(100), est configuré pour traiter les signaux reçus par le récepteur(130)en fonction du signal d’authentification.
Radio communication system (100) , which includes:
- at least one transmitter (110) coupled to a transmitting antenna (120) ,
- at least one receiver (130) coupled to a first receiving antenna (140) , and
- at least one supervision unit (150) coupled to a second reception antenna (160) ,
in which,
- the transmitter (110) comprises a communication module to form a main communication channel and an auxiliary communication channel different from the main communication channel, the communication module also being provided to send, on the main communication channel, a data signal and to send, on the auxiliary communication channel, a composite signal which includes all or part of the data signal and a transmitter identification signal (110) ,
- the first reception antenna (140) is provided to only receive the signals sent on the main communication channel,
- the second reception antenna (160) is provided to receive the signals sent on the main communication channel and the auxiliary communication channel,
- the supervision unit (150) is provided to decode the transmitter identification signal (110) by correlating the signals sent on the main communication channel and the auxiliary communication channel,
- the supervision unit (150) is further provided to generate an authentication signal from the decoded identification signal of the transmitter (110) and from a database of transmitter identification signals (110) enabled to communicate with the receiver (130) , and
- the radio communication system (100) , is configured to process the signals received by the receiver (130) according to the authentication signal.
- l’antenne d’émission(120)est une antenne d’émission à double fréquence qui comprend une première fréquence de fonctionnement et une deuxième fréquence de fonctionnement, respectivement prévue pour émettre le signal de données et le signal composite,
- la première antenne de réception(140)est sensible seulement à la première fréquence de fonctionnement,
- la deuxième antenne de réception(160)est une antenne de réception à double fréquence qui comprend la première fréquence de fonctionnement et la deuxième fréquence de fonctionnement, respectivement prévue pour recevoir le signal de données et le signal composite, et
dans lequel,
- le canal de communication principal est formé sur la première fréquence de fonctionnement, et
- le canal de communication auxiliaire est formé sur la deuxième fréquence de fonctionnement.A radio communication system according to claim 1, wherein:
- the transmit antenna (120) is a dual frequency transmit antenna which includes a first operating frequency and a second operating frequency, respectively provided for transmitting the data signal and the composite signal,
- the first reception antenna (140) is sensitive only to the first operating frequency,
- the second receiving antenna (160) is a dual frequency receiving antenna which comprises the first operating frequency and the second operating frequency, respectively arranged to receive the data signal and the composite signal, and
in which,
- the main communication channel is formed on the first operating frequency, and
- the auxiliary communication channel is formed on the second operating frequency.
- l’antenne d’émission(120)est une antenne d’émission à double polarisation qui comprend une première polarisation et une deuxième polarisation, respectivement prévue pour émettre le signal de données et le signal composite,
- la première antenne de réception(140)est sensible seulement à la première polarisation,
- la deuxième antenne de réception(160)est une antenne de réception à double polarisation qui comprend la première polarisation et la deuxième polarisation, respectivement prévue pour recevoir le signal de données et le signal composite, et
dans lequel,
- le canal de communication principal est formé sur la première polarisation, et
- le canal de communication auxiliaire est formé sur la deuxième polarisation.A radio communication system according to claim 1, wherein:
- the transmit antenna (120) is a dual polarization transmit antenna which comprises a first polarization and a second polarization, respectively provided for transmitting the data signal and the composite signal,
- the first receiving antenna (140) is sensitive only to the first polarization,
- the second reception antenna (160) is a reception antenna with dual polarization which comprises the first polarization and the second polarization, respectively provided to receive the data signal and the composite signal, and
in which,
- the main communication channel is formed on the first polarization, and
- the auxiliary communication channel is formed on the second bias.
- le module de communication comprend un modulateur à déplacement de polarisation prévu pour séparer le signal de données en une première composante de polarisation et une deuxième composante de polarisation, en faisant varier le passage entre les première et deuxième composantes de polarisation en fonction du signal d’identification de l’émetteur(110),
- l’antenne d’émission(120)est une antenne d’émission à double polarisation qui comprend une première polarisation et une deuxième polarisation, respectivement prévue pour émettre la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation,
- la première antenne de réception(140)est insensible à la polarisation,
- la deuxième antenne de réception(160)est une antenne de réception à double polarisation qui comprend une première entrée de polarisation et une deuxième entrée de polarisation, respectivement prévue pour recevoir la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation, et
dans lequel,
- le canal de communication principal est formé sur une somme entre la première composante de polarisation et la deuxième composante de polarisation, et
- le canal de communication auxiliaire est formé sur la variation du passage entre les première et deuxième composantes de polarisation.A radio communication system according to claim 1, wherein:
- the communication module comprises a polarization shift modulator designed to separate the data signal into a first polarization component and a second polarization component, by varying the passage between the first and second polarization components as a function of the signal d identification of the issuer (110) ,
- the transmit antenna (120) is a dual polarization transmit antenna which comprises a first polarization and a second polarization, respectively provided to transmit the first polarization component and the second polarization component,
- the first receiving antenna (140) is insensitive to polarization,
- the second reception antenna (160) is a dual-polarization reception antenna which comprises a first polarization input and a second polarization input, respectively provided to receive the first polarization component and the second polarization component, and
in which,
- the main communication channel is formed on a sum between the first polarization component and the second polarization component, and
- the auxiliary communication channel is formed on the variation of the passage between the first and second polarization components.
A radio transmitter (110) for use in a radio communication system (100) according to one of claims 1 to 5, wherein the transmitter (110) comprises a communication module to form a main communication channel and an auxiliary communication channel different from the main communication channel, and furthermore, the communication module is arranged to send, on the main communication channel, a data signal and to send, on the auxiliary communication channel, a composite signal which mixes all or part of the data signal with a transmitter identification signal (110) .
- une base de données des signaux d’identification d’émetteurs(110)habilités à communiquer avec le récepteur(130)du système de communication radio, et
- un processeur pour générer le signal d’authentification à partir du signal d’identification décodé de l’émetteur(110)et de la base de données des signaux d’identification d’émetteurs(110)habilités à communiquer avec le récepteur(130).
Radio supervision unit (150) provided for use in a radio communication system (100) according to one of claims 1 to 5, in which the transmitter (110) comprises:
- a database of transmitter identification signals (110) authorized to communicate with the receiver (130) of the radio communication system, and
- a processor for generating the authentication signal from the decoded identification signal of the transmitter (110) and the database of transmitter identification signals (110) authorized to communicate with the receiver (130 ) .
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Citations (2)
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| EP1566900A2 (en) * | 2004-02-19 | 2005-08-24 | NTT DoCoMo, Inc. | Wireless relay system, apparatus and method |
| US20180026760A1 (en) * | 2015-02-11 | 2018-01-25 | Commscope Technologies Llc | Channel identification in a mimo telecommunications system |
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2019
- 2019-03-18 FR FR1902738A patent/FR3094169B1/en active Active
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