FR3095095A1

FR3095095A1 - Système de communication

Info

Publication number: FR3095095A1
Application number: FR1903840A
Authority: FR
Inventors: Pierre-Arnaud COQUELIN; Victor BUISSON-JULLIOT
Original assignee: Mac Lloyd Sas
Current assignee: Mac Lloyd Sas
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2039-04-10
Also published as: WO2020208317A1; FR3095095B1

Abstract

Système de communication hertzien (1), comprenant au moins un mobile (2) et une station (3), aptes à établir une communication entre eux afin de transmettre une pluralité de mesures collectée par chacun des mobiles (2) à la station (3), ladite pluralité de mesure étant répartie dans une trame comprenant Np paquets de No octets, avec Np préférentiellement égal à 10 et No préférentiellement égal à 25, ladite trame étant transmise selon une période de communication, préférentiellement égale à 1 seconde, où les paquets sont hiérarchisés, les paquets plus prioritaires étant préalablement émis jusqu’à confirmation de leur réception, puis ceci est reproduit pour les paquets immédiatement moins prioritaires, jusqu’à épuisement des paquets. Figure de l’abrégé : Figure 1.

Description

Système de communication

L’invention concerne le domaine des systèmes de communication hertzien. Plus particulièrement l’invention concerne un système de communication entre une pluralité de mobiles collectant des mesures et une station pour transmettre lesdites mesures à la station.

Une application plus particulièrement envisagée est l’appareillage de sportifs, tels des joueurs de sport collectif, qui forment les mobiles, afin de mesurer individuellement, la position, la vitesse, mais encore le rythme cardiaque ou d’autres données, afin de les transmettre, via le système de communication, à une station. La station compile les données, avantageusement en temps réel, à l’attention de l’entraîneur, afin de déterminer des indicateurs de performance pour le suivi des joueurs, ou encore à l’attention des médias, de manière à enrichir une retransmission d’une compétition.

Il est connu d’utiliser un système de communication hertzien pour échanger des données entre une pluralité de mobiles et une station.

Afin de répondre au besoin visé, il est souhaité pouvoir transmettre en temps réel de l’ordre de 250 octets de données par mobile, avec possiblement 200 mobiles. Ceci conduit à un débit de transmission important, nécessitant d’utiliser une fréquence élevée. La portée d’un tel système doit être de l’ordre de 200 mètres (terrain de sport), est en vue sensiblement directe, les seuls obstacles étant les joueurs. Il est encore souhaité pour le système de communication de pouvoir être utilisé dans le monde entier. Aussi une fréquence libre à l’international (ISM) est souhaitable.

Une bande de fréquence ISM permettant un débit élevé est la bande 2,4-2,483 GHz. Il existe dans cette bande des systèmes de communication fonctionnant selon les normes Wifi et Bluetooth. Cependant ces systèmes de communication ne conviennent pas à l’application en ce qu’ils permettent certes des débits assez importants pour répondre au besoin, mais ne permettent d’atteindre ni la portée souhaitée ni la robustesse souhaitée.

En l’absence de système existant, il a été nécessaire de concevoir un nouveau système de communication basé sur un nouveau paradigme, avec une problématique particulière, liée à la perturbation. Le fait même d’utiliser une bande de fréquence ISM, potentiellement occupée par d’autres utilisateurs, par exemple déjà utilisée par le Wifi ou le Bluetooth, entraîne un risque de perturbation de la bande de fréquence.

Il existe donc un réel besoin d’un système palliant ces défauts, inconvénients et obstacles de l’art antérieur.

Pour résoudre un ou plusieurs des inconvénients cités précédemment, l’invention a pour objet un système de communication hertzien, comprenant au moins un mobile et une station, aptes à établir une communication entre eux afin de transmettre une pluralité de mesures collectée par chacun des mobiles à la station, ladite pluralité de mesure étant répartie dans une trame comprenant Np paquets de No octets, avec Np préférentiellement égal à 10 et No préférentiellement égal à 25, ladite trame étant transmise selon une période de communication, préférentiellement égale à 1 seconde, les paquets étant hiérarchisés, les paquets plus prioritaires étant préalablement émis jusqu’à confirmation de leur réception, puis ceci est reproduit pour les paquets immédiatement moins prioritaires, jusqu’à épuisement des paquets.

Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :

la période de communication est divisée en Nc créneaux, avec Nc égal à Np augmenté d’une redondance R, préférentiellement égale à 90% de Np,

la bande hertzienne disponible est découpée en Nb sous-bandes connexes, avec Nb préférentiellement égal à 80, et la station comprend Ns sous-stations, avec Ns préférentiellement au plus égal à 14, chaque sous-station se voyant affecter une sous-bande différente parmi les Nb sous-bandes,

une des sous-stations, nommée maîtresse, émet régulièrement, préférentiellement à chaque période de communication, un premier signal de synchronisation à l’attention de toutes les autres, afin que toutes les sous-stations soient synchronisées entre elles, préférentiellement à mieux que 1ms, afin que toutes les sous-stations puissent émettre en même temps et écouter en même temps,

la sous-station maîtresse émet le premier signal de synchronisation sur sa sous-bande, chaque autre sous-station écoutant sur cette sous-bande en continu jusqu’à réception du premier signal de synchronisation, puis écoutant sur cette sous-bande pendant une fraction F initiale de la période de communication, avec F préférentiellement égale à 1/50, après qu’un premier signal de synchronisation ait été reçu, et repassant en écoute en continu si aucun premier signal de synchronisation n’est reçu pendant To1 périodes de communication, avec To1 préférentiellement égal à 5,

le système de communication comprend un nombre Nm de mobiles, avec Nm préférentiellement au plus égal à 200, et un mobile est configuré associé à une sous-station donnée et est configuré avec un rang temporel unique parmi Nms pour chaque sous-station, avec Nms nombre maximum de mobiles associables avec une sous-station, préférentiellement égal à 15, ledit rang temporel définissant une fenêtre d’émission unique du mobile dans chaque créneau,

chaque sous-station émet un deuxième signal de synchronisation à l’attention de ses mobiles associés, préférentiellement en début de période de communication, la fenêtre d’émission de chaque mobile étant repérée relativement à la réception de ce deuxième signal de synchronisation,

les Nms mobiles associés à une sous-station émettent par tiers, la sous-station retournant un acquittement après chaque émission par tiers.

un mobile accompagne chaque paquet émis d’un code de vérification, variable d’une émission à l’autre, et une sous-station retourne un acquittement contenant les codes de vérification dernier reçu de chacun des Nms mobiles,

la sous-bande la moins perturbée est affectée à la première sous-station, les Ni sous-bandes immédiatement inférieures et les Ni sous-bandes immédiatement supérieures, avec Ni préférentiellement égal à 2, sont invalidées, la sous-bande la moins perturbée parmi celles restantes est affectée à la deuxième sous-station et ainsi de suite jusqu’à ce que chaque sous-station se voit affecter une sous-bande,

le système est apte à estimer la perturbation des sous-bandes par une écoute successive des Nb sous-bandes par chacune des Ns sous-stations selon une période d’échantillonnage Te, préférentiellement égale à 3 ms, pendant Tn périodes de communication, avec préférentiellement Tn = 30, une mesure d’un indicateur de force de signal reçu, RSSI, étant réalisée à chaque écoute et préférentiellement un moyennage des 10% les plus élevés pour chaque sous-bande,

une sous-station peut se voir affecter une nouvelle sous-bande, préférentiellement moins perturbée,

un mobile est configuré pour, lors d’une initialisation, balayer successivement toutes les Nb sous-bandes jusqu’à réception d’un signal de sa sous-station, puis pour écouter uniquement dans la sous-bande de sa sous-station une fois cette sous-bande identifiée par ladite réception, et pour revenir au balayage après To2 périodes de communication sans réception de signal de sa sous-station, avec To2 préférentiellement égal à 5,

les paquets comprennent dans l’ordre de priorité décroissante les mesures : vitesse du mobile, position du mobile, données physiologiques du mobile et données inertielles du mobile,

le système est configuré pour fonctionner sur une fréquence libre à l’international, préférentiellement la bande 2,4-2,483 GHz et préférentiellement selon une modulation FSK 8 bits.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :

représente une vue synoptique du système de communication complet,

représente une vue synoptique détaillée de la station,

montre un chronogramme d’un premier découpage d’un créneau,

montre un chronogramme d’un autre découpage d’un créneau.

En référence à la Figure 1, est illustré un système de communication hertzien 1 selon l’invention. Ce système permet d’échanger des données entre une station 3 et une pluralité de mobile 2. Tant chaque mobile 2 que la station 3 est équipé pour cela d’au moins un moyen de communication de type émetteur/récepteur.

La liaison de communication ainsi créée est principalement montante, en ce que les données/mesures sont principalement transmises depuis les mobiles 2, où elles sont collectées, vers la station 3 où elles sont traitées et/ou utilisées. Le système de communication 1, et chacun des émetteurs/récepteurs, sont cependant bidirectionnels, la liaison descendante, de la station 3 vers les mobiles étant avantageusement utilisée pour des besoins de gestion de la communication : configuration, synchronisation, etc.

La description concernant principalement le système de communication 1, les termes « mobile », respectivement « station », désignent indifféremment le mobile complet, respectivement la station complète, ou leur équipement de communication ou émetteur/récepteur.

Chacun des mobiles 2 est connecté à une pluralité de capteurs aptes à réaliser des mesures relatives au porteur du mobile 2. Le porteur est par exemple une personne/sportif emportant lesdits capteurs et un mobile 2, avantageusement solidaires de son maillot.

Régulièrement, tous les capteurs fournissent au mobile 2 une valeur réactualisée. Toutes les mesures réactualisées sont assemblées en une trame qui est envoyée à la station 3 selon une période de communication Tc, préférentiellement égale à 1 seconde.

Au vu du nombre de données de mesure, du nombre de mobiles 2 présents simultanément, et du fait que le système de communication 1 utilise une bande de fréquence ouverte, la liaison est potentiellement sujette à des perturbations qui peuvent venir gêner la transmission des données de mesures. Aussi, selon une caractéristique de l’invention, la trame, contenant toutes les mesures destinées à être transmise au cours d’une période de communication Tc, est partie en Np paquets de No octets, permettant de transmettre NpxNo octets à chaque période de communication Tc. Lesdits paquets sont hiérarchisés. Selon un mode de réalisation préféré, Np est égal à 10 et No est égal à 25, permettant de transmettre 250 octets par période de communication Tc.

La hiérarchisation des paquets en combinaison avec une émission répétée jusqu’à confirmation de leur réception est une première caractéristique permettant d’adapter la liaison à d’éventuelles perturbations.

En effet, un premier ensemble de paquets plus prioritaires, pouvant être réduit à un unique paquet, est émis en premier par un mobile 2 à destination de la station 3. La station 3 répond en acquittant/accusant réception de cet ensemble de paquets par un message en retour à l’attention du mobile 2. Aussi, si, typiquement du fait d’une perturbation de la bande de fréquence, l’ensemble de paquets émis par le module 2 n’a pas ou pas correctement été reçu par la station 3, le mobile 2 réémet ledit ensemble de paquets, afin d’augmenter sa probabilité de transmission. Dès que le mobile 2 reçoit un accusé de réception correct, il sait que l’ensemble de paquet a été transmis. Il peut alors procéder à l’identique pour un ensemble de paquets de priorité immédiatement inférieure, qui est émis de manière itérative jusqu’à réception d’un accusé de réception correct de la part de la station 3. Ceci est reproduit jusqu’à épuisement des paquets de la trame ou des capacités de la transmission.

Un nombre limité de tentatives d’émission est avantageusement fixé pour ne pas bloquer la transmission en cas de perturbation trop importante.

Ce mode de transmission permet d’augmenter les chances de transmission d’un paquet et ce d’autant plus qu’il est prioritaire. Un paquet moins prioritaire peut être transmis dans la mesure où le nombre de tentatives d’émission n’a pas été épuisé par les paquets plus prioritaires. Ainsi en présence de peu de perturbation il est possible de transmettre une part importante de la trame. Au contraire en présence de perturbations plus importantes il peut n’être possible de transmettre qu’une partie plus réduite de la trame, éventuellement réduite au seul ensemble de paquets le plus prioritaire.

Ceci est avantageux en ce que l’on peut hiérarchiser les mesures afin de les ranger dans les paquets de manière à ce que les mesures la plus prioritaires soient dans les paquets les plus prioritaires. Ainsi en l’absence de perturbation, toutes les mesures pourront être transmises à la station 3. Au contraire en cas de perturbation, seules les mesures les plus prioritaires, à hauteur de leur priorité, pourront être transmises.

Il est ainsi avantageusement possible d’assurer des niveaux de service plus ou moins complets en fonction de niveau de perturbation et des mesures qu’il permet de transmettre. On s’arrangera pour que les mesures les plus prioritaires permettent de donner une information sur le joueur. Au contraire on ferra fi des mesures, les moins prioritaires, non transmises.

Si dans une trame, les paquets sont disposés dans l’ordre relatif d’émission, les paquets sont disposés d’autant plus tôt dans la trame qu’ils sont prioritaires.

Selon une autre caractéristique, la période de communication Tc est divisée en Nc créneaux C, avantageusement égaux. Si un créneau C est utilisé pour transmettre un paquet, le nombre Nc de créneaux temporels est à minima égal à Np et avantageusement augmenté d’une redondance R. Selon un mode de réalisation préférentiel ladite redondance est égale à 90% de Np. Pour reprendre l’exemple numérique précédent, avec Np = 10, si R = 90%, Nc = 19.

Ainsi, avec 9 créneaux C supplémentaires, il est autorisé 9 tentatives infructueuses de transmission de paquet, avec une transmission complète de la trame. De même, il est possible de tolérer 10 tentatives infructueuses, en transmettant tous les paquets de la trame sauf le moins prioritaire, ce dernier paquet ne disposant plus d’un créneau libre, n’est pas transmis. Si, lorsqu’un paquet est prêt à être émis, il ne reste plus de créneau/tentative disponible, le paquet est supprimé de la pile d’émission.

Si l’on se limite à une unique période de communication Tc, pour le paquet le plus prioritaire, il est autorisé 18 tentatives infructueuses (19 tentatives). Selon un mode de réalisation, il peut être autorisé d’attendre la bonne réception d’un paquet pendant non pas une mais Tt périodede communication Tc. Ainsi pour Tt = 5 périodes de communication tolérées, le premier paquet, le plus prioritaire, bénéficie de 19 x 5 tentatives.

Chaque paquet, en fonction de son niveau de priorité, dispose d’un nombre de tentatives égal au nombre de tentatives non utilisées au préalable pour une transmission fructueuse d’un paquet de plus grande priorité ou pour une tentative infructueuse.

Selon une autre caractéristique, afin de palier aux éventuelles perturbations d’une part et de paralléliser les transmissions issues de la pluralité de mobile 2, la bande hertzienne disponible est découpée en Nb sous-bandes connexes, avec Nb préférentiellement égal à 80. La station 3 comprend Ns sous-stations 4, avec Ns préférentiellement au plus égal à 14. Chaque sous-station 4, comprenant essentiellement un émetteur/récepteur configurable en fréquence, se voit affecter une sous-bande différente parmi les Nb sous-bandes.

Ainsi la communication peut être scindée en autant de sous-communications que de sous-bandes ou du moins que de sous-stations 4, chaque sous-station 4 communiquant avec une partie des mobiles afin de paralléliser. Ceci permet avantageusement à des mobiles 2, au maximum Ns mobiles 2, associés à des sous-stations 4 différentes et donc utilisant des sous-bandes différentes, d’émettre en même temps sans se perturber mutuellement.

Avantageusement encore, la différence entre le nombre Nb de sous-bandes et le nombre Ns de sous-stations 4 permet de sélectionner les Ns parmi Nb sous-bandes affectées aux sous-stations 4 en ne retenant que les sous-bandes les moins perturbées.

Les sous-bandes retenues coïncident avantageusement avec les sous-bandes utilisées par les protocoles Wifi ou Bluetooth, il est ainsi avantageusement possible d’éviter les bandes éventuellement employées par lesdits protocoles.

Afin d’éviter de perturber de manière interne le système de communication 1, il est utilisé une organisation des transmissions strictement synchrone. Ainsi certains instants, seuls les mobiles 2 sont autorisés à émettre, pendant que toutes les sous-stations 4 de la station 3 écoutent. A contrario, à d’autres instants, seuls les sous stations 4 sont autorisées à émettre, pendant que tous les mobiles 2 écoutent. Pour cela, une double synchronisation est établie : d’une part entre toutes les sous-stations 4 et d’autre part entre chaque sous-station 4 et les mobiles 2 qui lui sont associés.

Afin de réaliser la première synchronisation, tel qu’illustré à la figure 2, une des sous-stations 4, nommée sous-station maîtresse, émet régulièrement, préférentiellement à chaque période de communication Tc, un premier signal de synchronisation Y1 à l’attention de toutes les autres sous-stations 4. Ceci permet à toutes les sous-stations 4 d’être synchronisées entre elles en ce qu’elle partage une horloge commune. Cette synchronisation est avantageusement réalisée à mieux que 1ms.

Ceci permet à toutes les sous-stations 4 de simultanément émettre en même temps, puis d’écouter en même temps, en alternance.

Le système de communication 1 est avantageusement configuré pour réaliser ladite première synchronisation de la manière suivante. La sous-station 4 maîtresse émet le premier signal de synchronisation Y1. Cette émission est réalisée en utilisant sa sous-bande, soit la sous-bande qui lui a été affectée. Lors d’une initialisation, avant que la synchronisation soit effective, toutes les autres sous-stations 4, hors maîtresse, ou sous-stations esclaves, écoutent en continu sur la sous-bande de la maîtresse. Dès qu’un premier échantillon du premier signal de synchronisation Y1 a été reçu, la référence de temps commune est connue de la sous-station esclave. Cette dernière bascule alors dans un mode où elle écoute sur la sous-bande maîtresse uniquement pendant une fraction F de la période de communication Tc, avec F préférentiellement égale à 1/50. Cette fraction F est disposée, relativement à la période de communication Tc, à une position préalablement convenue avec la sous-station 4 maîtresse, par exemple initiale. Cette fraction F est avantageusement suffisante, par exemple 20 ms pour Tc = 1s, pour recevoir un échantillon ultérieur du premier signal de synchronisation Y1. Elle reste cependant minoritaire relativement à la période de communication Tc afin qu’une sous-station 4 maîtresse ou esclave, reste disponible pour communiquer avec ses mobiles 2 associés.

En cas de perte du premier signal de synchronisation Y1, constatée lorsque la sous-station 4 esclave ne reçoit plus le premier signal de synchronisation Y1 pendant To1 périodes de communication Tc, avec To1 préférentiellement égal à 5, la sous-station 4 esclave est configurée pour repasser en écoute en continu sur la sous-bande maîtresse.

Les sous-bandes allouées à chaque sous-station 4 peuvent varier en fonction des perturbations détectées. Aussi, pour la première synchronisation, suite à une affectation modifiée des sous-bandes aux sous-stations 4, la sous-bande maîtresse, doit être communiquée aux autres sous-stations 4. Ceci peut être réalisé, par exemple, par une liaison filaire, telle qu’une liaison Usb reliant toute les sous-stations 4 entre elles ou à un même ordinateur.

Le nombre de mobiles 2 doit être important pour accommoder le nombre de joueurs, sportifs, animaux de course, que l’on souhaite suivre en même temps. Aussi ce nombre Nm est préférentiellement égal à 200.

Chaque mobile 2 est configuré avec d’une part une indication d’une sous-station 4 associée et d’autre part un rang temporel Ti unique parmi Nms. Cette configuration est réalisée en « dur » en ce qu’elle est peu amenée à évoluer dans la vie d’un mobile 2. Il peut cependant avantageusement être prévu une procédure de modification, le cas échéant réservée à la maintenance et interdite à l’utilisateur final.

A chaque sous-station 4 il peut être associé au maximum Nms mobiles 2, avec Nms préférentiellement égal à 15. Le nombre de mobiles 2 du système de communication 1 est limité à Nms x Ns.

Chacun des éventuels mobiles 2 associés à une même sous-station 4 reçoit un unique rang temporel Ti définissant une fenêtre d’émission unique du mobile 2 dans chaque créneau C. Tel qu’illustré aux figures 3 ou 4, chaque créneau C, comprend au moins une partie du temps Em réservée à l’émission des mobiles 2, pendant laquelle toutes les sous-stations 4 écoutent et au moins une partie du temps Es réservée à l’émission des sous-stations 4, pendant laquelle tous les mobiles 2 écoutent. Les sous-stations 4, du fait qu’elles utilisent des sous-bandes différentes, peuvent émettre simultanément, la diversité est ici fréquentielle. Pour les mobiles 2 associés à une même sous-station 4 la diversité est au contraire obtenue temporellement. Pour cela la partie du temps Em réservée à l’émission des mobiles 2 est partagée en secteurs S1..Si..S15 (ou slot en anglais). Chaque mobile 2 se voit affecter un tel secteur Si en fonction de son rang temporel Ti. Durant un secteur Si, seul un mobile 2 parmi ceux associés à une sous-station 4 est autorisé à émettre, les autres mobiles 2 associés à la même sous-station 4 sont muets. Deux mobiles peuvent avoir le même rang Ti s’ils sont associés à des sous-stations 4 différentes. Dans ce cas ils utilisent des sous-bandes différentes, garantissant une diversité fréquentielle.

Une telle organisation temporelle nécessite que chaque intervenant, mobile 2 ou sous-station 4 soit correctement synchronisé avec les autres. Il a été vu comment les sous-stations 4 se synchronisent au moyen du premier signal de synchronisation Y1. Il convient encore de synchroniser les mobiles 2. Pour cela, chaque sous-station 4 émet un deuxième signal de synchronisation Y2 à l’attention de ses mobiles 2 associés. Ceci est réalisé pendant une des parties Es réservée à l’émission des sous-stations 4, préférentiellement en début de période de communication Tc, et encore préférentiellement toutes les Ny périodes de communication Tc, Ny étant d’autant plus petit, potentiellement égal à 1, que l’on souhaite une meilleure précision de synchronisation. Ce deuxième signal de synchronisation Y2 permet, à sa réception à un mobile 2, de caller précisément son horloge interne et de déterminer ainsi avec précision, en fonction de son rang temporel Ti, la position temporelle de son secteur Si.

Selon une autre caractéristique, plus particulièrement illustrée en référence à la figure 4, les Nms mobiles 2 associés à une sous-station 4 émettent par tiers, la sous-station 4 retournant un acquittement A1, A2, A3, après chaque émission par tiers. Selon cette caractéristique, un créneau C est divisé en trois parties similaires comprenant chacune une partie réservée à l’émission des mobiles Em1, Em2, Em3 et une partie réservée à l’émission des sous-stations Es1, Es2, Es3. En supposant que l’on a Nms = 15 mobiles, le premier tiers, soit les cinq premiers mobiles 2 émettent dans une première partie Em1 respectivement durant leur secteur respectif S1..S5. Ensuite s’ouvre la première partie Es1, durant laquelle la sous-station 4 émet un premier acquittement A1. Ceci est ensuite répété pour le deuxième tiers comprenant les éventuels cinq mobiles suivants émettant durant leur secteur respectif S6..S10 au cours d’une deuxième partie Em2. Ensuite vient une deuxième partie Es2, durant laquelle la sous-station 4 émet un deuxième acquittement A2. S’il reste des mobiles 2 affectés, ceci est ensuite répété pour le troisième tiers comprenant les éventuels cinq mobiles suivants émettant durant leur secteur respectif S11..S15 au cours d’une troisième partie Em3. Ensuite vient une troisième partie Es3, durant laquelle la sous-station 4 émet un troisième acquittement A3.

Le cas échéant le deuxième signal de synchronisation Y2 peut avantageusement être émis durant une des parties Es1-Es3.

Selon une autre caractéristique l’acquittement peut être réalisé par le système de communication 1 de la manière suivante. Lorsqu’un mobile 2 émet un paquet, il l’accompagne d’un code de vérification, variable d’une émission à l’autre. La sous-station 4 retourne, associé à un moyen d’identification du mobile 2, dans son message d’acquittement A1-A3 ledit code de vérification dernier reçu en date. Ceci permet, les codes de vérification étant différents, à un mobile 2 de savoir si son dernier paquet émis a bien été reçu.

Les codes de vérification sont différents d’une émission à l’autre afin de les différencier. Il est utilisé au moins deux codes afin de différencier deux paquets émis successivement. Selon une caractéristique avantageuse, il est utilisé plus de deux codes de vérification afin d’augmenter la profondeur de diagnostic. Ainsi il peut être utilisé un code par tiers, soit 3 codes, et encore avantageusement un code par paquet, soit Np codes.

Selon une autre caractéristique avantageuse, une sous-station 4 retourne un acquittement A1-A3 contenant les codes de vérification dernier reçu de tous les Nms mobiles 2 associés. Aussi les acquittement A1-A3 sont formellement identiques en ce qu’ils comprennent au plus Nms codes de vérification, dont seuls ceux du précédent tiers peuvent avoir été modifiés. La caractéristique précédente d’émission par tiers, permet à chaque mobile 2 de recevoir trois acquittements par créneau C, lui permettant ainsi d’être informé au plus tôt d’une mauvaise réception d’un paquet, afin de préparer sa réémission.

Selon une autre caractéristique, le système de communication peut être configuré pour affecter dynamiquement les sous-bandes aux sous-stations 4 en fonction d’un niveau de perturbation détecté de chacune d’entre elle. Selon un mode de réalisation il peut être configuré pour réaliser une telle affectation de la manière suivante. On suppose que l’on dispose d’une estimation du niveau de perturbation des sous-bandes et que les sous-stations 4 sont ordonnées, typiquement arbitrairement. Il est attribué à une première sous-station 4 la sous-bande la moins perturbée. Vu que l’on dispose d’un nombre surnuméraire suffisant de sous-bandes, il est possible d’éloigner les sous-bandes affectées, afin de réduire le risque de perturbation intrinsèque. Aussi, les Ni sous-bandes immédiatement inférieures et les Ni sous-bandes immédiatement supérieures à la sous-bande affectée sont invalidées, afin de ne pas être affectées. Ni peut être un nombre entier quelconque. Ni égal à 2 est une valeur offrant un bon compromis entre l’écartement des sous-bandes affectées et la possibilité d’affecter une sous-bande à chacune des sous-stations 4. Le mécanisme précédent est reproduit : la sous-bande la moins perturbée parmi celles restantes est affectée à la deuxième sous-station 4, avec invalidation des Ni sous-bandes supérieures et inférieures. Il est procédé de manière itérative jusqu’à ce que toutes les sous-stations 4 se voient affecter une sous-bande.

Il a été supposé précédemment l’on disposait d’une estimation du niveau de perturbation des sous-bandes. Le système de communication 1 peut établir une telle estimation, par exemple de la manière suivante. Le système de communication 1 réalise une écoute, chacune des Ns sous-stations 4 écoutant successivement chacune des Nb sous-bandes. Ceci est avantageusement réalisé selon une période d’échantillonnage Te, préférentiellement égale à 3 ms, pendant Tn périodes de communication Tc, avec préférentiellement Tn = 30. Pour chaque telle écoute, il est déterminé une mesure d’un indicateur de force de signal reçu ou RSSI. Un traitement de filtrage peut être appliqué aux différentes mesures réalisées pour chaque sous-bande. Ainsi par exemple, il peut être réalisé un moyennage des 10% des valeurs les plus élevés pour chaque sous-bande. Le résultat est considéré être une estimation de la perturbation d’une sous-bande. Ici un résultat/RSSI élevé indique une faible perturbation.

Selon une autre caractéristique, le système de communication 1 peut être conçu pour affecter dynamiquement à au moins une sous-station 4, préférentiellement à toutes, une nouvelle sous-bande, préférentiellement moins perturbée. Une telle affectation est réalisée au moins une fois à l’initialisation du système de communication 1 pour toutes les sous-stations 4. Elle peut être réalisée à nouveau à la demande de l’utilisateur, automatiquement selon une récurrence donnée ou encore suite à une constatation d’une grande perte de paquet imputable à des perturbations des sous-bandes affectées et ce pour une, plusieurs ou toutes les sous-stations 4, par exemple en fonction des perturbations rencontrées.

Un mobile 2 est configuré pour être associé et communiquer avec une sous-station 4. Cependant ab initio il ne connaît par la sous-bande allouée à sa sous-station 4. Aussi le système de communication 1 est avantageusement configuré pour en réaliser une détermination automatique. Pour cela, un mobile 2 est configuré pour, lors de l’initialisation, balayer en écoute successivement toutes les Nb sous-bandes, y compris les sous-bandes non allouée, puisque le mobile 2 ne les connaît pas. Ceci est répété jusqu’à réception d’un signal de sa sous-station 4. Ce signal reçu, peut par exemple être un deuxième signal de synchronisation Y2, un signal d’acquittement A1-A3 ou encore un signal émis par une sous-station 4 pour configurer un mobile 2.

Dès qu’un signal a été reçu en provenance de sa sous-station 4, un mobile 2 connaît la sous-bande allouée à sa sous-station et peut alors l’utiliser tant pour émettre que pour recevoir. Aussi, suite à cette réception le mobile 2 peut se contenter d’écouter uniquement dans cette sous-bande. Un mobile 2 est encore avantageusement configuré pour reprendre le balayage des sous-bandes, à l’instar de l’initialisation, suite à une perte de liaison avec sa sous-station 4. Une telle perte de liaison est réputée produite après To2 périodes de communication Tc sans réception de signal de sa sous-station 4. To2 est préférentiellement égal à 5. Ainsi lorsqu’une sous-station 4 change de sous-bande, ses mobiles 2 vont pouvoir retrouver cette sous-bande et rétablir une communication.

Avantageusement, les trois grandeurs définissant des time-out, Tt, To1 et To2 sont égales entre elles.

Les capteurs embarqués avec un mobile 2 peuvent être de différentes natures. Pour un suivi de sportif, il peut être intéressant de connaître des mesures cinématique : position, orientation, vitesse, etc. ; des mesures inertielles, des mesures physiologiques : fréquence cardio, SO², température, etc. ; ou encore des mesures environnementales : température, pression atmosphérique, ensoleillement, etc. Dans la mesure où le système de communication 1 doit supporter des perturbations, il est possible que certaines de ces mesures ne puissent pas, à un moment donné, être transmises. Aussi la priorisation des paquets précédemment décrite est avantageusement mise à profit pour prioriser les mesures transmises. On configure alors avantageusement les paquets pour qu’ils comprennent dans l’ordre de priorité décroissante les mesures les plus utiles ou pouvant être utilisées seules. Ainsi pour l’application au suivi de sportif, les mesures peuvent être disposées dans l’ordre de priorité décroissante suivant : vitesse du mobile, position du mobile, données physiologiques du mobile et mesures inertielles du mobile. En effet, la vitesse seule est intéressante en ce qu’elle permet d’estimer un temps la position. La position est la mesure la plus utile pour le suivi. Les autres mesures sont secondaires et seront actualisées lorsqu’elles pourront être reçues. Il est possible d’offrir un service de suivi sans ces mesures secondaires.

Selon une autre caractéristique, le système de communication 1 est avantageusement configuré pour fonctionner sur une fréquence libre à l’international, préférentiellement la bande 2,4-2,483 GHz. Une modulation FSK 8 bits est avantageusement retenue pour ses caractéristiques de débit et de robustesse.

Compte tenu de l’application envisagée à un terrain de sport (football, rugby, athlétisme, champ de course hippique, la portée du système de communication 1 est préférentiellement de plusieurs centaines de mètres, encore préférentiellement 200m.

L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d’exemple et non comme limitant l’invention a cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles.

1 : système de communication,

2 : mobile,

3 : station,

4 : sous-station,

Y1, Y2 : premier et deuxième signal de synchronisation,

Em, Em1-3 : partie réservée à l’émission des mobiles,

Es, Es1-3 : partie réservée à l’émission des sous-stations,

S1-S15 : secteur d’émission des mobiles,

A1-3 : signaux d’acquittement,

Tn : période de communication,

C : créneau d’alternat.

Claims

Système de communication hertzien (1), comprenant au moins un mobile (2) et une station (3), aptes à établir une communication entre eux afin de transmettre une pluralité de mesures collectée par chacun des mobiles (2) à la station (3), ladite pluralité de mesure étant répartie dans une trame comprenant Np paquets de No octets, avec Np préférentiellement égal à 10 et No préférentiellement égal à 25, ladite trame étant transmise selon une période de communication (Tc), préférentiellement égale à 1 seconde, caractérisé en ce que les paquets sont hiérarchisés, les paquets plus prioritaires étant préalablement émis jusqu’à confirmation de leur réception, puis ceci est reproduit pour les paquets immédiatement moins prioritaires, jusqu’à épuisement des paquets.
Système selon la revendication 1, où la période de communication (Tc) est divisée en Nc créneaux (C), avec Nc égal à Np augmenté d’une redondance R, préférentiellement égale à 90% de Np.
Système selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, où la bande hertzienne disponible est découpée en Nb sous-bandes connexes, avec Nb préférentiellement égal à 80, et où la station (3) comprend Ns sous-stations (4), avec Ns préférentiellement au plus égal à 14, chaque sous-station (4) se voyant affecter une sous-bande différente parmi les Nb sous-bandes.
Système selon la revendication 3, où une des sous-stations (4), nommée maîtresse, émet régulièrement, préférentiellement à chaque période de communication (Tc), un premier signal de synchronisation (Y1) à l’attention de toutes les autres, afin que toutes les sous-stations (4) soient synchronisées entre elles, préférentiellement à mieux que 1ms, afin que toutes les sous-stations (4) puissent émettre en même temps et écouter en même temps.
Système selon la revendication 4, où la sous-station (4) maîtresse émet le premier signal de synchronisation (Y1) sur sa sous-bande, chaque autre sous-station (4) écoutant sur cette sous-bande en continu jusqu’à réception du premier signal de synchronisation (Y1), puis écoutant sur cette sous-bande pendant une fraction F initiale de la période de communication Tc, avec F préférentiellement égale à 1/50, après qu’un premier signal de synchronisation (Y1) ait été reçu, et repassant en écoute en continu si aucun premier signal de synchronisation (Y1) n’est reçu pendant To1 périodes de communication (Tc), avec To1 préférentiellement égal à 5.
Système selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, comprenant un nombre Nm de mobiles (2), avec Nm préférentiellement au plus égal à 200, et où un mobile (2) est configuré associé à une sous-station (4) donnée et est configuré avec un rang temporel (Ti) unique parmi Nms pour chaque sous-station (4), avec Nms nombre maximum de mobiles (2) associables avec une sous-station (4), préférentiellement égal à 15, ledit rang temporel (Ti) définissant une fenêtre d’émission unique du mobile (2) dans chaque créneau (C).
Système selon la revendication 6, où chaque sous-station (4) émet un deuxième signal de synchronisation (Y2) à l’attention de ses mobiles (2) associés, préférentiellement en début de période de communication (Tc), la fenêtre d’émission de chaque mobile (2) étant repérée relativement à la réception de ce deuxième signal de synchronisation (Y2).
Système selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, où les Nms mobiles (2) associés à une sous-station (4) émettent par tiers, la sous-station (4) retournant un acquittement (A1-A3) après chaque émission par tiers.
Système selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, où un mobile (2) accompagne chaque paquet émis d’un code de vérification, variable d’une émission à l’autre, et où une sous-station (4) retourne un acquittement (A1-A3) contenant les codes de vérification dernier reçu de chacun des Nms mobiles (2).
Système selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, où la sous-bande la moins perturbée est affectée à la première sous-station (4), les Ni sous-bandes immédiatement inférieures et les Ni sous-bandes immédiatement supérieures, avec Ni préférentiellement égal à 2, sont invalidées, la sous-bande la moins perturbée parmi celles restantes est affectée à la deuxième sous-station (4) et ainsi de suite jusqu’à ce que chaque sous-station (4) se voit affecter une sous-bande.
Système selon l’une quelconque des revendications 3 à 9, apte à estimer la perturbation des sous-bandes par une écoute successive des Nb sous-bandes par chacune des Ns sous-stations (4) selon une période d’échantillonnage Te, préférentiellement égale à 3 ms, pendant Tn périodes de communication (Tc), avec préférentiellement Tn = 30, une mesure d’un indicateur de force de signal reçu, RSSI, étant réalisée à chaque écoute et préférentiellement un moyennage des 10% les plus élevés pour chaque sous-bande.
Système selon l’une quelconque des revendications 3 à 11, où une sous-station (4) peut se voir affecter une nouvelle sous-bande, préférentiellement moins perturbée.
Système selon l’une quelconque des revendications 3 à 12, où un mobile (2) est configuré pour, lors d’une initialisation, balayer successivement toutes les Nb sous-bandes jusqu’à réception d’un signal de sa sous-station (4), puis pour écouter uniquement dans la sous-bande de sa sous-station (4) une fois cette sous-bande identifiée par ladite réception, et pour revenir au balayage après To2 périodes de communication (Tc) sans réception de signal de sa sous-station (4), avec To2 préférentiellement égal à 5.
Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, où les paquets comprennent dans l’ordre de priorité décroissante les mesures : vitesse du mobile, position du mobile, données physiologiques du mobile et données inertielles du mobile.
Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, configuré pour fonctionner sur une fréquence libre à l’international, préférentiellement la bande 2,4-2,483 GHz et préférentiellement selon une modulation FSK 8 bits.