FR3109854A1 - Dispositif de contrôle du fonctionnement d’un dispositif de communication TDD sans fil, procédé de contrôle associé - Google Patents

Abstract

Dispositif de contrôle du fonctionnement d’un dispositif de communication TDD sans fil, procédé de contrôle associé L’invention concerne un dispositif de contrôle (D_CO) du fonctionnement d’un dispositif de communication sans fil (D_TX) comportant une antenne (100), un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux selon un schéma de multiplexage temporel, et des moyens de commutation (110) aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont un premier mode (M_1)/deuxième mode (M_2) dans lequel le module frontal présente une première/deuxième impédance à l’antenne, lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles. En outre, ledit dispositif de contrôle est destiné à être intégré audit dispositif de communication et comporte un module de contrôle (MOD_CO) configuré pour commander lesdits moyens de commutation de sorte que le module frontal alterne entre lesdits premier et deuxième modes et qu’ainsi le dispositif de communication rétrodiffuse un signal ambiant. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Dispositif de contrôle du fonctionnement d’un dispositif de communication TDD sans fil, procédé de contrôle associé

La présente invention appartient au domaine général des télécommunications. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de contrôle du fonctionnement d’un dispositif de communication sans fil, ainsi qu’un procédé de contrôle associé. Elle concerne également un dispositif de communication sans fil comportant un tel dispositif de contrôle ainsi qu’un système de communication sans fil comportant un tel dispositif de communication sans fil. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, pour des applications du type « Internet des objets » (« Internet of Things » ou IoT dans la littérature anglo-saxonne).

L’architecture d’un dispositif de communication sans fil, tel que par exemple un terminal mobile, pour émettre et recevoir des signaux selon un schéma de multiplexage temporel, dit « TDD » (acronyme de l’expression anglo-saxonne « Time Division Duplex »), est bien connue et largement exploitée aujourd’hui dans les systèmes de communication radio.

Ainsi, et de manière conventionnelle, une telle architecture comporte un module frontal (encore dit module « front end » dans la littérature anglo-saxonne) comprenant une chaîne d’émission RF (acronyme de « Radio Fréquence ») ainsi qu’une chaîne de réception RF. Ces chaînes d’émission et de réception sont agencées entre une antenne à laquelle elles peuvent être connectées grâce à des moyens de commutation, comme typiquement un duplexeur, et une unité électronique de traitement de signal, dite unité « DSP » (acronyme de l’expression-anglo-saxonne « Digital Signal Processing ») apte à fournir un signal en bande de base à la chaîne d’émission mais également à traiter un signal reçu via la chaîne de réception.

Chaque chaîne comporte une pluralité d’équipements électroniques. Concernant la chaîne d’émission, de tels équipements sont classiquement, dans le sens allant de l’unité DSP à l’antenne, un convertisseur numérique-analogique, un équipement de filtrage, comme par exemple un filtre passe-bas, un modulateur et un amplificateur de puissance. Cette chaîne d’émission peut encore comprendre d’autres équipements, comme par exemple un oscillateur à quartz, un synthétiseur de fréquence, etc.

Pour ce qui est de la chaîne de réception, de tels équipements sont classiquement, dans le sens allant de l’antenne à l’unité DSP, un amplificateur faible bruit, un démodulateur, un équipement de filtrage, comme par exemple un filtre passe-bas, et un convertisseur analogique-numérique. Là encore, cette chaîne de réception peut comporter d’autres équipements, comme par exemple un oscillateur à quartz, un synthétiseur de fréquence, etc.

Il convient de noter que cet exemple d’architecture conventionnelle n’est donné ici qu’à titre purement illustratif. D’autres variantes de cet exemple sont bien connues de l’homme du métier, notamment en ce qui concerne le nombre d’antennes, mais également le nombre de chaînes d’émission/réception, et sont décrites, par exemple, dans le document : « Design of Reconfigurable Radio Front-Ends », Xiao Xiao, Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California at Berkeley, Technical Report n° UCB/EECS-2018-142.

Bien qu’une telle architecture conventionnelle permette avantageusement d’établir des communications à distance sur de longues portées, elle n’en reste pas moins très consommatrice en énergie. En effet, lorsque le dispositif de communication est allumé, certains desdits équipements électroniques sont en permanence alimentés. Il s’agit en tout premier lieu de l’amplificateur de puissance, voire de l’amplificateur faible bruit, mais également, dans une moindre mesure, des convertisseurs numérique-analogique et analogique-numérique, de l’oscillateur à quartz, du synthétiseur de fréquence, etc.

Une telle consommation d’énergie est problématique du fait, notamment, qu’elle induit des coûts de fonctionnement non négligeables du dispositif de communication (exemple : recharge très fréquente de la batterie d’un téléphone mobile).

Pour remédier en moins en partie à cet inconvénient, il a été proposé des méthodes consistant à modifier ladite architecture conventionnelle en y incluant d’autres moyens de commutation, comme par exemple un commutateur de sélection, configurés pour éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique énergivore tels que ceux susmentionnés. Par exemple, la chaîne d’émission est connectée à l’antenne, lesdits autres moyens de commutation permettent d’alimenter un équipement électronique (amplificateur de puissance, convertisseur numérique-analogique, etc.) lors de l’émission d’un message, et, inversement, permettent d’éteindre cet équipement lorsqu’aucun message n’a besoin d’être émis. De manière similaire, la chaîne de réception est connectée à l’antenne, lesdits autres moyens de commutation permettent d’alimenter un équipement électronique (amplificateur faible bruit, convertisseur analogique-numérique, etc.) lors de la réception d’un message, et, inversement, permettent d’éteindre cet équipement lorsqu’aucun message n’a besoin d’être reçu.

Des mises en œuvre de ces méthodes plus économes en énergie sont par exemple décrites dans les documents :
- « Energy-Efficient Base-Stations Sleep-Mode Technique in Green Cellular Networks : a Survey », J. Wu, Y. Zhang, M. Zukerman and E. K. Yung, IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 17, n°2, pp. 803-826, 2015 ;
- « Enhanced discontinuous reception mechanism for power saving in TD-LTE », F. Li, Y. Zhang, L. Li, 2010 3rd International Conference on Computer Science and Information Technology, Chengdu, pp. 682-686, 2010.

Bien que ces méthodes permettent d’éteindre sélectivement un équipement électronique énergivore, elles n’en restent pas moins encore très consommatrices en énergie du fait, justement, de l’utilisation même de ces équipements lors de l’émission ou de la réception d’un message. Cela est d’autant plus problématique lorsque cette consommation d’énergie est rapportée à la portée d’une communication. On comprend en effet que lorsque cette portée est faible, par exemple inférieure à un mètre, le coût énergétique de fonctionnement d’un dispositif de communication sans fil mettant en œuvre ces méthodes est particulièrement élevé.

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette, en comparaison avec les solutions de l’art antérieur, de réduire la consommation d’énergie d’un dispositif de communication sans fil comportant une architecture conventionnelle pour fonctionner selon un schéma TDD, et notamment de réduire le ratio entre consommation d’énergie et portée d’une communication.

A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif de contrôle du fonctionnement d’un dispositif de communication sans fil comportant une antenne, un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux via ladite antenne selon un schéma de multiplexage temporel, ainsi que des moyens de commutation aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont :
- une premier mode dans lequel le module frontal présente une première impédance à l’antenne,
- un deuxième mode dans lequel le module frontal présente une deuxième impédance à l’antenne,
lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles.
En outre, ledit dispositif de contrôle est destiné à être intégré audit dispositif de communication et comporte un module de contrôle configuré pour commander lesdits moyens de commutation de sorte que le module frontal alterne entre lesdits premier et deuxième modes et qu’ainsi le dispositif de communication varie sélectivement sa rétrodiffusion d’un signal ambiant.

Ainsi, il est proposé un dispositif de contrôle configuré de manière logicielle et matérielle pour créer des variations de l’impédance présentée à l’antenne (i.e. rapportée à l’antenne ou bien encore connectée au port de l’antenne) équipant le dispositif de communication sans fil.

L’invention permet dès lors de tirer avantageusement partie de ces variations d’impédance générées grâce au dispositif de contrôle pour que le dispositif de communication sans fil soit en mesure de rétrodiffuser un signal ambiant émis par une source émettrice.

La technologie de communication par rétrodiffusion ambiante est aujourd’hui bien connue. Les principes techniques sur lesquels s’appuie cette technologie sont décrits, notamment, dans le document : « Ambient Backscatter Communications: A Contemporary Survey », N. Van Huynh, D. Thai Hoang, X. Lu, D. Niyato, P. Wang, D. In Kim, IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 20, no. 4, pp. 2889-2922, Fourthquarter 2018.

De manière conventionnelle, la rétrodiffusion d’un signal ambiant s’effectue entre un dispositif transmetteur (en l’espèce, dans le cadre de la présente invention, le dispositif de communication sans fil équipé dudit dispositif de contrôle) et un dispositif récepteur distinct de la source émettrice du signal ambiant. Pour communiquer avec le dispositif récepteur, le dispositif transmetteur exploite le signal ambiant pour envoyer des données vers ledit dispositif récepteur. Plus particulièrement, le dispositif transmetteur réfléchit le signal ambiant vers le dispositif récepteur, éventuellement en le modulant. Le signal ainsi réfléchi est dit « signal rétrodiffusé », et est destiné à être décodé par le dispositif récepteur (i.e. le dispositif récepteur extrait du signal rétrodiffusé une information transmise par le dispositif transmetteur, par exemple sous forme de bits).

Le fait qu’aucune onde radio supplémentaire (au sens d’une onde autre que celle issue du signal ambiant) n’est émise par le dispositif transmetteur rend la technologie de rétrodiffusion ambiante particulièrement attractive. En effet, le coût énergétique d’une communication est ainsi optimisé, ce qui est notamment d’importance dans le contexte actuel de l’IoT où chaque objet de la vie courante a vocation à devenir un objet communicant.

Pour mettre en œuvre la technologie de communication par rétrodiffusion ambiante, le dispositif transmetteur est donc configuré avec un dispositif de contrôle pour interagir de manière variable (entrer en résonance de manière variable), via l’antenne, avec le signal ambiant, de sorte à pouvoir passer d’un premier état associé audit premier mode à un deuxième état associé audit deuxième mode. Ces deux modes diffèrent entre eux en termes de rétrodiffusion, de sorte à pouvoir être distingué au niveau du dispositif récepteur. Le dispositif récepteur, quant à lui, est configuré pour décoder le signal éventuellement rétrodiffusé par le dispositif transmetteur.

En pratique, ce décodage est efficacement mis en œuvre lorsque l’écart de puissance électromagnétique reçue par le dispositif récepteur, entre des instants où le dispositif transmetteur est respectivement dans le premier état et dans le deuxième état, dépasse un seuil déterminé, dit « seuil de puissance », au-dessus du niveau de bruit du récepteur (qui est constant). En effet, si ce seuil de puissance n’est pas atteint, des difficultés peuvent se présenter du côté du dispositif récepteur pour détecter que le dispositif transmetteur est dans un état de rétrodiffusion.

Aussi, et de manière conventionnelle, la communication par rétrodiffusion ambiante peut être mise en œuvre de manière efficace (i.e. atteinte dudit seuil de puissance) dès lors que le premier état et le deuxième état du dispositif transmetteur sont distinctement rétrodiffusant et non rétrodiffusant, et que les dispositifs transmetteur et récepteur sont proches l’un de l’autre et/ou que le dispositif transmetteur est proche de la source émettrice. A titre d’exemple, il est généralement considéré que le terme « proche » fait référence à une distance sensiblement égale à une demi-longueur d’onde de la fréquence centrale de la bande de travail. Ces aspects sont bien connus de l’homme du métier, et par conséquent ne sont pas décrits plus avant ici. Pour plus de détails, il est possible de se référer par exemple au document : « Demo Abstract : Spatial modulation based transmission using a reconfigurable antenna », Y. Kokar, K. Rachedi, A. Ourir, J. de Rosny, D. T. Phan Huy, J. C. Prévotet, M. Hélard, Proc. IEEE INFOCOM’19 Demo Session, 29 April – 2 May 2019, Paris.

En tout état de cause, l’invention permet avantageusement d’exploiter l’architecture matérielle et logicielle existante du dispositif de communication sans fil, le module de contrôle étant en mesure de générer des différences d’impédance sur la base de cette architecture. De cette manière, le dispositif de communication sans fil se voit offrir un mode de communication supplémentaire, à savoir donc un mode de communication par rétrodiffusion ambiante, en sus des modes de communication conventionnellement associés à un schéma de multiplexage temporel (i.e. échanges de données via les chaînes d’émission/de réception et le rayonnement de l’antenne).

En conséquence, le dispositif de contrôle selon l’invention offre la possibilité de réduire la consommation d’énergie du dispositif de communication sans fil lorsqu’il est opportun pour celui-ci de communiquer par rétrodiffusion ambiante, c’est-à-dire, typiquement et comme déjà mentionné ci-avant, quand il se trouve à proximité d’un dispositif récepteur avec lequel il veut communiquer et/ou quand il se trouve à proximité de la source émettrice. Autrement dit, dans ces situations, l’invention permet d’éviter d’utiliser un mode de communication traditionnel impliquant l’utilisation d’une chaîne d’émission ou de réception ainsi que le rayonnement de l’antenne.

Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de contrôle peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de réalisation, le signal ambiant est rétrodiffusé sous contrôle de la variation d’impédance commandée par ledit dispositif de contrôle

Dans des modes particuliers de réalisation, le module frontal comporte une chaîne d’émission et une chaîne de réception, les moyens de commutation comportant :
- des premiers moyens de commutation configurés pour connecter sélectivement l’antenne à la chaîne d’émission ou à la chaîne de réception,
- des deuxièmes moyens de commutation configurés pour éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique donné d’une chaîne, dite « chaîne de traitement », parmi lesdites chaînes d’émission et de réception,
ledit premier/deuxième mode correspondant à une configuration dans laquelle la chaîne de traitement est connectée à l’antenne grâce auxdits premiers moyens de commutation et dans laquelle ledit équipement électronique est éteint/alimenté grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation.

De telles dispositions permettent donc au module de contrôle de commander l’alimentation d’un équipement électronique de la chaîne de traitement pour générer la variation d’impédance à partir de laquelle un signal ambiant peut être rétrodiffusé.

Au surplus, ces dispositions sont également avantageuses dans la mesure où elles permettent de réduire la consommation d’énergie lorsqu’aucune donnée n’est à transmettre par le dispositif de communication sans fil. En effet, dans ce cas, ledit équipement électronique est éteint.

Dans des modes particuliers de réalisation, la chaîne de traitement est la chaîne d’émission et ledit équipement électronique est un amplificateur de puissance ou un convertisseur numérique-analogique.

Dans des modes particuliers de réalisation, la chaîne de traitement est la chaîne de réception et ledit équipement électronique est un amplificateur faible bruit ou un convertisseur analogique-numérique.

Dans des modes particuliers réalisation, le module frontal comporte une chaîne d’émission et une chaîne de réception, les moyens de commutation étant configurés pour connecter sélectivement l’antenne à la chaîne d’émission ou à la chaîne de réception, ledit premier/deuxième mode correspondant à une configuration dans laquelle la chaîne d’émission/de réception est connectée à l’antenne grâce auxdits moyens de commutation.

De telles dispositions permettent donc au module de contrôle de commander la connexion des chaînes d’émission/réception à l’antenne pour générer la variation d’impédance à partir de laquelle un signal ambiant peut être rétrodiffusé. Une telle configuration est peu complexe à mettre en œuvre, et son coût est donc réduit. En conséquence, la commande de tels moyens de commutation est également plus simple à mettre en œuvre.

Dans des modes particuliers de réalisation, le module frontal comporte une chaîne d’émission et une chaîne de réception, les moyens de commutation comportant :
- des premiers moyens de commutation configurés pour connecter sélectivement l’antenne à la chaîne d’émission ou à la chaîne de réception,
- des deuxièmes moyens de commutation appartenant à une chaîne, dite « chaîne de traitement », parmi lesdites chaînes d’émission et de réception, et comportant un circuit d’adaptation d’impédance configurable selon au moins deux configurations distinctes, une première configuration et une deuxième configuration,
ledit premier/deuxième mode correspondant à une configuration dans laquelle la chaîne de traitement est connectée à l’antenne grâce auxdits premiers moyens de commutation et dans laquelle le circuit d’adaptation d’impédance est configuré selon ladite première configuration/ladite deuxième configuration grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation.

Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de communication sans fil comportant une antenne, un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux via ladite antenne selon un schéma de multiplexage temporel, ainsi que des moyens de commutation aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont :
- une premier mode dans lequel le module frontal présente une première impédance à l’antenne,
- un deuxième mode dans lequel le module frontal présente une deuxième impédance à l’antenne,
lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles.
En outre, ledit dispositif de communication sans fil comporte un dispositif de contrôle selon l’invention.

Selon un troisième aspect, l’invention concerne un système de communication sans fil comportant :
- une source émettrice configurée pour émettre un signal ambiant,
- un premier dispositif de communication sans fil selon l’invention,
- un deuxième dispositif de communication sans fil configuré pour recevoir le signal ambiant rétrodiffusé par ledit premier dispositif de communication.

Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un procédé de contrôle du fonctionnement d’un dispositif de communication sans fil comportant une antenne, un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux via ladite antenne selon un schéma de multiplexage temporel, ainsi que des moyens de commutation aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont :
- une premier mode dans lequel le module frontal présente une première impédance à l’antenne,
- un deuxième mode dans lequel le module frontal présente une deuxième impédance à l’antenne,
lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles.
En outre, ledit procédé de contrôle est mis en œuvre par un dispositif de contrôle selon l’invention, intégré audit dispositif de communication sans fil et comporte une étape de commande desdits moyens de commutation de sorte que le module frontal alterne entre lesdits premier et deuxième modes et qu’ainsi le dispositif de communication varie sélectivement sa rétrodiffusion d’un signal ambiant.

Selon un cinquième aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé de contrôle selon l’invention lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.

Ce programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.

Selon un sixième aspect, l’invention concerne un support d’informations ou d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur selon l’invention.

Le support d'informations ou d’enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) ou un disque dur.

D'autre part, le support d'informations ou d’enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.

Alternativement, le support d'informations ou d’enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.

Selon un septième aspect, l’invention concerne un procédé de communication mis en œuvre par un système de communication sans fil selon l’invention, dans lequel un signal ambiant émis par la source émettrice est rétrodiffusé par le premier dispositif de communication sans fil et reçu par le deuxième dispositif de communication sans fil.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
la figure 1 représente schématiquement, dans son environnement, un mode particulier de réalisation d’un système de communication selon l’invention ;
la figure 2 représente schématiquement un exemple d’architecture matérielle d’un dispositif de communication sans fil selon l’invention appartenant au système de communication de la figure 1 ;
la figure 3 représente schématiquement un exemple d’architecture matérielle d’un dispositif de contrôle selon l’invention équipant le dispositif de communication sans fil de la figure 2 ;
la figure 4 représente schématiquement un premier mode de réalisation de moyens de commutation du dispositif de communication sans fil ;
la figure 5 représente schématiquement un deuxième mode de réalisation de moyens de commutation du dispositif de communication sans fil ;
la figure 6 représente schématiquement un troisième mode de réalisation de moyens de commutation du dispositif de communication sans fil ;
la figure 7 représente schématiquement un quatrième mode de réalisation de moyens de commutation du dispositif de communication sans fil ;
la figure 8 représente, sous forme d’ordinogramme, un exemple particulier de mise en œuvre d’un procédé de contrôle selon l’invention ;
la figure 9 représente schématiquement un exemple de scénario de transmission de données mis en œuvre par le dispositif transmetteur D_TX.

Lafigure 1représente schématiquement, dans son environnement, un mode particulier de réalisation d’un système 10 de communication sans fil selon l’invention.

Tel qu’illustré par la figure 1, le système 10 de communication sans fil comporte une source émettrice SO configurée pour émettre, selon une fréquence d’émission F_E comprise dans une bande fréquentielle donnée dite « bande d’émission », un signal radioélectrique dit « signal ambiant ». L’émission du signal ambiant s’effectue par exemple de manière permanente ou bien de manière récurrente.

Pour la suite de la description, et tel qu’illustré par la figure 1, on considère de manière nullement limitative le cas où le signal ambiant n’est émis que par une seule source. Le choix consistant à considérer une seule source est ici réalisé à des fins de simplification de la description uniquement. Aussi, aucune limitation n’est attachée au nombre de sources pouvant être considérée dans le cadre de la présente invention, les développements qui suivent étant en effet généralisables sans difficulté par l’homme du métier au cas d’une pluralité de sources non cohérentes entre elles.

Par « signal radioélectrique », on fait référence ici à une onde électromagnétique se propageant par des moyens non filaires, dont les fréquences sont comprises dans le spectre traditionnel des ondes radioélectriques (quelques hertz à plusieurs centaines de gigahertz).

A titre d’exemple nullement limitatif, le signal ambiant est un signal de téléphonie mobile 4G émis dans la bande d’émission [811 MHz, 821 MHz] par la source SO qui prend la forme d’une antenne-relais.

Il convient toutefois de préciser que l’invention reste applicable à d’autres types de signaux radioélectriques, comme par exemple un signal de téléphonie mobile autre que 4G (par exemple 2G, 3G, 5G), un signal Wi-Fi, un signal WiMax, un signal DVB-T, etc. D’une manière générale, aucune limitation n’est attachée au signal radio ambiant pouvant être considéré dans le cadre de la présente invention. En conséquence, il convient de noter que le nombre d’antennes équipant la source SO ne constitue pas un facteur limitant de l’invention.

Le système 10 de communication comporte également un premier dispositif de communication sans fil, dit « dispositif transmetteur » D_TX, ainsi qu’un deuxième dispositif de communication sans fil, dit « dispositif récepteur » D_RX et distinct de la source SO, respectivement configurés afin de communiquer entre eux, comme cela est détaillé ci-après.

Dans la suite de la description, et tel qu’illustré par la figure 1, on considère de manière non limitative que le système 10 de communication comprend un seul dispositif transmetteur D_TX et un seul dispositif récepteur D_RX. Il convient toutefois de préciser que l’invention est également applicable à un système de communication comprenant une pluralité de dispositifs transmetteurs et / ou une pluralité de dispositifs récepteurs, cet aspect ne constituant pas un facteur limitant de l’invention.

On considère également dans la suite de la description que le dispositif transmetteur D_TX est un téléphone mobile de type « smartphone ». Il convient cependant de noter qu’aucune limitation n’est attachée à la nature dudit dispositif transmetteur D_TX dès lors que ce dernier est en mesure de réaliser des communications sans fil. Par exemple, il peut s’agir d’un ordinateur portable, d’un assistant personnel, d’un objet communicant, etc.

Lafigure 2représente schématiquement un exemple d’architecture matérielle du dispositif transmetteur D_TX selon l’invention appartenant au système 10 de communication de la figure 1.

Tel qu’illustré par la figure 2, le dispositif transmetteur D_TX est équipé d’une antenne 100. Le dispositif transmetteur D_TX comporte également un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux via ladite antenne 100 selon un schéma de multiplexage temporel. De manière conventionnelle, ledit module frontal comporte une chaîne d’émission C_TX et une chaîne de réception C_RX.

Dans cet exemple de réalisation, ladite chaîne d’émission C_TX comporte un convertisseur numérique-analogique 101, un modulateur 102 ainsi qu’un amplificateur de puissance 103. La chaîne de réception C_RX, quant à elle, comporte un amplificateur faible bruit 104, un démodulateur 105 ainsi qu’un convertisseur analogique-numérique 106.

Ledit dispositif transmetteur D_TX comporte également une unité électronique de traitement de signal, dite unité « DSP », configurée pour générer des signaux en bande de base destinés à être acheminés vers l’antenne via la chaîne d’émission C_TX ainsi qu’à traiter des signaux reçus par l’antenne et acheminés à ladite unité DSP via la chaîne de réception C_RX.

A cet effet, l’unité DSP comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels sont mémorisés des données et un programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble d'instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre les traitements de signaux susmentionnés.

Alternativement ou en complément, l’unité DSP comporte également un ou des circuits logiques programmables, de type FPGA, PLD, etc., et / ou circuits intégrés spécialisés (ASIC), et / ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc. adaptés à mettre en œuvre lesdits traitements de signaux.

En d'autres termes, l’unité DSP comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (programme d'ordinateur spécifique) et / ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, etc.) pour mettre en œuvre lesdits traitements de signaux.

D’une manière générale, l’homme du métier connait l’architecture conventionnelle d’un dispositif transmetteur D_TX apte à l’émission de signaux selon un schéma de multiplexage temporel, cet aspect n’étant par conséquent pas détaillé plus avant ici.

Il convient par ailleurs de noter que la chaîne d’émission C_TX et/ou la chaîne de réception C_RX peuvent comporter encore d’autres équipements électroniques. Par ailleurs, aucune limitation n’est attachée au nombre d’antennes pouvant équiper le dispositif transmetteur D_TX, ni même au nombre de chaînes d’émission et de réception, étant entendu que le nombre d’antennes est supérieur ou égal au nombre de chaînes d’émission ainsi qu’au nombre de chaînes de réception, cet aspect étant également connu de l’homme du métier.

Le dispositif transmetteur D_TX comporte également des moyens de commutation 110 aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont :
- un premier mode M_1 dans lequel le module frontal présente une première impédance à l’antenne 100,
- un deuxième mode M_2 dans lequel le module frontal présente une deuxième impédance à l’antenne 100,
lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles.

Par « impédance présentée à l’antenne », on fait référence ici à l’impédance équivalente des circuits électroniques connectés à un instant donné à l’antenne 100, cette impédance dépendant donc du mode dans lequel est configuré le module frontal via lesdits moyens de commutation 110.

Il importe de noter que la figure 2 illustre ici de manière schématique la structure générale du dispositif transmetteur D_TX selon l’invention. Ainsi, différents modes de réalisation desdits moyens de commutation 110 sont décrits plus en détails ultérieurement au travers de différentes figures.

De plus, le dispositif transmetteur D_TX comporte un dispositif de contrôle D_CO mettant en œuvre des traitements visant à permettre au dispositif transmetteur D_TX de varier sélectivement la rétrodiffusion du signal ambiant émis par la source SO, en mettant en œuvre un procédé de contrôle du fonctionnement dudit dispositif transmetteur D_TX.

Dans le présent mode de réalisation, l’antenne 100 du dispositif transmetteur D_TX est configurée, de manière connue en soi, pour recevoir le signal ambiant mais aussi le rétrodiffuser vers le dispositif récepteur D_RX.

En pratique, le dispositif transmetteur D_TX est associé à une bande fréquentielle, dite « bande d’influence », qui correspond à la bande fréquentielle dans laquelle l’antenne est apte à recevoir / rétrodiffuser des signaux. Lorsque ladite bande d’influence est incluse dans la bande d’émission associée à la source SO, elle est qualifiée de « bande de travail ». Par « bande de travail », on fait référence ici au fait que le dispositif transmetteur D_TX est compatible avec la source SO, à savoir donc que la rétrodiffusion peut être effectuée pour toute fréquence comprise dans ladite bande de travail.

Rien n’exclut cependant de considérer une bande d’influence qui ne soit pas incluse dans la bande d’émission. Il est néanmoins implicite que pour que le dispositif transmetteur D_TX soit en mesure de rétrodiffuser le signal ambiant, ladite bande d’influence et ladite bande d’émission doivent être d’intersection non vide, la bande de travail correspondant dès lors à cette intersection.

Il convient par ailleurs de noter que l’antenne 100 équipant le dispositif transmetteur D_TX est non seulement configurée pour permettre la rétrodiffusion du signal ambiant émis par la source SO, mais également pour transmettre et recevoir, de manière classique, des signaux radio via respectivement la chaîne d’émission C_TX et la chaîne de réception C_RX.

Dans le présent mode de réalisation, le dispositif récepteur D_RX est équipé d’une antenne de réception (non représentée sur les figures) configurée pour recevoir des signaux dans ladite bande de travail. Par exemple, ledit dispositif récepteur D_RX est un téléphone cellulaire de type smartphone.

Il convient cependant de noter qu’aucune limitation n’est attachée au nombre d’antennes pouvant équiper le dispositif récepteur D_RX.

D’une manière générale, aucune limitation n’est attachée aux formes structurelles pouvant être prises respectivement par la source SO et le dispositif récepteur D_RX. A titre d’exemples nullement limitatifs, les configurations suivantes sont envisageables selon la bande fréquentielle de travail considérée :
- la source SO est un téléphone cellulaire, par exemple de type smartphone, et le dispositif récepteur D_RX est une station de base,
- la source SO et le dispositif récepteur D_RX sont tous deux des téléphones cellulaires, par exemple de type smartphone,
- la source SO est une passerelle domestique (encore dite « box Internet ») émettant un signal Wi-Fi, et le dispositif récepteur D_RX est un téléphone cellulaire, par exemple de type smartphone, etc.

Il convient par ailleurs de noter que l’antenne équipant le dispositif récepteur D_RX est non seulement configurée pour permettre l’interaction avec le signal rétrodiffusé par le dispositif transmetteur D_TX, mais également pour recevoir, de manière classique, des signaux radios via une chaîne de réception et une unité électronique dont les configurations sont respectivement similaires celles de la chaîne de réception C_RX et de l’unité DSP équipant le dispositif transmetteur D_TX.

Lafigure 3représente schématiquement un exemple d’architecture matérielle du dispositif de contrôle D_CO selon l’invention configuré pour mettre en œuvre ledit procédé de contrôle.

Tel qu’illustré par la figure 3, le dispositif de contrôle D_CO selon l’invention dispose de l’architecture matérielle d’un ordinateur. Ainsi, un tel dispositif de contrôle D_CO comporte, notamment, un processeur 1, une mémoire vive 2, une mémoire morte 3 et une mémoire non volatile 4. Il dispose en outre d’un module de communication 5.

Le module de communication 5 permet notamment au dispositif de contrôle D_CO de transmettre des signaux de commande aux moyens de commutation 110. Ce module de communication 5 comporte par exemple un bus de données informatiques apte à la transmission desdites signaux de commande. Selon un autre exemple, le module de communication 5 comportent une interface de communication, filaire ou non filaire, apte à mettre en œuvre tout protocole adapté connu de l’homme du métier (Ethernet, Wifi, Bluetooth, 3G, 4G, 5G, etc.).

La mémoire morte 3 du dispositif de contrôle D_CO constitue un support d’enregistrement conforme à l’invention, lisible par le processeur 1 et sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur PROG conforme à l’invention, comportant des instructions pour l’exécution d’étapes du procédé de contrôle selon l’invention. Le programme PROG définit des modules fonctionnels du dispositif de contrôle D_CO, qui s’appuient ou commandent les éléments matériels 2 à 5 du dispositif de contrôle D_CO cités précédemment, et qui comprennent notamment un module de contrôle MOD_CO configuré pour commander lesdits moyens de commutation 110 de sorte que le module frontal alterne entre lesdits premier M_1 et deuxième M_2 modes. De cette manière, le dispositif de communication D_TX peut rétrodiffuser le signal ambiant de la source SO.

Dans cet exemple de réalisation, ledit module de contrôle MOD_CO est en outre configuré pour commander les moyens de commutation 110 de sorte que le dispositif transmetteur D_TX est apte à émettre des données au moyen de la chaîne d’émission C_TX et recevoir des données au moyen de la chaîne de réception C_RX. Autrement dit, dans cet exemple, le module de contrôle MOD_CO permet au dispositif transmetteur D_TX de communiquer de manière conventionnelle avec le dispositif récepteur D_RX.

Rien n’exclut toutefois d’envisager, suivant d’autres exemples non détaillés ici, que le module de contrôle MOD_CO est uniquement configuré pour permettre une communication par rétrodiffusion ambiante, et qu’un autre module de contrôle du dispositif transmetteur D_TX est quant à lui configuré pour permettre une communication conventionnelle via les chaînes d’émission C_TX/réception C_RX.

De manière connue en soi, et comme déjà mentionné auparavant, la communication par rétrodiffusion ambiante consiste en l’exploitation du signal ambiant, par le dispositif transmetteur D_TX, pour envoyer des données vers ledit dispositif récepteur D_RX. L’envoi de telles données par variation de la rétrodiffusion du signal ambiant repose de manière essentielle sur la possibilité de modifier l’impédance présentée à l’antenne 100, en fonction desdites données à envoyer.

Conformément à l’invention, cette modification d’impédance est rendue possible au travers des premier M_1 et deuxième M_2 modes de configuration du module frontal. De cette manière, le dispositif transmetteur D_TX est associé à des états de fonctionnement, à savoir idéalement un état dit de « rétrodiffusion » (le dispositif transmetteur D_TX peut rétrodiffuser le signal ambiant) dans un desdits modes M_1, M_2, ainsi qu’un état contraire dit de « non-rétrodiffusion » (le dispositif transmetteur D_TX ne peut pas rétrodiffuser le signal ambiant, ou, encore dit autrement, est « transparent » au signal ambiant) dans l’autre desdits modes M_1, M_2. L’impédance associée à l’état de rétrodiffusion correspond typiquement à une impédance nulle ou infinie, alors que l’impédance associée à l’état de non-rétrodiffusion correspond typiquement au complexe conjugué de l’impédance caractéristique de l’antenne dans le milieu de propagation considéré à la fréquence considérée.

Il importe de noter que l’invention ne se limite pas à ce cas idéal dans lequel seuls deux états respectivement parfaitement rétrodiffusant et parfaitement non-rétrodiffusant seraient considérés. En effet, l’invention reste également applicable dans le cas où deux états (premier état et deuxième état) ne sont pas parfaitement rétrodiffusant/non-rétrodiffusant, dès lors que la variation des ondes rétrodiffusées est perceptible par un dispositif récepteur pratiquement et économiquement réalisable.

Des données destinées à être transmises par le dispositif transmetteur D_TX sont conventionnellement encodées au moyens d’un jeu de symboles, comprenant par exemple un symbole dit « haut » (bit de valeur « 1 »), ou bien un symbole dit « bas » (bit de valeur « 0 »). La transmission de telles données par variation de la rétrodiffusion ambiante peut dès lors s’effectuer, de manière connue en soi, par alternance entre lesdits premier M_1 et deuxième M_2 modes de configuration du module frontal, chacun desdits modes M_1, M_2 étant dédié à la transmission d’un symbole d’un type particulier (par exemple symbole haut pour le premier mode M_1 et symbole bas pour le deuxième mode M_2, ou vice versa). En d’autres termes, les données destinées à être transmises par le dispositif transmetteur D_TX sont transportées vers le dispositif récepteur D_RX par modulation des ondes émises par la source SO (i.e. par rétromodulation).

D’une manière générale, les aspects spécifiques concernant les techniques de traitement de signal pour l’émission de données par rétrodiffusion ambiante à destination du dispositif récepteur D_RX, ainsi que ceux concernant les techniques de traitement de signal pour le décodage mises en œuvre par ce dernier, sont connus de l’homme du métier et sortent du cadre de la présente invention. Par conséquent, ils ne sont pas détaillés ici plus avant.

La suite de la description vise à détailler plusieurs modes de réalisation des moyens de commutation 110 appartenant à l’architecture matérielle du dispositif transmetteur D_TX de la figure 2. Chacun de ces modes de réalisation offre la possibilité d’alterner, via des commandes idoines générées par le module de contrôle MOD_CO du dispositif de contrôle D_CO, entre lesdits premier M_1 et deuxième M_2 modes du module frontal.

Lafigure 4représente schématiquement un premier mode de réalisation desdits moyens de commutation 110.

Tel qu’illustré par la figure 4, les moyens de commutation 110 comportent dans ce premier mode de réalisation des premiers moyens de commutation 111 configurés pour sélectivement connecter l’antenne 100 à la chaîne d’émission C_TX ou à la chaîne de réception C_RX.

Par exemple, lesdits premiers moyens de commutation 111 sont un duplexeur de conception connue en soi, c’est-à-dire un composant électronique permettant l’utilisation de l’antenne 100 pour l’émission et la réception.

Dans ledit premier mode illustré par la figure 4, lesdits moyens de commutation 110 comportent également des deuxièmes moyens de commutation 112 configurés pour éteindre (sigle « OFF » sur la figure 4) ou alimenter (sigle « ON » sur la figure 4) sélectivement un équipement électronique donné de la chaîne d’émission C_TX.

Lesdits deuxièmes moyens de commutation 112 sont par exemple un commutateur de sélection de conception connue en soi. D’une manière générale, l’homme du métier sait mettre en œuvre des moyens de commutation aptes à éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique de la chaîne d’émission C_TX, comme cela est par exemple décrit dans le document de J. Wu et al. déjà mentionné auparavant.

Par ailleurs, et à titre d’exemple nullement limitatif, l’équipement électronique pouvant être éteint ou alimenté par lesdits deuxièmes moyens de commutation 112 est l’amplificateur de puissance 103. Dans beaucoup d’appareils électroniques conventionnels, ledit amplificateur de puissance 103 constitue l’équipement électronique de la chaîne d’émission C_TX qui est le plus consommateur en énergie.

Il convient cependant de noter que le choix d’un équipement électronique donné de la chaîne d’émission, pour être éteint ou alimenté par lesdits deuxièmes moyens de commutation 112, ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Ainsi, un choix qui diffère dudit amplificateur de puissance 103 peut être envisagé, comme par exemple ledit convertisseur numérique-analogique 101, le modulateur 102, etc.

En définitive, dans le premier mode de réalisation illustré par la figure 4, le premier mode M_1 du module frontal correspond à une configuration dans laquelle la chaîne d’émission C_TX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits premiers moyens de commutation 111 et dans laquelle ledit équipement électronique donné est éteint grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation 112.

A l’inverse, le deuxième mode M_2 du module frontal correspond à une configuration dans laquelle la chaîne d’émission C_TX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits premiers moyens de commutation 111 mais dans laquelle ledit équipement électronique donné est alimenté grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation 112.

Autrement dit, la variation d’impédance entre les premier M_1 et deuxième M_2 modes de configuration du module frontal résulte du fait que l’équipement électronique considéré dans la chaîne d’émission C_TX est sélectivement éteint ou alimenté.

Il ressort de ce qui vient d’être décrit en référence à la figure 4 que le contrôle de la variation d’impédance s’effectue ici via la chaîne d’émission C_TX du module frontal. En conséquence, dans ce premier mode de réalisation, la chaîne d’émission C_TX est encore désignée par « chaîne de traitement ».

Lafigure 5représente schématique un deuxième mode de réalisation desdits moyens de commutation 110.

Ledit deuxième mode de réalisation est sensiblement similaire à celui du premier mode de réalisation de la figure 4, hormis que la chaîne de traitement correspond ici non plus à la chaîne d’émission C_TX mais à la chaîne de réception C_RX.

Dès lors, et tel qu’illustré par la figure 5, les moyens de commutation 110 comportent encore des premiers moyens de commutation 111 configurés pour connecter sélectivement l’antenne 100 à la chaîne d’émission C_TX ou à la chaîne de réception C_RX. Toutes les caractéristiques décrites ci-avant en référence à la figure 4 pour lesdits premiers moyens de commutation 111 restent ici valables.

Les moyens de commutation 110 comportent des deuxièmes moyens de commutation 113 configurés pour éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique donné de la chaîne de réception C_RX.

Lesdits deuxièmes moyens de commutation 113 sont par exemple un commutateur de sélection de conception connue en soi. D’une manière générale, l’homme du métier sait mettre en œuvre des moyens de commutation aptes à éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique de la chaîne de réception C_RX, comme cela est par exemple décrit dans le document de F. Li et al. déjà mentionné auparavant.

Par ailleurs, et à titre d’exemple nullement limitatif, l’équipement électronique pouvant être éteint ou alimenté par lesdits deuxièmes moyens de commutation 113 est l’amplificateur faible bruit 104.

Il convient cependant de noter que le choix d’un équipement électronique donné de la chaîne de réception, pour être éteint ou alimenté par lesdits deuxièmes moyens de commutation 113, ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Ainsi, un choix qui diffère dudit amplificateur faible bruit 104 peut être envisagé, comme par exemple le démodulateur 105, ledit convertisseur analogique-numérique 106, etc.

En définitive, dans le deuxième mode de réalisation illustré par la figure 5, le premier mode M_1 du module frontal correspond à une configuration dans laquelle la chaîne de réception C_RX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits premiers moyens de commutation 111 et dans laquelle ledit équipement électronique donné est éteint grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation 113.

A l’inverse, le deuxième mode M_2 du module frontal correspond à une configuration dans laquelle la chaîne de réception C_RX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits premiers moyens de commutation 111, mais dans laquelle ledit équipement électronique donné est alimenté grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation 113.

Autrement dit, la variation d’impédance rapportée à l’antenne par la chaîne de réception C_RX entre les premier M_1 et deuxième M_2 modes de configuration du module frontal résulte du fait que l’équipement électronique considéré dans la chaîne de réception C_RX est sélectivement éteint ou alimenté.

Lafigure 6représente schématiquement un troisième mode de réalisation desdits moyens de commutation 110.

Tel qu’illustré par la figure 6, ledit troisième mode de réalisation est sensiblement similaire à ceux desdits premier et deuxième modes de réalisation (respectivement figure 4 et figure 5) en ce que les moyens de commutation 110 comportent des premiers moyens de commutation 111 configurés pour connecter sélectivement l’antenne 100 à la chaîne d’émission C_TX ou à la chaîne de réception C_RX. Toutes les caractéristiques décrites ci-avant en référence aux figures 4 et 5 pour lesdits premiers moyens de commutation 111 restent ici valables, ces premiers moyens de commutation 111 étant donc aptes à modifier l’adaptation d’impédance entre l’antenne 100 et la chaîne d’émission C_TX ou la chaîne de réception C_RX.

Lesdits moyens de commutation 110 comportent également des deuxièmes moyens de commutation 114 appartenant à la chaîne d’émission C_TX. Lesdits deuxièmes moyens de commutation 114 comportent un circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z configurable selon au moins deux configurations distinctes, une première configuration et une deuxième configuration.

Plus particulièrement, dans l’exemple de la figure 6, ladite première configuration (respectivement ladite deuxième configuration) correspond à une configuration suivant laquelle le circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z modifie l’impédance présentée à l’antenne 100 par l’intermédiaire d’un premier condensateur CH_1 (respectivement d’un deuxième condensateur CH_2).

La conception et la mise en œuvre d’un tel circuit d’adaptation d’impédance sont connues de l’homme du métier, de sorte que cet aspect n’est décrit plus avant ici. A tout le moins, on mentionne ici que ledit circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z est agencé dans la chaîne d’émission C_TX au pied de l’antenne 100, c’est-à-dire après l’amplificateur de puissance 103 dans la direction allant de l’unité DSP vers ladite antenne 100.

En définitive, ledit premier mode M_1 correspond à une configuration dans laquelle la chaîne d’émission C_TX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits premiers moyens de commutation 111 et dans laquelle le circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z est configuré selon ladite première configuration grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation 114.

A l’inverse, ledit deuxième mode M_2 correspond à une configuration dans laquelle la chaîne d’émission C_TX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits premiers moyens de commutation 111 et dans laquelle le circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z est configuré selon ladite deuxième configuration grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation 114.

Autrement dit, la variation d’impédance entre les premier M_1 et deuxième M_2 modes de configuration du module frontal résulte du fait que le condensateur utilisé par le circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z est soit le premier condensateur CH_1 soit le deuxième condensateur CH_2.

Bien que le troisième mode de réalisation de la figure 6 a été décrit en considérant uniquement deux condensateurs CH_1, CH_2 du circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z, il convient de noter qu’aucune limitation n’est attachée au nombre de condensateurs par l’intermédiaire desquels le circuit d’adaptation d’impédance CIR_Z peut modifier l’impédance présentée à l’antenne 100, dès lors que ce nombre est supérieur ou égal à deux (dans ce cas, le circuit d’impédance CIR_Z est configurable suivant autant de configurations que le nombre de condensateurs).

Bien entendu, le choix consistant à considérer des condensateurs pour modifier l’impédance présentée à l’antenne 100 grâce au circuit d’impédance CIR_Z ne représente qu’une variante de réalisation de l’invention. Ainsi, il est possible d’envisager, en alternative ou en combinaison avec des condensateurs, des inductances, des résistances, etc., et plus largement tout composant électronique présentant une impédance qui lui est propre.

Lafigure 7représente schématiquement un quatrième mode de réalisation desdits moyens de commutation 110.

Tel qu’illustré par la figure 7, les moyens de commutation 110 de ce quatrième mode de réalisation sont configurés pour connecter sélectivement l’antenne 100 à la chaîne d’émission C_TX ou à la chaîne de réception C_RX.

Les moyens de commutation 110 de ce quatrième mode de réalisation correspondent donc uniquement aux premiers moyens de commutation 111 décrits ci-avant en référence à la figure 4 (premier mode de réalisation) ou à la figure 5 (deuxième mode de réalisation) ou à la figure 6 (troisième mode de réalisation).

Autrement dit, dans ce quatrième mode de réalisation, et en comparaison avec lesdits premier et deuxième modes de réalisation, il n’est pas mis en œuvre de moyens de commutation spécifiquement dédiés à l’extinction ou bien l’alimentation d’un équipement électronique dédié d’une des chaînes d’émission C_TX/de réception C_RX. Ou bien encore, en comparaison avec le troisième mode de réalisation, il n’est pas mis en œuvre de moyens de commutation aptes à modifier l’impédance présentée à l’antenne 100 par l’intermédiaire de charges d’un circuit d’adaptation d’impédance.

En définitive, dans le troisième mode de réalisation de la figure 7, le premier mode M_1 du module frontal correspond à une configuration dans laquelle la chaîne d’émission C_TX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits moyens de commutation 110.

A l’inverse, le deuxième mode M_2 du module frontal correspond à une configuration dans laquelle la chaîne de réception C_RX est connectée à l’antenne 100 grâce auxdits moyens de commutation 110.

Autrement dit, la variation d’impédance entre les premier M_1 et deuxième M_2 modes de configuration du module frontal résulte du fait que l’antenne est connectée soit à la chaîne d’émission C_TX soit à la chaîne de réception C_RX.

L’invention a été décrite jusqu’à présent en considérant lesdits premier, deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation. D’autres modes de réalisation peuvent néanmoins être envisagés.

Par exemple, rien n’exclut d’avoir des moyens de commutation 110 comprenant des premiers moyens de commutation configurés pour connecter sélectivement l’antenne 100 à la chaîne d’émission C_TX ou à la chaîne de réception C_RX, ainsi que :
- des deuxièmes moyens de commutation configurés pour éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique donné de la chaîne d’émission C_TX (i.e. deuxièmes moyens de commutation similaires aux deuxièmes moyens de commutation décrits en référence à la figure 4),
- des troisièmes moyens de commutation configurés pour éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique donné de la chaîne de réception C_RX (i.e. troisièmes moyens de commutation similaires aux deuxièmes moyens de commutation décrits en référence à la figure 5).

Selon un autre exemple, les moyens de commutation 110 peuvent comporter des premiers moyens de commutation configurés pour connecter sélectivement l’antenne 100 à la chaîne d’émission C_TX ou à la chaîne de réception C_RX, ainsi que :
- des deuxièmes moyens de commutation appartenant à la chaîne d’émission C_TX, et comportant un circuit d’adaptation d’impédance configuré pour modifier l’impédance présentée à l’antenne 100 par l’intermédiaire d’au moins deux composants électroniques distincts dudit circuit d’adaptation d’impédance (i.e. deuxièmes moyens de commutation similaires aux deuxièmes moyens de commutation décrits en référence à la figure 6),
- des troisièmes moyens de commutation appartenant à la chaîne de réception C_RX, et comportant un circuit d’adaptation d’impédance configuré pour modifier l’impédance présentée à l’antenne 100 par l’intermédiaire d’au moins deux composants électroniques distincts dudit circuit d’adaptation d’impédance (i.e. troisièmes moyens de commutation similaires aux deuxièmes moyens de commutation décrits en référence à la figure 6, à la différence qu’ils appartiennent ici à la chaîne de réception C_RX).

D’une manière générale, l’invention couvre toute combinaison techniquement possible desdits premier, deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation.

L’invention concerne en outre un procédé de contrôle du fonctionnement du dispositif transmetteur D_TX. Ce procédé de contrôle est mis en œuvre par le dispositif de contrôle D_CO équipant ledit dispositif transmetteur D_TX, plus particulièrement par le module de contrôle MOD_CO.

Dans son principe général, ledit procédé de contrôle comporte une étape de commande des moyens de commutation 110 de sorte que le module frontal alterne entre lesdits premier M_1 et deuxième M_2 modes et qu’ainsi ledit dispositif transmetteur D_TX varie sélectivement sa rétrodiffusion du signal ambiant émis par la source SO.

Lafigure 8représente, sous forme d’ordinogramme, un exemple particulier de mise en œuvre du procédé de contrôle selon l’invention.

Dans cet exemple particulier de mise en œuvre, il est supposé que le dispositif transmetteur D_TX souhaite transmettre par rétrodiffusion ambiante des données vers le dispositif récepteur D_RX, et que ces données prennent la forme, avant transmission au dispositif récepteur D_RX, d’un signal comportant une séquence de symboles haut et bas attribués respectivement aux bits de données (1 ou 0). On considère en outre qu’un symbole correspondant à un bit 1 (respectivement à un bit 0) est destiné à être transmis par rétrodiffusion ambiante lorsque le module frontal est configuré selon son premier mode M_1 (respectivement son deuxième mode M_2).

Dans cet exemple particulier de mise en œuvre, on considère également que les moyens de commutation 110 sont configurés tels que ceux décrits en référence à la figure 4, et que l’équipement électronique pouvant être éteint ou alimenté est l’amplificateur de puissance 103.

Dès lors, lorsque le module de contrôle MOD_CO prend connaissance du type des données à transmettre, plus particulièrement des symboles et de leur ordre respectif au sein de la séquence, il génère des signaux de commande appropriés, ces signaux de commande étant transmis aux moyens de commutation 110.

Ainsi, l’étape de commande (étape F10) comporte tout d’abord la génération (étape F10_1) d’un premier signal de commande S_COM_0 transmis aux premiers moyens de commutation 111 afin que l’antenne 100 soit connectée à la chaîne d’émission C_TX. Selon une variante de mise en œuvre, s’il est détectée que ladite chaîne d’émission est déjà connectée à l’antenne 100, un tel premier signal de commande S_COM_0 n’est pas généré.

Par la suite, l’étape de commande comporte la génération d’autres signaux de commande S_COM_i (itérations d’une étape F10_2), i étant un indice entier supérieur ou égal à 1. Ces autres signaux de commande S_COM_i sont quant à eux transmis aux deuxièmes moyens de commutation 112 afin d’obtenir, en fonction des données à transmettre (bit 1 ou bit 0), une alternance entre lesdits premier M_1 et deuxième M_2 modes du module frontal, et donc in fine une variation d’impédance nécessaire à la mise en œuvre d’une transmission par variation sélective de rétrodiffusion ambiante (i.e. par rétromodulation).

On comprend bien entendu que le nombre de ces autres signaux générés dépend du nombre de fois où le type des symboles alterne entre bit 1 et bit 0. Autrement dit, et de manière plus générale, l’alternance entre les premier M_1 et deuxième M_2 du module frontal, et donc in fine la variation d’impédance (présentée à l’antenne) associée, s’effectue en fonction des données à transmettre par rétrodiffusion ambiante.

A partir d’un tel exemple de mise en œuvre du procédé de contrôle, l’homme du métier est en mesure de mettre en œuvre ledit procédé de contrôle selon tous les modes couverts par la présente invention, en particulier selon lesdits premier (figure 4), deuxième (figure 5), troisième (figure 6) et quatrième (figure 7) modes décrits ci-avant.

Bien entendu, le procédé de contrôle selon l’invention ne se limite pas à permettre une communication par variation sélective de la rétrodiffusion ambiante entre les dispositifs transmetteur D_TX et récepteur D_RX. En particulier, étant donné les configurations matérielles respectives de ces dispositifs, rien n’exclut qu’ils échangent entre eux des données de manière conventionnelle (i.e. au moyen de leurs chaînes d’émission/réception respectives). Le procédé de contrôle selon l’invention peut dès lors comporter d’autres étapes de commande des moyens de commutation de sorte à permettre un tel échange conventionnel de données.

Par exemple, considérons à nouveau que les moyens de commutation 110 sont configurés tels que ceux décrits en référence à la figure 4, et que l’équipement électronique pouvant être éteint ou alimenté est l’amplificateur de puissance 103. Supposons en outre que les premiers moyens de commutation 111 sont d’ores et déjà configurés afin que l’antenne 100 soit connectée à la chaîne d’émission C_TX (par exemple grâce à un signal de commande approprié). Dès lors, dans le cas où des données doivent être transmises via la chaîne d’émission C_TX (ces données étant donc destinées à être rayonnées par l’antenne 100), le module de contrôle MOD_CO peut générer, lors de la mise en œuvre du procédé de contrôle, un signal de commande transmis aux deuxièmes moyens de commutation 112 de sorte que l’amplificateur de puissance 103 est alimenté. A l’inverse, dans le cas où aucune donnée n’est à transmettre via la chaîne d’émission C_TX, le module de contrôle MOD_CO peut générer, lors du procédé de contrôle, un signal de commande transmis aux deuxièmes moyens de commutation 112 de sorte que l’amplificateur de puissance 103 est éteint.

Lafigure 9représente schématiquement un exemple de scénario de transmission de données mis en œuvre par le dispositif transmetteur D_TX.

Dans cette figure 9, on considère de manière non limitative que les moyens de commutation 110 sont configurés tels que ceux décrits en référence à la figure 4, et que l’équipement électronique pouvant être éteint ou alimenté est l’amplificateur de puissance 103.

On considère en outre qu’un symbole correspondant à un bit 1 (respectivement à un bit 0) et appartenant à un message de données destinées à être transmises par rétrodiffusion ambiante est associé au premier mode M_1 (respectivement au deuxième mode M_2) du module frontal. Bien entendu, on comprend que ce choix est purement arbitraire.

On considère aussi qu’un instant temporel Ti est antérieur à un instant temporel Tj pour un indice entier i inférieur à un indice entier j. Enfin, lorsque des données sont émises de manière conventionnelle au cours d’une période temporelle, cette dernière est représentée avec des hachures dans la figure 9.

Dans l’exemple de la figure 9, le dispositif transmetteur D_TX émet tout d’abord des données sur une longue portée, par exemple de plusieurs kilomètres, entre un instant T1 et un instant T2. L’émission de ces données s’effectue de manière conventionnelle via la chaîne d’émission C_TX et l’antenne 100 (i.e. l’antenne 100 rayonne de l’énergie radio-fréquence fournie localement entre les instants T1 et T2). Autrement dit, entre les instants T1 et T2, les premiers moyens de commutation 111 sont configurés de sorte que la chaîne d’émission C_TX est connectée à l’antenne 100, et les deuxièmes moyens de commutation 112 sont configurés de sorte que l’amplificateur 103 est alimenté. En d’autres termes, et bien que l’émission considérée entre les instants T1 et T2 ne soit pas mise en œuvre suivant le principe de la rétrodiffusion ambiante, le module frontal est ici configuré suivant le premier mode M_1.

Par la suite, le dispositif transmetteur D_TX n’a pas de données à émettre pendant une durée comprise entre l’instant T2 et un instant T3, cette durée étant supérieure à un seuil prédéfini. Dès lors, à compter de l’instant T3, et jusqu’à un instant T4 à compter duquel de nouvelles données sont à émettre sur une longue portée, les premiers moyens de commutation 111 sont configurés de sorte que la chaîne d’émission C_TX est connectée à l’antenne 100, et les deuxièmes moyens de commutation 112 sont configurés de sorte que l’amplificateur 103 est éteint. En d’autres termes, et bien que le signal ambiant ne soit pas rétrodiffusé entre lesdits instants T3 et T4, le module frontal est ici configuré suivant le deuxième mode M_2. De cette manière, il est possible d’économiser l’énergie consommée par D_TX entre les instants T3 et T4.

Le choix d’un seuil à partir duquel l’amplificateur de puissance 103 est éteint ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Par exemple, ce seuil peut être égal à quelques microsecondes ou quelques millisecondes, ou bien encore une seconde.

Dans le cas où le réseau de communication considéré pour l’échange de données entre le dispositif transmetteur D_TX et le dispositif récepteur D_RX est de type 5G, des exemples de valeurs d’un tel seuil sont donnés dans le document : « Optimal Policies of Advanced Sleep modes for Energy-Efficient 5G Networks », F. E. Salema, T. Chahed, E. Altman, A. Gati, Z. Altman, Arxiv, 2019.

Par la suite, entre l’instant T4 et un instant T5, ainsi qu’entre des instants T6 et T7, ainsi qu’entre des instants T8 et T9, des données sont émises de manière similaire à ce qui a été décrit ci-avant pour la durée comprise entre les instants T1 et T2.

Tel qu’illustré par la figure 9, l’amplificateur de puissance 103 n’est pas éteint entre les instants T5 et T6 dans la mesure où la durée séparant ces deux instants est inférieure audit seuil. Il en est de même pour la durée comprise entre les instants T7 et T8.

Enfin, entre l’instant T9 et un instant T10, le dispositif transmetteur D_TX rétrodiffuse (i.e. rétromodule) le signal ambiant pour émettre des données se présentant sous la forme du message suivant : 01000110. A cet effet, une alternance entre les premier M_1 et deuxième M_2 modes est commandée par le module de contrôle MOD_CO. La séquence des modes correspondants est la suivante : M_2, M_1, M_2, M_2, M_2, M_1, M_1, M_2.

Il convient de noter que, indépendamment du mode de réalisation considéré pour les moyens de commutation 110, l’alternance entre des périodes temporelles suivant lesquelles le dispositif transmetteur D_TX émet des données de manière conventionnelle, ou bien n’émet pas de données, ou bien encore transmet des données par rétrodiffusion ambiante, peut être mise en œuvre suivant un schéma temporel prédéterminé et connu des dispositifs transmetteur D_TX et récepteur D_RX. Un tel schéma est par exemple défini par une norme de télécommunications.

Par exemple, l’exemple décrit ci-avant en référence à la figure 9 peut être mis en œuvre via un schéma temporel prédéterminé comprenant quatre périodes temporelles :
- une première période comprise entre les instants T1 et T2,
- une deuxième période comprise entre les instants T3 et T4 (cette deuxième période pouvant également englober la période comprise entre les instants T2 et T3 s’il est connu à l’avance qu’aucune donnée n’est à émettre à compter de l’instant T2),
- une troisième période entre les instants T4 et T9,
- une quatrième période comprise entre les instants T9 et T10.

En alternative, l’alternance entre des périodes temporelles suivant lesquelles le dispositif transmetteur D_TX émet des données de manière conventionnelle, ou bien n’émet pas de données, ou bien encore transmet des données par rétrodiffusion ambiante, peut être mise en œuvre de manière dynamique.

Par exemple, des messages de signalisation peuvent être échangés entre la source émettrice SO et le dispositif transmetteur D_TX. Ces messages sont configurés de sorte qu’une fois reçus par le dispositif transmetteur D_TX, ce dernier sait dans quel mode son module frontal doit être configuré. Selon un autre exemple, le dispositif transmetteur D_TX peut émettre par rétrodiffusion, en préambule aux données, un motif bien connu du dispositif récepteur D_RX et qui permet à ce dernier de détecter l’imminence de la transmission de données.

Par ailleurs, l’invention concerne également un procédé de communication mis en œuvre par le système 10 de communication sans fil de la figure 1, dans lequel le signal ambiant émis par la source émettrice SO est rétrodiffusé par le dispositif transmetteur D_TX et reçu par le dispositif récepteur D_RX.

De manière similaire à ce qui a été mentionné auparavant, le procédé de communication selon l’invention couvre non seulement le cas où les dispositifs transmetteur D_TX et récepteur D_RX communiquent entre eux par rétrodiffusion ambiante, mais bien entendu aussi les cas où ces derniers échangent des données entre eux de manière conventionnelle (i.e. via leurs chaînes d’émission/réception respectives et par rayonnement actif de leurs antennes).

Claims (13)

1. Dispositif de contrôle (D_CO) du fonctionnement d’un dispositif de communication sans fil (D_TX) comportant une antenne (100), un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux via ladite antenne selon un schéma de multiplexage temporel, ainsi que des moyens de commutation (110) aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont :
   - un premier mode (M_1) dans lequel le module frontal présente une première impédance à l’antenne,
   - un deuxième mode (M_2) dans lequel le module frontal présente une deuxième impédance à l’antenne,
   lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles,
   ledit dispositif de contrôle étant destiné à être intégré audit dispositif de communication et comportant un module de contrôle (MOD_CO) configuré pour commander lesdits moyens de commutation de sorte que le module frontal alterne entre lesdits premier et deuxième modes et qu’ainsi le dispositif de communication varie sélectivement sa rétrodiffusion d’un signal ambiant.
2. Dispositif (D_CO) selon la revendication 1, dans lequel le signal ambiant est rétrodiffusé sous contrôle de la variation d’impédance commandée par ledit dispositif de contrôle.
3. Dispositif (D_CO) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le module frontal comporte une chaîne d’émission (C_TX) et une chaîne de réception (C_RX), les moyens de commutation (110) comportant :
   - des premiers moyens de commutation (111) configurés pour connecter sélectivement l’antenne (100) à la chaîne d’émission ou à la chaîne de réception,
   - des deuxièmes moyens de commutation (112) configurés pour éteindre ou alimenter sélectivement un équipement électronique donné (101, 103, 104, 106) d’une chaîne, dite « chaîne de traitement », parmi lesdites chaînes d’émission et de réception,
   ledit premier/deuxième mode (M_1, M_2) correspondant à une configuration dans laquelle la chaîne de traitement est connectée à l’antenne grâce auxdits premiers moyens de commutation et dans laquelle ledit équipement électronique est éteint/alimenté grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation.
4. Dispositif (D_CO) selon la revendication 3, dans lequel la chaîne de traitement est la chaîne d’émission (C_TX) et ledit équipement électronique est un amplificateur de puissance (103) ou un convertisseur numérique-analogique (101).
5. Dispositif (D_CO) selon la revendication 3, dans lequel la chaîne de traitement est la chaîne de réception (C_RX) et ledit équipement électronique est un amplificateur faible bruit (104) ou un convertisseur analogique-numérique (106).
6. Dispositif (D_CO) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le module frontal comporte une chaîne d’émission (C_TX) et une chaîne de réception (C_RX), les moyens de commutation (110) étant configurés pour connecter sélectivement l’antenne (100) à la chaîne d’émission ou à la chaîne de réception, ledit premier/deuxième mode (M_1, M_2) correspondant à une configuration dans laquelle la chaîne d’émission/de réception est connectée à l’antenne grâce auxdits moyens de commutation.
7. Dispositif (D_CO) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le module frontal comporte une chaîne d’émission (C_TX) et une chaîne de réception (C_RX), les moyens de commutation (110) comportant :
   - des premiers moyens de commutation (111) configurés pour connecter sélectivement l’antenne (100) à la chaîne d’émission ou à la chaîne de réception,
   - des deuxièmes moyens de commutation (112) appartenant à une chaîne, dite « chaîne de traitement », parmi lesdites chaînes d’émission et de réception, et comportant un circuit d’adaptation d’impédance (CIR_Z) configurable selon au moins deux configurations distinctes, une première configuration et une deuxième configuration,
   ledit premier/deuxième mode (M_1, M_2) correspondant à une configuration dans laquelle la chaîne de traitement est connectée à l’antenne grâce auxdits premiers moyens de commutation et dans laquelle le circuit d’adaptation d’impédance est configuré selon ladite première configuration/ladite deuxième configuration grâce auxdits deuxièmes moyens de commutation.
8. Dispositif de communication sans fil (D_TX) comportant une antenne (100), un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux via ladite antenne selon un schéma de multiplexage temporel, ainsi que des moyens de commutation (110) aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont :
   - une premier mode (M_1) dans lequel le module frontal présente une première impédance à l’antenne,
   - un deuxième mode (M_2) dans lequel le module frontal présente une deuxième impédance à l’antenne,
   lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles,
   ledit dispositif de communication sans fil comportant un dispositif de contrôle (D_CO) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
9. Système (10) de communication sans fil comportant :
   - une source émettrice (SO) configurée pour émettre un signal ambiant,
   - un premier dispositif de communication sans fil (D_TX) selon la revendication 8,
   - un deuxième dispositif de communication sans fil (D_RX) configuré pour recevoir le signal ambiant rétrodiffusé par ledit premier dispositif de communication.
10. Procédé de contrôle du fonctionnement d’un dispositif de communication sans fil (D_TX) comportant une antenne (100), un module frontal configuré pour l’émission et la réception de signaux via ladite antenne selon un schéma de multiplexage temporel, ainsi que des moyens de commutation (110) aptes à configurer ledit module frontal suivant au moins deux modes dont :
    - un premier mode (M_1) dans lequel le module frontal présente une première impédance à l’antenne,
    - un deuxième mode (M_2) dans lequel le module frontal présente une deuxième impédance à l’antenne,
    lesdites première et deuxième impédances étant distinctes entre elles,
    ledit procédé de contrôle étant mis en œuvre par un dispositif de contrôle (D_CO) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, intégré audit dispositif de communication sans fil et comportant une étape (F_10) de commande desdits moyens de commutation de sorte que le module frontal alterne entre lesdits premier et deuxième modes et qu’ainsi le dispositif de communication varie sélectivement sa rétrodiffusion d’un signal ambiant.
11. Programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé de contrôle selon la revendication 10 lorsque ledit programme est exécuté par au moins un ordinateur.
12. Support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur selon la revendication 11.
13. Procédé de communication mis en œuvre par un système (10) de communication sans fil selon la revendication 9, dans lequel un signal ambiant émis par la source émettrice (SO) est rétrodiffusé par le premier dispositif de communication sans fil (D_TX) et reçu par le deuxième dispositif de communication sans fil (D_RX).