WO2012131224A1 - Dispositif et procede de communication sans fil - Google Patents

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WO2012131224A1
WO2012131224A1 PCT/FR2012/050580 FR2012050580W WO2012131224A1 WO 2012131224 A1 WO2012131224 A1 WO 2012131224A1 FR 2012050580 W FR2012050580 W FR 2012050580W WO 2012131224 A1 WO2012131224 A1 WO 2012131224A1
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WO
WIPO (PCT)
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base station
user
electrical signal
signal
modulated
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/050580
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Levionnais
Clémentine LENGLET
Original Assignee
France Telecom
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by France Telecom filed Critical France Telecom
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/005—Transmission systems in which the medium consists of the human body
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C2009/00753—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys
    • G07C2009/00809—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission through the human body

Definitions

  • the invention relates to short-range wireless communications for transmitting data between two terminals via the human body. More specifically, the invention relates to a system for performing transactions between a portable device and a base station, connected for example to a transaction server, using the conductivity capacity of the human body to transmit the transactions.
  • the Body Area Network (or Wireless Body Area Network) technology which allows wireless communications between miniature sensors in the body and a user-carried processing unit.
  • This technology is described in Thomas Guthrie Zimmerman's thesis "Personal Area Networks (PAN): Near-Field Intra-Body Communication".
  • the patent application published under the number EP 0843425 describes a method and an authentication system that relies on this technology.
  • the authentication system comprises a portable transmitter device, directly in contact, or very close to the user, and a receiver which comprises a sensitive surface that reacts by touch or contact and on which the user can put his hand; the receiver is coupled with equipment adapted to perform treatments.
  • the transmitting device transmits continuously, or at regular intervals, a signal comprising for example an identifier.
  • the signal is modulated by means of a low frequency modulator and transmitted through the body of the user due to the proximity of the transmitter device to the body of the user.
  • the receiving device receives the signal because of the physical contact of the user with the sensitive surface.
  • the signal is demodulated and transmitted to the equipment adapted to perform processing, in this case to implement an authentication of the transmitting device.
  • This use case corresponds to a unidirectional communication between the transmitter and the receiver.
  • the application further describes a system in which bidirectional communications can be established. In this system, a transmitter is coupled to a receiver to constitute a transceiver and two transceivers are then used, a first transceiver is carried by the user and a second transceiver is associated with the adapted equipment. to perform treatments.
  • the second transceiver on the server side, generates a signal by means of an additional specific circuit, called the wake-up circuit.
  • the transmitted signal is received by the first transceiver or user device by a specific wake-up circuit, which restores the power supply of a microprocessor.
  • the microprocessor then generates a response signal in accordance with the unidirectional mode.
  • this architecture requires coupling two devices, a transmitting device and a receiver device and adding additional circuits to each of the devices, in this case the wake up circuits.
  • This architecture therefore requires many components and seems complex in that it juxtaposes a transmitter and a receiver.
  • the invention proposes an alternative architecture adapted for bidirectional communications between a portable device carried by a user and a base station that does not require coupling a transmitting device to a receiving device by means of additional circuits.
  • the invention proposes an electronic device comprising:
  • a modulator for adapting a first digital signal to a first modulated electrical signal
  • a demodulator adapted to adapt a second modulated electrical signal received in a second digital signal
  • a radio interface for transmitting said first modulated electrical signal and for receiving said second modulated electrical signal, through the body of a user located at a distance less than a predetermined distance from the device
  • - Switching means adapted to alternatively connect the radio interface to the modulator following the reception of the second modulated electrical signal, and the radio interface to the demodulator following the transmission of the first modulated radio signal.
  • the device according to the invention thus makes it possible to pool certain components. For example, a single microprocessor is required for the device that alternates transmit and receive modes. Similarly, the device comprises only one transmission and reception channel, in this case the antenna, which, thanks to the switch, can operate alternately in transmit mode and receive mode. This operation is different from known prior art devices which include transmission electrodes, separate reception electrodes and additional circuits for alternating transmission and reception operation.
  • the architecture of the device proposed here makes it possible to reduce the number of components necessary to establish bidirectional communications through the human body. Thus, the described architecture reduces the size of the device and also its manufacturing cost.
  • the radio interface is connected to the modulator for a first period of determined duration.
  • the radio interface is connected to the demodulator for a second period of determined duration.
  • the device is alternately in transmission mode during the first determined duration, then in receive mode for the second predetermined duration.
  • This mode of operation is particularly suitable for so-called master devices, which probe the network path regularly in order to make known other devices located nearby. This mode of operation is further adapted for devices whose power supply is not problematic.
  • the switching means connect the radio interface to the modulator following the detection of an end-of-string character in the second digital signal.
  • the duration during which the device is in reception mode is optimized since this time is limited to the time during which the device receives an electrical signal.
  • an end of character string is detected in the digital signal associated with the electrical signal. This detection triggers the switchover of the device in transmission mode.
  • any latencies caused by fixed reception and transmission times are limited.
  • the device is a portable device.
  • the portable device is a mobile terminal equipped with an NFC antenna, said antenna also constituting the radio interface.
  • the device is a mobile terminal equipped with an NFC antenna.
  • the NFC antenna is not only adapted to transmit / receive a magnetic component of an electromagnetic wave and also to emit and receive an electrical component of this wave.
  • the modulated electrical signals transmitted and received by the device of the invention use an existing antenna.
  • the device can therefore operate in NFC mode, when approaching an NFC terminal, or in an operating mode described here.
  • the advantages of the device in terms of the number of electronic components and the pooling of the antenna contribute to the integration of the device into a mobile terminal.
  • the method of the invention described below is illustrated by means of an e-ticket application, or transaction ticket transaction service.
  • the invention therefore makes it possible to use a mobile terminal for such applications without taking the terminal out of its pocket or bag. This aspect is particularly interesting at a time when terminal flights are increasing.
  • the device is a base station.
  • the modulation is an all or nothing modulation.
  • the all or nothing modulation implemented in the device of the invention is inexpensive in terms of components.
  • the invention also relates to a wireless communication system using the body of a user as a communication medium, and comprising: at least one portable device according to the invention, and
  • the search message and the response message are messages of a transport ticket transaction service.
  • the invention also relates to a program on a data carrier and loadable in the memory of a device, the program comprising portions of code for executing the steps of the method according to the invention, when the program is executed on said device.
  • the invention also relates to a partially or totally removable data carrier, comprising program code instructions for executing the steps of a method according to the invention.
  • FIG. 1 represents the steps of the wireless communication method according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents a first exemplary embodiment of a portable device according to the invention
  • FIG. 3 represents an exemplary embodiment of a base station according to the invention.
  • the steps of the method of bidirectional wireless communication through the human body between a portable device carried by a user and a base station, according to a particular embodiment, will now be described in connection with FIG.
  • a portable device 10 according to the invention is adapted to transmit and receive radio signals via an antenna through the body of a user 11.
  • the portable device 10 is located near the user 11, without necessarily be in direct contact with it.
  • the device 10 is placed inside a pocket or bag carried against the user. In these configurations, it is estimated that the portable device 10 is not more than a few centimeters away from the body of the user 11. The distance is for example less than 10 cm.
  • the portable device 10 is equipped with a battery or batteries, for autonomous operation.
  • the portable device 10 is adapted to be in a waiting state, or reception, until receiving a signal from a base station 12.
  • the portable device 10 After detection and reception of such a signal transmitted by the base station 12, the portable device 10 goes into a transmission state for a first predefined duration T1 during which it is able to send a signal in response, to the attention of the base station 12. End of the first predefined duration T1 during which the portable device 10 transmits the response signal, it goes back to a reception state, waiting for another signal from the base station 12.
  • the portable device 10 is described in more detail in connection with FIG.
  • the base station 12 is a device capable of transmitting and receiving radio signals through the body of the user via an antenna.
  • the base station 12 is less constrained equipment than the portable device 10 in terms of size and autonomy. It is for example powered by an electrical source.
  • the base station 12 comprises a sensitive surface (not shown in Figure 1) adapted to react when the user touches or is in contact with it. For example, the user 12 can put his hand on the sensitive surface.
  • the sensitive surface is coupled to an antenna (not shown in Figure 1).
  • the base station 12 also includes a user interface (not shown in FIG. 1) for displaying messages to the user.
  • the base station 12 also includes a device (not shown in Figure 1) capable of performing processing, such as a PC or a server.
  • the sensitive surface, the user interface and the equipment are connected for example by means of a wired connection, or through a network, for example a mobile network, or the Internet network.
  • the base station 12 is arranged to be alternately in transmission mode during a first predetermined period T '1, then in reception mode for a second predetermined period T'2.
  • the base station 12 is therefore adapted to operate in cycles successive successive transmission / reception of respective durations T '1 and T'2.
  • the base station 12 is described in more detail in connection with FIG.
  • Such a service allows the user 11, carrier of the portable device 10 which stores a predetermined number of transport tickets, to borrow a means of transport (not shown), such as a bus, in exchange for a predetermined number of tickets . It is assumed here that only one ticket is required to use the means of transport.
  • the means of transport is equipped with all or part of the base station 11. In this example, the means of transport embeds at least the sensitive surface coupled to the antenna, and the user interface of the base station 12.
  • the user acquires the predefined number of tickets. These tickets are stored in a memory (not shown) of the portable device 10. For example, a counter dedicated to this type of ticket stores the number of tickets acquired by the user. The counter is representative of a current number of tickets available to the user 11.
  • an initial invitation step E0 the user 11, equipped with the portable device 10 approaches the base station 12 and reads a message displayed on the screen inviting him to put his hand on the sensitive surface of the station. base 12.
  • a next step E1 of contacting the user 11 applies his hand to the sensitive surface of the base station 12.
  • the base station 12 alternates transmission and reception periods, of respective duration. T '1 and T'2.
  • the base station 12 transmits via its antenna a first modulated electrical signal associated with a search message intended for a device located near the base station, in this case the portable device 10 carried by the user 11. It is assumed of course that the base station 12 is in transmission mode.
  • the search message transmitted in the first modulated electrical signal transmitted by the base station 12 is intended to come into contact with a portable device located near the station 12. It is specific to the service.
  • the search message consists of an interrogation of the balance of tickets memorized in the portable device 10. More precisely, the interrogation message comprises a plurality of identical pieces of information intended to be transmitted continuously during the first period T '1 during which the base station 12 is in transmission mode.
  • the information element consists of a word, "balance”, transmitted x times in the first modulated electrical signal during the first period T '1 resignation. Transmission of the same piece of information repeated several times overcomes possible losses of a part of the first modulated signal emitted.
  • the base station 12 goes into reception mode during the second predetermined duration T "2.
  • the first electrical modulated signal transmitted during the preceding step is detected and received by the portable device 10.
  • the user 11 whose hand is placed on the sensitive surface during the transmission of the signal is a transmission vector of the first electrical signal emitted by the base station 12.
  • the body of the user has conduction capabilities adapted to convey such electrical signals.
  • the portable device 10, hitherto in a state of waiting, or receiving state detects and receives the first modulated electrical signal conveyed by the body of the user.
  • the detection and reception of the first modulated electrical signal triggers the passage of the portable device 10 in transmission mode during the first predefined duration T1.
  • a demodulation step E4 the portable device demodulates the first received electrical signal into a first digital signal.
  • the portable device 10 analyzes the first digital signal thus obtained. During this analysis step E5, the portable device 10 detects at least one of the information elements corresponding to an interrogation of the balance of tickets.
  • the portable device 10 calculates a new balance and associates a message with this new balance.
  • the portable device 10 decrements, if possible, the current balance of tickets it stores. More precisely, if the memorized balance is positive, then the new balance corresponds to the decremented balance of one unit. If the new balance is zero, then a response element, for example "exhausted", is associated. If it is positive, the associated answer item is the new balance. If the stored balance is zero, then the new balance remains zero and the associated response element is for example "insufficient".
  • the message associated with the new balance is then constructed by concatenating a plurality of times the response element associated with the new balance.
  • a modulation step E7 the digital message associated with the new balance is modulated into a second modulated electrical signal.
  • step E8 of response the second modulated electrical message is transmitted via the antenna of the portable device 10.
  • the second modulated electrical signal is conveyed by the body of the user. It is of course assumed that this response step E8 is performed during the first predefined period T1 during which the portable device 10 is in transmission mode.
  • a detection and reception step E9 the second modulated electrical signal transmitted during the previous step E8 by the portable device 10 is detected and received by the base station 12. In fact, the user 11 whose hand is placed on the sensitive surface is vector transmission of this second modulated electrical signal.
  • a demodulation step E10 the base station 12 demodulates the second modulated electrical signal into a second digital signal.
  • the base station 12 analyzes the second digital signal thus obtained. During this step El i analysis, the base station 12 detects at least one of the response elements associated with the balance of tickets.
  • a display step E12 the base station 12 displays on its user interface a message corresponding to the response element and indicating whether the balance is insufficient or not, and if necessary the value of the new ticket balance.
  • the new balance is positive or has reached zero, the user is allowed to use the means of transport.
  • the user holds the hand placed on the sensitive surface of the base station 12 of the step E1 of placing the user in contact with the base station 12 in the step E9 of detection and reception by the base station 12.
  • the user puts his hand on the sensing surface of the base station.
  • the invention is not limited to this case and in an alternative embodiment, it can be provided that the user approaches the hand of the sensitive surface of a distance less than a predefined distance, of the order of a few centimeters.
  • the presence of the antenna coupled to the sensitive surface on the base station 12 makes it possible to carry out the steps previously described in a similar manner.
  • the base station 12 alternates transmission periods of predetermined duration T '1 and reception periods of predetermined duration T'2.
  • T '1 transmission periods of predetermined duration
  • T'2 reception periods of predetermined duration
  • the steps of the wireless communication method between the portable device 10 and the base station 12 are illustrated here by means of a ticketing service.
  • the invention is of course not limited to this type of service.
  • other types of service may use the wireless communication method as described above, for example a micro-service. payment.
  • two signals are exchanged between the base station 12 and the portable device 10: the first and second modulated electrical signals.
  • the invention is of course not limited to the exchange of two signals. Depending on the service, more than two modulated electrical signals are exchanged.
  • the portable device 10 is a mobile user terminal equipped with an NFC antenna.
  • the NFC antenna of the mobile terminal is used as an antenna for transmitting and receiving the modulated electrical signals.
  • the NFC antenna is adapted to transmit / receive a magnetic component of an electromagnetic wave and also an electrical component of the same wave.
  • the mobile terminal equipped with a single NFC antenna can both perform NFC transactions and also transactions such as the steps of the method described above.
  • the base station 12 is alternately in transmit and receive phase of respective durations T '1 and T'2.
  • the portable device 10 alternates between the reception phases of indefinite duration and the transmission phases of duration T1.
  • the invention is however not limited to this embodiment.
  • the duration of the transmission and reception phases of the two devices 10, 12 are governed by the quantity information to be transmitted.
  • the base station 12 transmits during the transmission step E2 the first modulated electrical signal associated with the search message during the first predetermined duration T '1.
  • the base station 12 goes into reception mode for a duration at most equal to the predetermined duration T'2.
  • the duration during which the base station 12 is in reception mode can be shortened compared to the predetermined duration period T'2.
  • the periods of the periods during which the base station 12 and the portable device 10 are in reception and transmission mode depend on the amount of information to be transmitted.
  • the portable device 10 After the detection and reception by the portable device 10 of the first signal modulated signal transmitted by the base station 12, the portable device 10 goes into transmission mode and transmits during the transmission step E8 the second signal modulated electric. At the end of the transmission step E8, the portable device 10 goes into reception mode.
  • the base station 12 demodulates during the demodulation step E10 the second modulated electrical signal received from the portable device 10 in response to the modulated search signal.
  • the base station 12 detects an end-of-string character in the digital signal thus obtained, signaling the end of the transmission of data from the portable device 10. The detection of the end-of-string character triggers the passage of the base station 12 in transmission mode.
  • the portable device 10 which receives a modulated electrical signal from the base station 12, demodulates the electrical signal, analyzes the digital signal obtained and detects an end-of-line character in the data of the digital signal. The detection of the end of string character then causes a passage of the portable device 10 in transmission mode.
  • the base station 12 respectively the portable device 10, which receives a modulated electrical signal from the portable device 10, respectively of the base station 12, triggers a delay after receiving the signal.
  • the passage of the base station 12, respectively the portable device 10, in transmission mode is then triggered following the expiration of the timer.
  • the base station 12 is alternately in transmission mode of predetermined duration T '1, then in reception mode of predetermined duration T'2 as long as it does not come into contact with a portable device 10 located nearby.
  • the base station 12 is in receiving mode that the time to receive data from the portable device 10.
  • the times during which the devices are in mode transmission and reception correspond to the durations during which the signals are emitted.
  • a portable device 10 according to the invention will now be described in relation to FIG. 2.
  • the portable device 10 comprises:
  • a processing unit 200 or "CPU” (for “Central Processing Unit”), intended to load instructions in memory, to execute them, to perform operations;
  • RAM Random Access Memory
  • non-volatile memory 202 of the "ROM” type (of the English “Read Only Memory”), or "EEPROM” (for "Electronically Erasable Programmable Read Only Memory”) intended to contain persistent information.
  • this memory can be used to store the balance of tickets;
  • an antenna 203 adapted to transmit and receive on the radio channel; a modulator 204 intended to adapt a first digital signal produced by the microprocessor 200 into a first modulated electrical signal, intended to be transmitted, via the antenna 203 through the body of the user. More specifically, the conduction capabilities of the human body are such that an electrical signal transmitted via the antenna can be conveyed by the body of the user when the antenna is located near the user's body. The antenna should not be more than a few centimeters away from the user 's body.
  • the modulation operation performed by the modulator 204 is an amplitude modulation by all or nothing, also called "OOK" modulation (of the English "On-Off Keying").
  • the signal is a 13.56 MHz amplitude-modulated signal.
  • the invention is however not limited to this type of modulation.
  • the modulation is a frequency modulation, less sensitive to parasites. Note that this realization is however more expensive because it requires more components.
  • phase modulation is performed.
  • the modulator 204 is arranged to implement the modulation step E7 of the communication method described above;
  • a demodulator 205 intended to receive via the antenna 203 a second modulated electrical signal and to transform it into a second digital signal intended to be transmitted to the processing unit 200.
  • the demodulator 205 is arranged to implement the demodulation step E4 of the method described above;
  • a switch 206 (the term usually used is the English term "switch") adapted to alternately connect the modulator 204 to the antenna 203 and the demodulator 205 to the antenna 203. More precisely, in a first position, during which the portable device 10 is in reception mode, the switch 206 connects the antenna 203 to the demodulator 205. Upon detection of the first modulated electrical signal received via the antenna 203, the detection being an analog level detection, the switch switches and connects the In the first embodiment, the switch connects the antenna 203 to the modulator 204 during a first predefined transmission period T1.
  • the switch 206 switches back to connect the antenna 203 to the demodulator 205.
  • the portable device is then in receive mode for an indefinite period. More precisely, it is in receiving mode until it detects and receives a new modulated electrical signal.
  • the switch connects the antenna 203 to the modulator 204 for the time necessary to transmit the second modulated electrical signal; an optional clock 207 intended to cooperate with the switch 206 so that the latter passes, at the end of a first period of predefined duration T1, of the transmission position where it connects the antenna 203 to the modulator 204 to the receiving position where it connects the antenna to the demodulator 205.
  • the clock is not useful for the second embodiment since in this case, the switch goes to the receiving position immediately after transmitting the signal intended for the base station;
  • the portable device 10 is of autonomous operation, equipped with a battery or batteries (not shown), and of reduced size so as to be transported by the user.
  • the portable device 10 is for example a mobile terminal adapted to implement the steps of the wireless communication method described above which are carried out by the device.
  • a base station 12 according to the invention will now be described in relation to FIG.
  • the base station 12 comprises several modules that are similar to those of the portable device 10 described in relation with FIG. 2.
  • the base station 12 comprises:
  • a processing unit 300 intended to load instructions in memory, to execute them, to perform operations.
  • a set of memories of which a volatile memory 301, or "RAM” (for "Random Access Memory”) used to execute code instructions, store variables, etc., - a non-volatile memory 302, of "ROM” type “Or” EEPROM “intended to contain persistent information;
  • RAM Random Access Memory
  • an antenna 303 adapted to transmit and receive on the radio channel
  • a modulator 304 for adapting a first digital signal produced by the microprocessor 300 to a first modulated electrical signal, to be transmitted via the antenna 303 through the body of the user.
  • the modulation operation performed by the modulator 304 is an on / off amplitude modulation comparable to the modulation performed by the modulator 204 of the portable device 10 described in relation with FIG. other types of modulation are possible.
  • the modulation performed by the modulator 304 of the base station 12 is the same as that performed by the modulator 204 of the portable device 10.
  • the modulator 304 is arranged to implement the step E2 of emission the communication method described above;
  • a demodulator 305 intended to receive via the antenna 303 a second modulated electrical signal and to transform it into a second digital signal intended to be transmitted to the processing unit 300.
  • the demodulator 305 is arranged to implement the step E10 demodulation of the communication method;
  • a switch 306 adapted to connect antenna 303 alternately to modulator 304 and demodulator 305. More specifically, the switch connects antenna 303 to modulator 304 for a first predetermined duration T '1. During this first period T' 1 the station base station is in transmission mode, adapted to emit a modulated electrical signal on the radio channel via the antenna 303. At the end of the first predetermined period T '1, the switch switches to a position where the antenna 303 is connected to the demodulator 305. It remains in this position for a second period of predetermined duration T'2. During this second predetermined period T'2, the base station is adapted to receive modulated electrical signals via the antenna.
  • the switch connects the antenna 303 to the modulator 304 for the first predetermined duration T '1.
  • the base station transmits the first modulated electrical signal associated with the search message.
  • the switch switches to a position where the antenna is connected to the demodulator. The switch is then in reception mode the time to receive the second modulated electrical signal;
  • a clock 307 intended to cooperate with the switch 306 so that the latter moves from the position where it connects during the first predetermined time T '1 the antenna 303 to the modulator 304 to the position where it connects the antenna 303 to the demodulator 305 during the second predetermined duration T'2.
  • the clock cooperates with the switch 306 so as to measure the first predetermined period T '1.
  • the base station 12 also includes:
  • a sensitive surface 308 adapted to react to a contact with the user or a simple touch thereof.
  • the user can put his hand on the sensitive surface.
  • the sensitive surface is coupled to the antenna 303 so that a modulated electrical signal transmitted or received via the antenna 303 is able to be conveyed by the body of the user who is in contact with the sensitive surface.
  • the antenna 303 can be integrated in the sensitive surface 308.
  • the sensitive surface is arranged to cooperate with the processing unit 300 to implement steps E1 to E9 of the method described above;
  • a user interface 309 adapted to transmit instructions or information messages to the user.
  • the user interface 309 is a screen on which messages and instructions are displayed.
  • the interface 309 is an audio interface for playing messages and instructions.
  • the 309 user interface is arranged to implement the steps E0 invitation and E12 display of the communication method described above.
  • the base station 12 is less constrained in terms of power and size than the portable device 10.
  • the processing unit modules 300, volatile memory 301 and non-volatile memory 302 and user interface 309 are, in one exemplary embodiment, integrated in a PC type computer 310 or server that can be powered by the sector.
  • the computer 310 is interfaced with the surface sensitive components 308 coupled to the antenna 303, modulator 304, demodulator 305, clock 307, switch 306, for example by means of a wired interface.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif électronique (10, 12) comprenant; un modulateur (204, 304), destiné à adapter un premier signal numérique en un premier signal électrique modulé, un démodulateur (205, 305), destiné à adapter un deuxième signal électrique modulé reçu en un deuxième signal numérique, une interface radio (203, 303) destinée à émettre ledit premier signal électrique modulé et à recevoir ledit deuxième signal électrique modulé, à travers le corps d'un utilisateur situé à une distance inférieure à une distance prédéterminée du dispositif, des moyens de commutation (206, 306) adaptés pour connecter de façon alternative l'interface radio au modulateur suite à la réception du deuxième signal électrique modulé, et l'interface radio au démodulateur suite à l'émission du premier signal radio modulé.

Description

Dispositif et procédé de communication sans fil
L'invention concerne les communications sans fil à courte portée pour la transmission de données entre deux terminaux par l'intermédiaire du corps humain. Plus précisément, l'invention porte sur un système pour effectuer des transactions entre un dispositif portatif et une station de base, connectée par exemple à un serveur de transactions, en utilisant la capacité de conductivité du corps humain pour transmettre les transactions.
On connaît la technologie Body Area Network (ou Wireless Body Area Network) qui permet des communications sans fil entre des capteurs miniatures à même le corps et une unité de traitement portée par un utilisateur. Cette technologie est décrite dans la thèse de Thomas Guthrie Zimmerman « Personal Area Networks (PAN) : Near-Field Intra-Body Communication ». La demande de brevet publiée sous le numéro EP 0843425 décrit un procédé et un système d'authentification qui s'appuie sur cette technologie. Le système d' authentification comprend un dispositif émetteur portatif, directement en contact, ou très proche de l'utilisateur, et un récepteur qui comprend une surface sensitive qui réagit par effleurement ou contact et sur laquelle l'utilisateur peut poser sa main ; le récepteur est couplé à un équipement adapté pour effectuer des traitements. Le dispositif émetteur émet de manière continue, ou à intervalles réguliers, un signal comprenant par exemple un identifiant. Le signal est modulé au moyen d'un modulateur basse fréquence et transmis à travers le corps de l'utilisateur du fait de la proximité du dispositif émetteur avec le corps de l'utilisateur. Le dispositif récepteur reçoit le signal du fait du contact physique de l'utilisateur avec la surface sensitive. Le signal est démodulé et transmis à l'équipement adapté pour effectuer des traitements, en l'espèce pour mettre en œuvre une authentification du dispositif émetteur. Ce cas d'usage correspond à une communication unidirectionnelle entre l'émetteur et le récepteur. La demande décrit par ailleurs un système dans lequel des communications bidirectionnelles peuvent être établies. Dans ce système, un émetteur est couplé à un récepteur pour constituer un émetteur-récepteur et deux émetteurs-récepteurs sont alors utilisés, un premier émetteur- récepteur est porté par l'utilisateur et un deuxième émetteur-récepteur est associé à l'équipement adapté pour effectuer des traitements. Le deuxième émetteur-récepteur, côté serveur, génère un signal au moyen d'un circuit spécifique additionnel, dit circuit de réveil. Le signal transmis est reçu par le premier émetteur-récepteur ou dispositif utilisateur par un circuit spécifique de réveil, qui restore l'alimentation électrique d'un microprocesseur. Le microprocesseur génère alors un signal en réponse, conformément au mode unidirectionnel. Cependant, cette architecture nécessite de coupler deux dispositifs, un dispositif émetteur et un dispositif récepteur et d'ajouter en outre des circuits additionnels à chacun des dispositifs, en l'espèce les circuits de réveil. Cette architecture nécessite donc de nombreux composants et paraît complexe en ce sens qu'elle juxtapose un émetteur et un récepteur.
L'invention propose une architecture alternative adaptée pour les communications bidirectionnelles entre un dispositif portatif, porté par un utilisateur et une station de base qui ne nécessite pas de coupler un dispositif émetteur à un dispositif récepteur au moyen de circuits supplémentaires .
Ainsi, l'invention propose un dispositif électronique comprenant :
- un modulateur, destiné à adapter un premier signal numérique en un premier signal électrique modulé,
- un démodulateur, destiné à adapter un deuxième signal électrique modulé reçu en un deuxième signal numérique,
- une interface radio destinée à émettre ledit premier signal électrique modulé et à recevoir ledit deuxième signal électrique modulé, à travers le corps d'un utilisateur situé à une distance inférieure à une distance prédéterminée du dispositif,
- des moyens de commutation adaptés pour connecter de façon alternative l'interface radio au modulateur suite à la réception du deuxième signal électrique modulé, et l'interface radio au démodulateur suite à l'émission du premier signal radio modulé.
Le dispositif selon l'invention permet ainsi de mutualiser certains composants. Par exemple, un seul microprocesseur est nécessaire pour le dispositif qui alterne les modes émission et réception. De même, le dispositif ne comprend qu'un seul canal d'émission et de réception, en l'espèce l'antenne, qui, grâce au commutateur, peut fonctionner alternativement en mode émission et en mode réception. Ce fonctionnement est différent des dispositifs connus de l'art antérieur qui comprennent des électrodes d'émission, des électrodes distinctes de réception et des circuits supplémentaires pour alterner un fonctionnement en émission et en réception. Ainsi, l'architecture du dispositif proposée ici permet de réduire le nombre de composants nécessaires pour établir des communications bidirectionnelles à travers le corps humain. Ainsi, l'architecture décrite permet de diminuer l'encombrement du dispositif et également son coût de fabrication.
Dans un mode de réalisation l'interface radio est connectée au modulateur pendant une première période de durée déterminée.
Dans un exemple particulier de réalisation, l'interface radio est connectée au démodulateur pendant une deuxième période de durée déterminée. Dans ce mode de réalisation le dispositif est alternativement en mode émission pendant la première durée déterminée, puis en mode réception pendant la deuxième durée prédéterminée. Ce mode de fonctionnement est particulièrement adapté pour des dispositifs dits maîtres, qui sondent la voie réseau régulièrement afin de se faire connaître d'autres dispositifs situés à proximité. Ce mode de fonctionnement est en outre adapté pour des dispositifs dont l'alimentation électrique n'est pas problématique.
Dans un exemple de réalisation, les moyens de commutation connectent l'interface radio au modulateur suite à la détection d'un caractère de fin de chaîne dans le deuxième signal numérique. Dans ce mode de réalisation, la durée pendant laquelle le dispositif est en mode réception est optimisée puisque cette durée est limitée au temps pendant lequel le dispositif reçoit un signal électrique. En effet, dans ce mode de réalisation, il est détecté une fin de chaîne de caractère dans le signal numérique associé au signal électrique. Cette détection déclenche le basculement du dispositif en mode émission. Ainsi, d'éventuelles latences provoquées par des durées de réception et d'émission fixes sont limitées.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif est un dispositif portatif.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif portatif est un terminal mobile équipé d'une antenne NFC, ladite antenne constituant également l'interface radio. Dans ce mode de réalisation, le dispositif est un terminal mobile équipé d'une antenne NFC. L'antenne NFC est non seulement adaptée pour émettre/recevoir une composante magnétique d'une onde électromagnétique et également pour émettre et recevoir une composante électrique de cette onde. Ainsi, les signaux électriques modulés émis et reçus par le dispositif de l'invention utilisent une antenne existante. Le dispositif peut donc fonctionner en mode NFC, lorsqu'il s'approche d'une borne NFC, ou dans un mode de fonctionnement décrit ici. Les avantages du dispositif en termes de nombre de composants électroniques et la mutualisation de l'antenne contribuent à permettre l'intégration du dispositif dans un terminal mobile.
Par ailleurs, le procédé de l'invention décrit ci-dessous est illustré au moyen d'une application de e-ticket, ou service de transaction de tickets de transport. L'invention permet donc d'utiliser un terminal mobile pour de telles applications sans sortir le terminal de sa poche ou de son sac. Cet aspect est particulièrement intéressant à une époque où les vols de terminaux se multiplient.
Dans un autre mode de réalisation le dispositif est une station de base.
Selon un mode de réalisation la modulation est une modulation tout ou rien.
La modulation tout ou rien mise en œuvre dans le dispositif de l'invention est peu coûteuse en termes de composants.
L'invention concerne aussi un système de communication sans fil utilisant le corps d'un utilisateur comme média de communication, et comprenant : - au moins un dispositif portatif selon l'invention, et
- une station de base selon l'invention.
L'invention porte également sur un procédé de communication sans fil entre un dispositif portatif situé à une distance inférieure à une distance prédéterminée d'un utilisateur et une station de base, le procédé utilisant le corps d'un utilisateur comme média de communication, ledit procédé comprenant :
- une étape de mise en contact de l'utilisateur avec la station de base,
- une étape de réception de la station de base à travers le corps de l'utilisateur d'un premier signal électrique modulé associé à un message de recherche, le dispositif portatif étant dans un état de réception et la station de base dans un état d'émission,
- une étape de démodulation dudit premier signal électrique modulé en un premier signal numérique,
- une étape de détermination d'une réponse audit message d'interrogation,
- une étape de modulation d'un deuxième signal numérique comprenant ladite réponse en un deuxième signal électrique modulé,
- une étape d'envoi dudit deuxième signal modulé à travers le corps de l'utilisateur, le dispositif portatif étant dans un état d'émission et la station de base en état de réception.
Dans un exemple de réalisation, le message de recherche et le message de réponse sont des messages d'un service de transaction de tickets de transport.
L'invention porte également sur un programme sur un support de données et chargeable dans la mémoire d'un dispositif, le programme comprenant des portions de code pour l'exécution des étapes du procédé selon l'invention, lorsque le programme est exécuté sur ledit dispositif.
L'invention concerne aussi un support de données partiellement ou totalement amovible, comportant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes d'un procédé selon l'invention.
De nombreux détails et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description d'un mode particulier de réalisation en référence aux schémas annexés donnés à titre non limitatif et dans lesquels :
- la figure 1 représente les étapes du procédé de communication sans fil selon un premier exemple de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 représente un premier exemple de réalisation d'un dispositif portatif selon l'invention ;
- la figure 3 représente un exemple de réalisation d'une station de base selon l'invention. Les étapes du procédé de communication sans fil bidirectionnelle à travers le corps humain entre un dispositif portatif porté par un utilisateur et une station de base, selon un mode particulier de réalisation, vont maintenant être décrites en relation avec la figure 1.
Un dispositif portatif 10 selon l'invention est adapté pour émettre et recevoir des signaux radioélectriques via une antenne à travers le corps d'un utilisateur 11. A cette fin, le dispositif portatif 10 est situé à proximité de l'utilisateur 11 , sans nécessairement être en contact direct avec celui-ci. Par exemple, le dispositif 10 est placé à l'intérieur d'une poche ou d'un sac porté contre l'utilisateur. Dans ces configurations, on estime que le dispositif portatif 10 n'est pas éloigné de plus de quelques centimètres du corps de l'utilisateur 11. La distance est par exemple inférieure à 10 cm. Le dispositif portatif 10 est équipé d'une batterie ou de piles, pour un fonctionnement autonome. Le dispositif portatif 10 est adapté pour être dans un état d' attente, ou de réception, jusqu'à recevoir un signal d'une station de base 12. Dans ce mode de réalisation, après détection et réception d'un tel signal émis par la station de base 12, le dispositif portatif 10 passe dans un état d'émission pendant une première durée prédéfinie Tl au cours de laquelle il est apte à émettre un signal en réponse, à l'attention de la station de base 12. A la fin de la première durée prédéfinie Tl au cours de laquelle le dispositif portatif 10 émet le signal de réponse, il passe de nouveau dans un état de réception, en attente d'un autre signal de la station de base 12. Le dispositif portatif 10 est décrit plus en détail en relation avec la figure 2.
La station de base 12 est un équipement apte à émettre et recevoir des signaux radioélectriques à travers le corps de l'utilisateur via une antenne. La station de base 12 est un équipement moins contraint que le dispositif portatif 10 en termes de taille et d'autonomie. Elle est par exemple alimentée par une source électrique. Dans cet exemple de réalisation, la station de base 12 comprend une surface sensitive (non représentée sur la figure 1) adaptée pour réagir lorsque l'utilisateur l'effleure ou est en contact avec elle. Par exemple, l'utilisateur 12 peut poser la main sur la surface sensitive. La surface sensitive est couplée à une antenne (non représentée sur la figure 1). La station de base 12 comprend aussi une interface utilisateur (non représentée sur la figure 1) destinée à afficher des messages à l' attention de l'utilisateur. La station de base 12 comprend également un équipement (non représenté sur la figure 1) apte à effectuer des traitements, tel un PC ou un serveur. La surface sensitive, l'interface utilisateur et l'équipement sont connectés par exemple au moyen d'une liaison filaire, ou à travers un réseau, par exemple un réseau mobile, ou le réseau internet. Dans ce mode de réalisation, la station de base 12 est agencée de manière à être alternativement en mode émission pendant une première période prédéterminée T' 1 , puis en mode réception pendant une deuxième période prédéterminée T'2. La station de base 12 est donc adaptée pour fonctionner selon des cycles successifs d'émission/réception continus de durées respectives T' 1 et T'2. La station de base 12 est décrite plus en détail en relation avec la figure 3.
Les étapes du procédé sont illustrées ici au moyen d'un service qui utilise des tickets de transport dématérialisés ; on parle habituellement d' application de « ticketing » ou de « e- ticket ».
Un tel service permet à l'utilisateur 11 , porteur du dispositif portatif 10 qui mémorise un nombre prédéterminé de tickets de transport, d'emprunter un moyen de transport (non représenté), tel un bus, en contrepartie d'un nombre prédéterminé de tickets. On suppose ici qu'un seul ticket est nécessaire pour emprunter le moyen de transport. Le moyen de transport est équipé de tout ou partie de la station de base 11. Dans cet exemple, le moyen de transport embarque au moins la surface sensitive couplée à l' antenne, et l'interface utilisateur de la station de base 12.
Dans une étape préalable de configuration du service (non représentée), l'utilisateur acquiert le nombre prédéfini de tickets. Ces tickets sont mémorisés dans une mémoire (non représentée) du dispositif portatif 10. Par exemple, un compteur dédié à ce type de tickets mémorise le nombre de tickets acquis par l'utilisateur. Le compteur est représentatif d'un nombre courant de tickets à disposition de l'utilisateur 11.
Dans une étape initiale E0 d'invitation, l'utilisateur 11 , équipé du dispositif portatif 10 approche de la station de base 12 et lit un message affiché sur l'écran l'invitant à poser sa main sur la surface sensitive de la station de base 12.
Dans une étape suivante El de mise en contact, l'utilisateur 11 applique sa main sur la surface sensitive de la station de base 12. Comme décrit précédemment, la station de base 12 alterne des périodes d'émission et de réception, de durée respective T' 1 et T'2.
Ainsi, au cours d'une étape E2 d'émission, la station de base 12 émet via son antenne un premier signal électrique modulé associé à un message de recherche destiné à un dispositif situé à proximité de la station de base, en l'espèce le dispositif portatif 10 porté par l'utilisateur 11. On suppose bien sûr que la station de base 12 est en mode émission. Le message de recherche transmis dans le premier signal électrique modulé émis par la station de base 12 est destiné à entrer en contact avec un dispositif portatif situé à proximité de la station 12. Il est propre au service. Ainsi, dans le cas du service de ticketing décrit ici, le message de recherche consiste en une interrogation du solde de tickets mémorisé dans le dispositif portatif 10. Plus précisément, le message d'interrogation comprend une pluralité d'éléments d'information identiques destinés à être transmis en continu pendant la première période T' 1 pendant laquelle la station de base 12 est en mode émission. Par exemple l'élément d'information consiste en un mot, « solde », transmis x fois dans le premier signal électrique modulé durant la première période T' 1 d'émission. La transmission du même élément d'information répété plusieurs fois permet de pallier d'éventuelles pertes d'une partie du premier signal modulé émis. Au terme de la période T' 1 d'émission, la station de base 12 passe en mode réception pendant la deuxième durée prédéterminée T"2.
Dans une étape E3 de détection et de réception, le premier signal modulé électrique émis au cours de l'étape précédente est détecté et reçu par le dispositif portatif 10. En effet, l'utilisateur 11 dont la main est posée sur la surface sensitive lors de l'émission du signal est un vecteur de transmission du premier signal électrique émis par la station de base 12. Il est en effet connu que le corps de l'utilisateur présente des capacités de conduction adaptées pour véhiculer de tels signaux électriques. Le dispositif portatif 10, jusque-là en état d'attente, ou état de réception, détecte et reçoit le premier signal électrique modulé véhiculé par le corps de l'utilisateur. La détection et la réception du premier signal électrique modulé déclenche le passage du dispositif portatif 10 en mode émission pendant la première durée prédéfinie Tl .
Dans une étape E4 de démodulation, le dispositif portatif 10 démodule le premier signal électrique reçu en un premier signal numérique.
Dans une étape suivante E5 d' analyse, le dispositif portatif 10 analyse le premier signal numérique ainsi obtenu. Au cours de cette étape E5 d'analyse, le dispositif portatif 10 détecte au moins un des éléments d'information correspondant à une interrogation du solde de tickets.
Dans une étape E6 de traitement, le dispositif portatif 10 calcule un nouveau solde et associe un message à ce nouveau solde. Pour calculer le nouveau solde, le dispositif portatif 10 décrémente, si cela est possible, le solde courant de tickets qu'il mémorise. Plus précisément, si le solde mémorisé est positif, alors le nouveau solde correspond au solde décrémenté d'une unité. Si le nouveau solde est nul, alors un élément de réponse, par exemple « épuisé », est associé. S'il est positif, l'élément de réponse associé correspond au nouveau solde. Si le solde mémorisé est nul, alors le nouveau solde reste nul et l'élément de réponse associé est par exemple « insuffisant ». Le message associé au nouveau solde est ensuite construit en concaténant une pluralité de fois l'élément de réponse associé au nouveau solde.
Dans une étape E7 de modulation, le message numérique associé au nouveau solde est modulé en un deuxième signal électrique modulé.
Dans une étape suivante E8 de réponse, le deuxième message électrique modulé est transmis via l' antenne du dispositif portatif 10. De la même manière que précédemment, le deuxième signal électrique modulé est véhiculé par le corps de l'utilisateur. On suppose bien sûr que cette étape E8 de réponse est réalisée pendant la première période prédéfinie Tl au cours de laquelle le dispositif portatif 10 est en mode émission. Dans une étape E9 de détection et de réception, le deuxième signal électrique modulé émis au cours de l'étape précédente E8 par le dispositif portatif 10 est détecté et reçu par la station de base 12. En effet, l'utilisateur 11 dont la main est posée sur la surface sensitive est vecteur de transmission de ce deuxième signal électrique modulé.
Dans une étape E10 de démodulation, la station de base 12 démodule le deuxième signal électrique modulé en un deuxième signal numérique.
Dans une étape El i d' analyse, la station de base 12 analyse le deuxième signal numérique ainsi obtenu. Au cours de cette étape El i d'analyse, la station de base 12 détecte au moins un des éléments de réponse associé au solde de tickets.
Dans une étape E12 d'affichage, la station de base 12 affiche sur son interface utilisateur un message correspondant à l'élément de réponse et indiquant si le solde est insuffisant, ou non, et le cas échéant la valeur du nouveau solde de tickets. On comprend que si le nouveau solde est positif ou a atteint la valeur nulle, l'utilisateur est autorisé à emprunter le moyen de transport.
Bien sûr, l'utilisateur maintient la main posée sur la surface sensitive de la station de base 12 de l'étape El de mise en contact de l'utilisateur avec la station de base 12 à l'étape E9 de détection et de réception par la station de base 12.
Il est précisé qu' à l'étape El de mise en contact, l'utilisateur pose sa main sur la surface sensitive de la station de base. L'invention n'est pas limitée à ce cas et dans une variante de réalisation, on peut prévoir que l'utilisateur approche la main de la surface sensitive d'une distance inférieure à une distance prédéfinie, de l'ordre de quelques centimètres. La présence de l' antenne couplée à la surface sensitive sur la station de base 12 permet de réaliser les étapes décrites précédemment de manière similaire.
Il est précisé que la station de base 12 alterne des périodes d'émission de durée prédéterminée T' 1 et des périodes de réception de durée prédéterminée T'2. Lorsque l'utilisateur pose sa main sur la surface sensitive, on a supposé que la station de base 12 était en mode émission. Bien sûr, si la station de base 12 est alors en mode réception, il ne se passe rien. Plus précisément aucun signal n'est véhiculé par l'utilisateur à cet instant puisque le dispositif portatif 10 est également dans un état de réception, en attente d'un signal de la station de base 12. Au terme de la période T'2 de réception, la station de base 12 passe alors en mode émission et l'étape E2 d'émission par la station de base 12 est alors exécutée.
Les étapes du procédé de communication sans fil entre le dispositif portatif 10 et la station de base 12 sont illustrées ici au moyen d'un service de ticketing. L'invention n'est bien sûr pas limitée à ce type de service. Ainsi, d'autres types de service peuvent utiliser le procédé de communication sans fil tel que décrit précédemment, par exemple un service de micro- paiement. Par ailleurs, dans l'exemple décrit, deux signaux sont échangés entre la station de base 12 et le dispositif portatif 10 : les premier et deuxième signaux électriques modulés. L'invention n'est bien sûr pas limitée à l'échange de deux signaux. Selon le service considéré, plus de deux signaux électriques modulés sont échangés.
Dans un exemple de réalisation, le dispositif portatif 10 est un terminal mobile d'utilisateur équipé d'une antenne NFC. Avantageusement, l'antenne NFC du terminal mobile est utilisée comme antenne pour émettre et recevoir les signaux électriques modulés. En effet, l' antenne NFC est adaptée pour émettre/recevoir une composante magnétique d'une onde électromagnétique et également une composante électrique de cette même onde. Ainsi, le terminal mobile, équipé d'une seule antenne NFC peut à la fois réaliser des transactions NFC et également des transactions telles que les étapes du procédé décrit précédemment.
Dans le mode de réalisation décrit précédemment, la station de base 12 est alternativement en phase d'émission et de réception de durées respectives T' 1 et T'2. Le dispositif portatif 10 alterne les phases de réception de durée indéterminée et les phases d'émission de durée Tl . L'invention n'est cependant pas limitée à ce mode de réalisation. Ainsi, dans un deuxième mode de réalisation, une fois qu'un contact est établi entre la station de base 12 et le dispositif portatif 10, les durées des phases d'émission et de réception des deux dispositifs 10, 12 sont régies par la quantité d'information à transmettre.
Dans ce deuxième mode de réalisation, la station de base 12 émet au cours de l'étape E2 d'émission le premier signal électrique modulé associé au message de recherche pendant la première durée prédéterminée T' 1. Une fois la période T' 1 écoulée, la station de base 12 passe en mode réception pendant une durée au plus égale à la durée prédéterminée T'2. En effet, la durée pendant laquelle la station de base 12 est en mode réception peut être écourtée par rapport à la période de durée prédéterminée T'2. En effet, une fois que le contact est établi entre la station de base 12 et le dispositif portatif 10, c'est-à-dire une fois que le premier signal électrique modulé émis par la station de base 12 a été reçu par le dispositif portatif 10, les durées des périodes pendant lesquelles la station de base 12 et le dispositif portatif 10 sont en mode réception et émission dépendent de la quantité d'information à transmettre. Ainsi, suite à la détection et la réception par le dispositif portatif 10 du premier signal modulé signal émis par la station de base 12, le dispositif portatif 10 passe en mode émission et émet au cours de l'étape E8 d'émission le deuxième signal électrique modulé. Au terme de l'étape E8 d'émission, le dispositif portatif 10 passe en mode réception. La station de base 12 démodule au cours de l'étape E10 de démodulation le deuxième signal électrique modulé reçu du dispositif portatif 10 en réponse au signal de recherche modulé. Au cours de l'étape El i d'analyse, la station de base 12 détecte un caractère de fin de chaîne dans le signal numérique ainsi obtenu, signalant la fin de la transmission de données en provenance du dispositif portatif 10. La détection du caractère de fin de chaîne déclenche le passage de la station de base 12 en mode émission. Selon un fonctionnement similaire à celui de la station de base 12, le dispositif portatif 10 qui reçoit un signal électrique modulé en provenance de la station de base 12, démodule le signal électrique, analyse le signal numérique obtenu et détecte un caractère de fin de chaîne dans les données du signal numérique. La détection du caractère de fin de chaîne provoque alors un passage du dispositif portatif 10 en mode émission.
Dans une variante de réalisation, la station de base 12, respectivement le dispositif portatif 10, qui reçoit un signal électrique modulé en provenance du dispositif portatif 10, respectivement de la station de base 12, déclenche une temporisation après avoir reçu le signal. Le passage de la station de base 12, respectivement du dispositif portatif 10, en mode émission est alors déclenché suite à l'expiration de la temporisation.
Ainsi, dans ce deuxième mode de réalisation, la station de base 12 est alternativement en mode émission de durée prédéterminée T' 1 , puis en mode réception de durée prédéterminée T'2 tant qu'elle ne rentre pas en contact avec un dispositif portatif 10 situé à proximité. Une fois le contact établi entre la station de base 12 et le dispositif portatif 10, c'est-à-dire une fois que le premier signal électrique modulé associé au message de recherche émis par la station de base 12 au cours de la première période initiale de durée T' 1 est reçu et traité par le dispositif portatif 10, la station de base 12 n'est en mode réception que le temps de recevoir des données du dispositif portatif 10. Ainsi, les durées pendant lesquelles les dispositifs sont en mode émission et réception correspondent aux durées pendant lesquelles les signaux sont émis.
Un dispositif portatif 10 selon l'invention va maintenant être décrit en relation avec la figure 2.
Le dispositif portatif 10 comprend :
- une unité de traitement 200, ou « CPU » (pour « Central Processing Unit »), destinée à charger des instructions en mémoire, à les exécuter, à effectuer des opérations ;
- un ensemble de mémoires, dont une mémoire volatile 201 , ou "RAM" (pour "Random Access Memory") utilisée pour exécuter des instructions de code, stocker des variables, etc. ;
- un mémoire non volatile 202, de type « ROM » (de l'anglais « Read Only Memory »), ou « EEPROM » (pour « Electronically Erasable Programmable Read Only Memory ») destinée à contenir des informations persistantes. Dans le cas d'un service de ticketing, cette mémoire peut être utilisée pour mémoriser le solde de tickets ;
- une antenne 203 adaptée pour émettre et recevoir sur la voie radio ; - un modulateur 204 destiné à adapter un premier signal numérique produit par le microprocesseur 200 en un premier signal électrique modulé, destiné à être transmis, via l' antenne 203 à travers le corps de l'utilisateur. Plus précisément, les capacités de conduction du corps humain sont telles qu'un signal électrique transmis via l'antenne peut être véhiculé par le corps de l'utilisateur dès lors que l'antenne est située à proximité du corps de l'utilisateur. L' antenne ne doit pas être située à plus de quelques centimètres du corps de l'utilisateur. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, l'opération de modulation effectuée par le modulateur 204 est une modulation d'amplitude par tout ou rien, appelée également modulation « OOK » (de l' anglais « On-Off Keying »). Ainsi, par exemple, le signal est un signal à 13,56 MHz modulé en amplitude tout ou rien. L'invention n'est cependant pas limitée à ce type de modulation. Dans un autre exemple de réalisation, la modulation est une modulation de fréquence, moins sensible aux parasites. On note que cette réalisation est cependant plus coûteuse car elle nécessite plus de composants. Dans un autre exemple de réalisation, une modulation de phase est réalisée. Le modulateur 204 est agencé pour mettre en œuvre l'étape E7 de modulation du procédé de communication décrit précédemment ;
- un démodulateur 205, destiné à recevoir via l'antenne 203 un deuxième signal électrique modulé et à le transformer en un deuxième signal numérique destiné à être transmis à l'unité de traitement 200. Le démodulateur 205 est agencé pour mettre en œuvre l'étape E4 de démodulation du procédé décrit précédemment ;
- un commutateur 206 (le terme habituellement utilisé est le terme anglais, « switch ») adapté pour connecter alternativement le modulateur 204 à l'antenne 203 et le démodulateur 205 à l'antenne 203. Plus précisément, dans une première position, pendant laquelle le dispositif portatif 10 est en mode réception, le commutateur 206 connecte l'antenne 203 au démodulateur 205. Sur détection du premier signal électrique modulé reçu via l'antenne 203, la détection étant une détection de niveau analogique, le commutateur commute et connecte l'antenne 203 au modulateur 204. Dans le premier mode de réalisation, le commutateur connecte l' antenne 203 au modulateur 204 pendant une première période prédéfinie d'émission Tl . Au terme de la première période d'émission Tl , au cours de laquelle le dispositif portatif 10 est apte à émettre le deuxième signal électrique modulé, le commutateur 206 commute de nouveau pour connecter l' antenne 203 au démodulateur 205. Le dispositif portatif est alors en mode réception pendant une durée indéterminée. Plus précisément il est en mode réception jusqu'à détecter et recevoir un nouveau signal électrique modulé. Dans le deuxième mode de réalisation, le commutateur connecte l'antenne 203 au modulateur 204 pendant le temps nécessaire à l'émission du deuxième signal électrique modulé ; - une horloge 207, optionnelle, destinée à coopérer avec le commutateur 206 de manière à ce que ce dernier passe, au terme d'une première période de durée prédéfinie Tl , de la position d'émission où il connecte l'antenne 203 au modulateur 204 à la position de réception où il connecte l'antenne au démodulateur 205. On remarque que l'horloge n'est pas utile pour le deuxième mode de réalisation puisque dans ce cas, le commutateur passe en position de réception immédiatement après avoir transmis le signal destiné à la station de base ;
Le dispositif portatif 10 est de fonctionnement autonome, équipé d'une batterie ou de piles (non représentées), et de taille réduite de manière à être transporté par l'utilisateur. Le dispositif portatif 10 est par exemple un terminal mobile adapté pour mettre en œuvre les étapes du procédé de communication sans fil décrit précédemment qui sont réalisées par le dispositif.
Une station de base 12 selon l'invention va maintenant être décrite en relation avec la figure 3.
La station de base 12 comprend plusieurs modules qui sont similaires à ceux du dispositif portatif 10 décrit en relation avec la figure 2. Ainsi, la station de base 12 comprend :
- une unité de traitement 300, ou « CPU », destinée à charger des instructions en mémoire, à les exécuter, à effectuer des opérations.
- un ensemble de mémoires, dont une mémoire volatile 301 , ou "RAM" (pour "Random Access Memory") utilisée pour exécuter des instructions de code, stocker des variables, etc., - un mémoire non volatile 302, de type « ROM » ou « EEPROM » destinée à contenir des informations persistantes ;
- une antenne 303 adaptée pour émettre et recevoir sur la voie radio ;
- un modulateur 304 destiné à adapter un premier signal numérique produit par le microprocesseur 300 en un premier signal électrique modulé, destiné à être transmis, via l' antenne 303 à travers le corps de l'utilisateur. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, l'opération de modulation effectuée par le modulateur 304 est une modulation d'amplitude tout ou rien comparable à la modulation réalisée par le modulateur 204 du dispositif portatif 10 décrit en relation avec la figure 2. D' autres types de modulation sont possibles. D'une manière générale, la modulation effectuée par le modulateur 304 de la station de base 12 est la même que celle réalisée par le modulateur 204 du dispositif portatif 10. Le modulateur 304 est agencé pour mettre en œuvre l'étape E2 d'émission du procédé de communication décrit précédemment ;
- un démodulateur 305, destiné à recevoir via l'antenne 303 un deuxième signal électrique modulé et à le transformer en un deuxième signal numérique destiné à être transmis à l'unité de traitement 300. Le démodulateur 305 est agencé pour mettre en œuvre l'étape E10 de démodulation du procédé de communication ;
- un commutateur 306, adapté pour connecter antenne 303 alternativement au modulateur 304 et au démodulateur 305. Plus précisément, le commutateur connecte l' antenne 303 au modulateur 304 pendant une première durée prédéterminée T' 1. Pendant cette première période T' 1 la station de base est en mode émission, adaptée pour émettre un signal électrique modulé sur la voie radio via l'antenne 303. Au terme de la première période prédéterminée T' 1, le commutateur bascule dans une position où l'antenne 303 est connectée au démodulateur 305. Il reste dans cette position pendant une deuxième période de durée prédéterminée T'2. Pendant cette deuxième période prédéterminée T'2, la station de base est adaptée pour recevoir des signaux électriques modulés via l'antenne.
Dans le deuxième mode de réalisation, le commutateur connecte l' antenne 303 au modulateur 304 pendant la première durée prédéterminée T' 1. Pendant cette période, la station de base émet le premier signal électrique modulé associé au message de recherche. Au terme de la première durée prédéterminée T' 1 , le commutateur bascule dans une position où l'antenne est connectée au démodulateur. Le commutateur est alors en mode réception le temps de recevoir le deuxième signal électrique modulé ;
- une horloge 307 destinée à coopérer avec le commutateur 306 de manière à ce que ce dernier passe de la position où il connecte pendant la première durée prédéterminée T' 1 l' antenne 303 au modulateur 304 à la position où il connecte l'antenne 303 au démodulateur 305 pendant la deuxième durée prédéterminée T'2. Dans le deuxième mode de réalisation, l'horloge coopère avec le commutateur 306 de manière à mesurer la première période prédéterminée T' 1.
La station de base 12 comprend également :
- une surface sensitive 308 adaptée pour réagir à un contact avec l'utilisateur ou à un simple effleurement de celui-ci. Dans l'exemple décrit ici, l'utilisateur peut poser sa main sur la surface sensitive. La surface sensitive est couplée à l'antenne 303 de manière à ce qu'un signal électrique modulé émis ou reçu via l' antenne 303 soit apte à être véhiculé par le corps de l'utilisateur qui est en contact avec la surface sensitive. Dans un exemple de réalisation, l' antenne 303 peut être intégrée dans la surface sensitive 308. La surface sensitive est agencée de manière à coopérer avec l'unité de traitement 300 pour mettre en œuvre les étapes El à E9 du procédé décrit précédemment ;
- une interface utilisateur 309, adaptée pour transmettre à l'utilisateur des instructions ou des messages d'information. Par exemple, l'interface utilisateur 309 est un écran sur lequel les messages et instructions sont affichés. Dans un autre exemple de réalisation, l'interface 309 est une interface audio permettant de jouer les messages et instructions. L'interface utilisateur 309 est agencée pour mettre en œuvre les étapes E0 d'invitation et E12 d'affichage du procédé de communication décrit précédemment.
La station de base 12 est moins contrainte en termes d'alimentation et de taille que le dispositif portatif 10. Ainsi, les modules unité de traitement 300, mémoires volatile 301 et non volatile 302 et interface utilisateur 309 sont, dans un exemple de réalisation, intégrés dans un ordinateur 310 de type PC ou serveur qui peut être alimenté par le secteur. L'ordinateur 310 est interfacé avec les composants surface sensitive 308 couplée à l'antenne 303, modulateur 304, démodulateur 305, horloge 307, commutateur 306, par exemple au moyen d'une interface filaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif électronique (10, 12) comprenant :
un modulateur (204, 304), destiné à adapter un premier signal numérique en un premier signal électrique modulé,
un démodulateur (205, 305), destiné à adapter un deuxième signal électrique modulé reçu en un deuxième signal numérique,
une interface radio (203, 303) destinée à émettre ledit premier signal électrique modulé et à recevoir ledit deuxième signal électrique modulé, à travers le corps d'un utilisateur situé à une distance inférieure à une distance prédéterminée du dispositif,
des moyens de commutation (206, 306) adaptés pour connecter de façon alternative l'interface radio au modulateur suite à la réception du deuxième signal électrique modulé, et l'interface radio au démodulateur suite à l'émission du premier signal radio modulé.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel l'interface radio est connectée au modulateur pendant une première période de durée déterminée (Tl , T' 1).
3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel l'interface radio est connectée au démodulateur pendant une deuxième période de durée déterminée (T'2).
4. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les moyens de commutation (206, 306) connectent l'interface radio au modulateur suite à la détection d'un caractère de fin de chaîne dans le deuxième signal numérique.
5. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif est un dispositif portatif.
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le dispositif est un terminal mobile équipé d'une antenne NFC, ladite antenne constituant également l'interface radio.
7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le dispositif est une station de base.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel la modulation est une modulation tout ou rien.
9. Système de communication sans fil utilisant le corps d'un utilisateur comme média de communication, et comprenant :
- au moins un dispositif selon la revendication 5, et
- un dispositif selon la revendication 7.
10. Procédé de communication sans fil entre un dispositif (10) situé à une distance inférieure à une distance prédéterminée d'un utilisateur et une station de base (12), le procédé utilisant le corps d'un utilisateur comme média de communication, ledit procédé comprenant :
- une étape (El) de mise en contact de l'utilisateur avec la station de base,
- une étape (E3) de réception de la station de base à travers le corps de l'utilisateur d'un premier signal électrique modulé associé à un message de recherche, le dispositif portatif étant dans un état de réception et la station de base dans un état d'émission,
- une étape (E4) de démodulation dudit premier signal électrique modulé en un premier signal numérique,
- une étape (E5) de détermination d'une réponse audit message d'interrogation,
- une étape (E7) de modulation d'un deuxième signal numérique comprenant ladite réponse en un deuxième signal électrique modulé,
- une étape (E8) d'envoi dudit deuxième signal modulé à travers le corps de l'utilisateur, le dispositif portatif étant dans un état d'émission et la station de base en état de réception.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le message de recherche et le message de réponse sont des messages d'un service de transaction de tickets de transport.
12. Programme sur un support de données et chargeable dans la mémoire d'un dispositif, le programme comprenant des portions de code pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une des revendications 10 à 11 , lorsque le programme est exécuté sur ledit dispositif.
13. Support de données partiellement ou totalement amovible, comportant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes d'un procédé selon l'une des revendications 10 à 11.
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