WO2013117670A1 - Procédé de synchronisation de mesures de temps réalisées dans un réseau de radiocommunication aux fins de géolocalisation - Google Patents

Procédé de synchronisation de mesures de temps réalisées dans un réseau de radiocommunication aux fins de géolocalisation Download PDF

Info

Publication number
WO2013117670A1
WO2013117670A1 PCT/EP2013/052475 EP2013052475W WO2013117670A1 WO 2013117670 A1 WO2013117670 A1 WO 2013117670A1 EP 2013052475 W EP2013052475 W EP 2013052475W WO 2013117670 A1 WO2013117670 A1 WO 2013117670A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transmitter
network
difference
client
transmitters
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/052475
Other languages
English (en)
Inventor
Laurence SELLIER
Christophe Fourtet
Original Assignee
Sigfox
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 Sigfox filed Critical Sigfox
Priority to BR112014018410-0A priority Critical patent/BR112014018410B1/pt
Priority to US14/375,307 priority patent/US9341701B2/en
Priority to IN1439MUN2014 priority patent/IN2014MN01439A/en
Priority to MX2014009146A priority patent/MX341097B/es
Priority to EP13702659.7A priority patent/EP2812720A1/fr
Priority to CN201380007147.7A priority patent/CN104115025B/zh
Publication of WO2013117670A1 publication Critical patent/WO2013117670A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0221—Receivers
    • G01S5/02213—Receivers arranged in a network for determining the position of a transmitter
    • G01S5/02216—Timing or synchronisation of the receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Definitions

  • a method of synchronizing time measurements made in a radio communication network for the purposes of geolocation is a method of synchronizing time measurements made in a radio communication network for the purposes of geolocation.
  • the invention relates to the general field of radiocommunication networks. It relates more particularly to unidirectional asynchronous radiocommunication networks, at the service of terminals, of the FSFDMA type, wishing to offer a geolocation service by multilateration.
  • the multilateration geolocation is carried out either by measuring the difference in arrival time (TDOA) of signals emitted from several transmitters located at given known positions and received by a receiver, such as this is the case for the LORAN radionavigation system or "LOng RAnge Navigation" according to the English name, or by measuring the difference in the arrival time of the signal from the same transmitter and received by different localized receivers. at different points, as is the case for passive detection, for example.
  • TDOA difference in arrival time
  • This difference in arrival time which results from the difference in the propagation time of the signal emitted by the same transmitter towards the locations of the different receivers, makes it possible, in a known manner, to determine the geographical location (locus) of the transmitter.
  • TDOA difference in arrival time
  • the different network access points receiving base stations
  • the accuracy of the calculated position mainly depends on the accuracy of dating of the received signals, the fineness of the synchronization between receivers and geometry of the geographical deployment of the network elements involved in the position calculation.
  • the transmitters to be located are the client transmitters of the network.
  • the development of the arrival time difference information (TDOA) allowing the geolocation of these transmitters is performed from the signals received by the base stations of the network.
  • the synchronization by opportunistic signal analysis makes it possible to synchronize the base stations receiving extremely precise pre-existing reference signals, for example in the AM or FM bands.
  • this technique requires the implementation of hardware modifications on bases to make them able to perceive these signals, the frequencies of which are not necessarily located in the frequency band exploited by the considered network. This represents a major disadvantage, the use of opportunistic signals does not allow to perform computational simplifications to overcome the hardware synchronization clocks.
  • An object of the invention is to propose a solution for synchronizing the signals received by the different base stations of a communication network, from the unidirectional and non-synchronous transmitters clients of the network, so as to obtain, by measurement of arrival time of these signals on each base, differences in arrival time (DTOA) and consequently the position of said transmitters, with a sufficient distance accuracy to achieve their geolocation.
  • Another object of the invention is to propose a solution that does not require the use of specific means for closely synchronizing the base stations of the network with each other.
  • the invention relates to a radiocommunication system for forming a communications network for receiving client transmitters.
  • the system includes a plurality of fixed, receiving base stations spaced from each other, arranged to cover the area over which the communication network extends, and connected to a management and supervisory entity of the network. Said receiving bases comprising means for estimating the arrival time of the signals they receive.
  • the system according to the invention further comprises a plurality of fixed reference transmitters, known positions, each emitting a specific beacon signal. The number and the arrangement of said reference transmitters are defined so that the entire area over which the communication network extends is covered by the beacon signal transmitted by at least one reference transmitter.
  • Said system further comprises means for determining, for each receiving base m, the respective arrival times TOA (A n ) and TOA (G n ) of the signal transmitted by a client transmitter a and that emitted by a reference transmitter G, as well as the difference TOA (A n , G n ) between these two instants and to determine, for two receiver bases i and j, the difference between the instant of arrival of the signal
  • receivers being used to multilaterally determine the position of the client transmitter in the area covered by the network.
  • the signals emitted by the client transmitters and the reference transmitters are signals modulated by data sequences whose structure is defined so as to allow estimating the arrival time of the signal considered on a receiving base station with a given precision, and this via an appropriate estimator, using for example a correlation operation.
  • the emissions of the different reference transmitters are carried out successively in accordance with a given time division multiplexing scheme.
  • the emissions of the different reference transmitters are performed simultaneously at distinct frequencies in accordance with a given frequency multiplexing scheme.
  • the determination of the difference is performed at the base level by its own processing means.
  • the difference is determined by
  • each receiving base transmitting to the supervisor of the network all or part of the data frames received, in time form or in the form of spectrum, after associating them with a serial number.
  • each receiver base i further comprises means for determining the variation of its frequency F if sampling the received signals, this variation being determined from the difference arrival times of two successive frames p and q of the beacon signal of the same reference transmitter.
  • the entire frequency plane to which F si is attached in the receiving base can be disciplined by the reference transmitter, ie frequency-controlled thereon.
  • each base station comprises means for estimating the arrival angle of the signal (AOA), a technique known as direction-finding, which combines with the TOA measurement to refine the geolocation accuracy.
  • AOA arrival angle of the signal
  • the proposed method makes it possible to accurately date, a posteriori, the signals received from the client terminals that one seeks to locate, without requiring hardware synchronization or particular software synchronization of the clocks of the network.
  • the regularity of the beacon frames makes it possible to correct the residual relative errors due to clock drifts between base stations. It advantageously makes it possible to perform, by calculation, at the network level, a time registration of the data, in other words a pseudosynchronization, which makes it possible to compare the arrival times of the signals, measured by the different base stations, while minimizing the time uncertainties. / frequency affecting the measurements.
  • the TOA measurements are made in the time base of each station, the origin of which is defined by the reception of a beacon frame and the timing by the sampling frequency of the base station.
  • sequence number associated with a data frame to be treated as being the identifiers of one or more blocks of data.
  • samples, identifiers allocated at the time of archiving the stream sampled, the size of the sample block being defined in relation to the accuracy of the coarse dating process chosen.
  • the implementation of the method according to the invention also advantageously has no material impact on the existing elements of the network, such as the network supervisor, the base stations or the client radio transmitters, which are not modified in their hardware architecture. . Only new independent hardware elements, geodetic transmitters, are introduced.
  • the locating method according to the invention is based primarily on the establishment of a mesh of the space considered by means of one or more fixed emitters, called geodesic transmitters or, more simply "geodesic", the position of each geodesic being known with precision in relation to the sought location accuracy.
  • geodesic transmitters or, more simply "geodesic”
  • the position of each geodesic being known with precision in relation to the sought location accuracy.
  • the position of the geodesic must be known with a precision less than one meter.
  • the geodetic transmitters are deployed over the area covered by the network at geographical locations in such a way that each geodetic transmitter covers a sufficiently wide area to serve N base stations, N being in principle greater than or equal to 2.
  • the number of geodesic deployed is defined so that each base station pair is covered by at least one geodesic.
  • the coordinates of each geodesic are recorded at the facility and known to the network supervisor, the body responsible for overseeing the entire network.
  • each of the geodetic transmitters is also positioned in line with stations in its geographical area.
  • the receiving stations considered are able to receive the signals transmitted in direct reception.
  • Each geodetic transmitter is configured to constitute a reference transmitter of the network in which it operates, an FSFDMA network for example.
  • FSFDMA network for example.
  • it has a hardware and software architecture similar to that of the client transmitters, which allows it to communicate with the receiving bases by the existing physical channels.
  • it has several peculiarities.
  • a first feature concerns the synthesis of the transmitted frequency.
  • Geodetic transmitters are configured to exhibit strictly controlled frequency behavior.
  • Each geodesic transmitter comprises for this purpose a precision frequency reference (tolerance of the order of 0.1 ppm on the frequency), a frequency reference of the OCXO type, or GPS-DO for example, and a synthesis line of low noise frequency and low dispersion, type Frac-N for example.
  • a second particularity concerns the transmitted signal.
  • the geodetic transmitters transmit a signal modulated by a defined bit sequence so as to obtain the desired measurement precision, the modulation law used affecting, in known manner, the accuracy of the measurement of TOA.
  • each geodesic transmitter is for example associated with a binary sequence of length N which modulates the transmitted signal.
  • the sequence forms, for example, a code of the M-seq, Kasami, or Gold type.
  • the autocorrelation properties imparted to the signal by this type of sequence advantageously allow the base stations to perfectly distinguish the geodesic transmitters from each other and to accurately measure the arrival times of the signals emitted by the latter.
  • Each geodesic is thus identified on reception by the unique binary sequence that it emits.
  • the code is used to generate a beacon frame according to the network protocol, in the format FSFDMA for example.
  • the frame is then broadcast over the network to the base stations that receive the signals.
  • a third particularity relates to the duration of the transmitted frames. Since the communications network considered here is a radio communication network, the duration of the frame transmitted by a geodesic transmitter is sufficiently long so that, whatever the reception randomness, the local impairments suffered by the signal, and the errors generated by the means for processing the frame can be minimized by means of an average effect. The increase of the signal observation window makes it possible advantageously to eliminate uncorrelated errors. Moreover, the delays between beacons are controlled and known to the network supervisor.
  • the geodesic transmitters thus emit stable frequency signals, in the form of frames generally devoid of quantitative information whose reception allows the receiving base (ie the base station) considered to determine the identity of the transmitter and to regenerate, with the desired accuracy, a signal arrival time information transmitted or TOA (Time Of Arrival) according to the English name.
  • TOA Time Of Arrival
  • geodetic transmitters do not normally transmit operational information, but only an identifier, the modulation law is here identical to that used by the network's client transmitters to transmit operational data frames.
  • the locating method according to the invention is based secondly on the implementation of a particular location processing, which proceeds to the location of a client issuer based on the signals emitted by said client issuer and on those transmitted by a given geodetic transmitter, these signals being received by two separate receiving bases
  • the TDOA is calculated here by involving, for each receiving base, the measurement of the difference in arrival time between the frames transmitted by a given geodesic transmitter and those transmitted by the transmitter.
  • client considered, the selected geodetic transmitter here being the same transmitter for the two receiving bases. Consequently, according to the invention, the measurement of the arrival time difference TDO Aj (A ") of a frame A n sent by a client transmitter and received by two receiver bases B, and B j is determined from the following relation:
  • the differences between the arrival time of the signal transmitted by the client transmitter and the signal transmitted by the geodetic transmitter represents here the difference of the arrival times on the two reception bases of the frame of rank n emitted by the geodesic transmitter G considered.
  • the position of this transmitter is perfectly known, as well as the positions of the receiving base B, and B j, is itself known. It is defined by the
  • the points of the space whose coordinates are solutions of the equation [4] are situated in a known manner on a hyperboloid of revolution with 2 layers.
  • the determination of the actual position of the transmitter can be performed by any known method using the TDOA measurements obtained by considering several distinct pairs of receiving stations and solving the systems of hyperbolic equations linking these different measurements.
  • This relative measurement of the difference in the arrival times of the signal transmitted by a client transmitter on the two receiving bases considered, which measures the arrival times of the signals emitted by a geodetic transmitter whose transmissions are accessible to the two receiving bases thus advantageously makes it possible, by the use of relative measurements, to overcome any need to carry out a rigorous synchronization of the clocks of the receiving stations.
  • the arrival times of the signals emitted by the geodetic transmitter and the client transmitter are determined by any known method, the estimation accuracy of the arrival times being intrinsically a function of the exploited waveform by the network and, to a lesser extent, the reception sampling frequency.
  • the data frames are received and decoded by the receiving stations.
  • Each receiving station that receives a frame of data from a geodetic transmitter or a client transmitter
  • the network performs a dating in its own global time frame.
  • the actual estimation of the instant of arrival of the frame is carried out a posteriori by means of a correlation estimator which a correlation operation on all or part of the frame considered.
  • Estimated arrival times on the two receiving bases B, and B j considered can be defined by the following relationships.
  • bases B, and B j the result of estimating (a posteriori) the time of arrival of the signal with respect to the date assigned to the frame
  • the virtual time base Base stations are defined closest to the equipment when sampling the radio signal.
  • the method according to the invention can be implemented in different ways from an existing infrastructure, the main implementation condition being the implementation of geodetic transmitters and the implementation of means for determining a posteriori the values of the arrival time differences (TDOA) as described above and exploit them to determine the position of the client issuer considered.
  • the main implementation condition being the implementation of geodetic transmitters and the implementation of means for determining a posteriori the values of the arrival time differences (TDOA) as described above and exploit them to determine the position of the client issuer considered.
  • TDOA arrival time differences
  • the location function can be implemented more or less completely in the calculation means of each receiving base or widely deported at the level of the controller. network.
  • Each base can thus, for example, if its own means of calculation allow it, be configured to support all the calculations of the values of the differences of arrival time (TDOA) and transmit these values to the controller of the network so that it realizes the actual location, combining the measurements transmitted by different receiving stations.
  • each receiving station can transmit to the supervisor of the network all or part of the signals received and sampled in temporal or spectral form.
  • each station can simply transmit to the supervisor the received frames after having roughly dated them, this coarse dating may consist of an arrival order number associated with each received frame.
  • the network controller then takes care of all the calculations necessary to achieve the geolocation of the client issuer considered. It is thus possible to take advantage of having the data streams of several databases available on the same computing entity in order to simplify the estimation calculations of the arrival times.
  • the network controller selects by pair of stations the configuration offering the best probability of estimation accuracy, by analyzing the parameters at its disposal, namely the quality of the received signals and the precision geometric dilution prediction. In the case of equivalent configurations, it may choose to perform concurrent calculations to converge more quickly in the position estimate.
  • the method according to the invention can be associated with complementary direction-finding measurements, each base being equipped for this purpose with means for performing the estimation of the angle. signal arrival time (AOA).
  • AOA signal arrival time
  • This complementary technique makes it possible to refine the position accuracy and to remove the known uncertainties in the borderline cases of multilateration.
  • the method according to the invention can also make it possible to perform other additional functions.
  • the receiving station B For the receiving station B, we also consider: Or represents, in a known manner, the interval between the emissions of the frames n and m by the geodesic G and is also known as the difference in the arrival times of these two frames, measured by the receiving station. F so can be easily calculated by the receiving station or the network controller. As a result, the frequency plan to which belongs F if for the considered base station can be disciplined, slave, by the geodetic transmitter considered. It also follows that when F si is in the same frequency plane as the different frequency references of the base station, it is also possible to perform a correction of all these frequencies from the correction of F if .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

L'invention consiste en un système pour former un réseau de communication asynchrone destiné à accueillir des émetteurs clients, comportant des stations de base, distantes les unes des autres ledit réseau permettant la géolocalisation des émetteurs clients. Le système comporte à cet effet une pluralité d'émetteurs fixes de référence, de positions connues, émettant chacun un signal balise spécifique, dans une bande de fréquence incluse dans la bande de fréquence du réseau. La géolocalisation d'un émetteur client est réalisée par multilatération en considérant des paires de stations de base, chaque paire étant formée de stations de base capables de recevoir les signaux provenant de l'émetteur client et les signaux provenant d'un même émetteur de référence, et en calculant la différence de temps d'arrivée sur les stations de base du signal provenant de l'émetteur client, cette différence étant déterminée en calculant pour chaque station de base la différence de temps d'arrivée entre le signal émis par l'émetteur client et celui émis par l'émetteur de référence.

Description

Procédé de synchronisation de mesures de temps réalisées dans un réseau de radiocommunication aux fins de géolocalisation.
L'invention se rapporte au domaine général des réseaux de radiocommunication. Elle se rapporte plus particulièrement aux réseaux de radiocommunication unidirectionnels asynchrones, au service de terminaux, de type FSFDMA, souhaitant offrir un service de géolocalisation par multilatération.
Dans le cadre d'un réseau de radiocommunication asynchrone, la géolocalisation par multilatération est réalisée soit par mesure de la différence de temps d'arrivée (TDOA) de signaux émis de plusieurs émetteurs localisés en des positions données connues et reçus par un récepteur, comme c'est le cas pour le système de radionavigation LORAN ou « LOng RAnge Navigation » selon la dénomination anglo-saxonne, soit par la mesure de la différence de temps d'arrivée du signal provenant d'un même émetteur et reçu par différents récepteurs localisés en différents points, comme c'est par exemple les cas pour la détection passive.
Cette différence de temps d'arrivée (TDOA) qui résulte de la différence de temps de propagation du signal émis par un même émetteur vers les lieux des différents récepteurs, permet, de manière connue, de déterminer la localisation (locus) géographique de l'émetteur. Cependant une telle détermination nécessite, de manière connue, que les différents points d'accès réseau (stations de base réceptrices) soient équipés pour maintenir des bases de temps synchronisées les unes par rapport aux autres, afin de pouvoir comparer leurs mesures et en déduire le TDOA avec un minimum d'incertitude. On rappelle ici que la précision de la position calculée dépend principalement de la précision de datation des signaux reçus, de la finesse de la synchronisation entre récepteurs et de la géométrie du déploiement géographique des éléments du réseau impliqués dans le calcul de position. Dans le cas d'un réseau au service de ses terminaux, de type FSFDMA, autrement dit un réseau à accès multiple par répartition en fréquence dans lesquels la répartition en fréquence est de nature statistique, les émetteurs à localiser sont les émetteurs clients du réseau. L'élaboration des informations de différence de temps d'arrivée (TDOA) permettant la géolocalisation de ces émetteurs est effectuée à partir des signaux reçus par les stations de base du réseau.
Or, ces stations de base, réceptrices, sont distantes les unes des autres, faiblement synchronisées entre elles (synchronisation de l'ordre de la ms) et ne disposent pas de moyens de communication synchrone. Par suite la mise en place d'une synchronisation matérielle (« hardware ») des stations de base du réseau, nécessite des modifications matérielles importantes du réseau qui majorent de manière significative le coût d'ensemble dudit réseau.
De manière générale, la problématique de synchronisation de réseau est largement traitée dans la littérature technique spécialisée, autant en ce qui concerne la synchronisation d'horloges matérielles (synchronisation de type NTP, ou par signaux opportunistes) à l'aide de moyens physiques de synchronisation, qu'en ce qui concerne la synchronisation de bases de temps virtuelles par des moyens logiciels (synchronisation de type RBS par exemple). Or, dans le cas particulier de la géolocalisation, une précision de synchronisation bien inférieure à la microseconde est nécessaire, une précision temporelle d'une microseconde correspondant idéalement, de manière connue, à une précision en distance de 330m. Par suite, la technique de synchronisation des réseaux de type NTP
(acronyme de la dénomination anglo-saxonne « Network Time Protocol ») n'est pas suffisante pour atteindre cet objectif. En effet les performances de précision obtenues sont, hors charge, de l'ordre de quelques dizaines de microsecondes pour les éléments de la strate-3 du réseau, les éléments les plus communs, et sont lourdement affectées par l'augmentation du temps d'aller-retour des signaux, ou « round trip time » selon la dénomination anglo-saxonne, en conditions de charge. La précision de synchronisation peut alors chuter jusqu'à atteindre une valeur de l'ordre de la milliseconde. L'utilisation d'une synchronisation semblable à celle des réseaux de type NTP nécessiterait donc l'ajout de références de temps locales, ce qui reviendrait à transformer, de fait, les bases réceptrices du réseau en éléments de strate 1 , c'est-à-dire en éléments capables d'accéder directement à une horloge de référence générale; ainsi que la mise en œuvre de processus déterministes de datation d'événements matériels sur les horloges périphériques.
Par ailleurs les techniques connues de synchronisation par radiodiffusion d'une référence ou RBS (acronyme de la dénomination anglo- saxonne « Référence Broadcast Synchronisation ») ou synchronisation en réseau sans fil, qui permettent de s'affranchir des imprécisions inhérentes aux synchronisations de type NTP, liée aux délais d'envoi des données et d'accès réseau, sont néanmoins affectées d'une imprécision résiduelle due aux temps de propagation des messages entre récepteurs (erreur déterministe) et au temps de traitement de réception (erreur non déterministe). Elles présentent en outre l'inconvénient d'engendrer un trafic réseau important pour réaliser la synchronisation voulue.
La synchronisation par analyse de signaux opportunistes, permet de synchroniser les stations de base recevant des signaux de référence extrêmement précis pré-existants, par exemple dans les bandes AM ou FM. Cependant, cette technique nécessite la mise en œuvre de modifications matérielles sur les bases afin de les rendre capables de percevoir ces signaux, dont les fréquences ne sont pas nécessairement situées dans la bande de fréquences exploitée par le réseau considéré. Ceci représente un inconvénient majeur, l'utilisation de signaux opportunistes ne permettant pas d'effectuer les simplifications calculatoires permettant de s'affranchir de la synchronisation matérielle des horloges.
Un but de l'invention est de proposer une solution permettant de synchroniser les signaux reçus par les différentes stations de bases d'un réseau de communication, en provenance des émetteurs unidirectionnels et non synchrones clients du réseau, de façon à obtenir, par mesure des temps d'arrivée de ces signaux sur chaque base, les différences de temps d'arrivée (DTOA) et par suite la position desdits émetteurs, avec une précision en distance suffisante pour réaliser leur géolocalisation. Un autre but de l'invention est de proposer une solution qui ne nécessite pas de mettre en œuvre des moyens spécifiques pour synchroniser étroitement les unes avec les autres les stations de base du réseau.
A cet effet l'invention a pour objet un système de radiocommunication pour former un réseau de communications destiné à accueillir des émetteurs clients. Ledit système comporte une pluralité de stations de base fixes, réceptrices, distantes les unes des autres, agencées de façon à couvrir la zone sur laquelle s'étend le réseau de communication, et connectées à une entité de gestion et de supervision du réseau. Lesdites bases réceptrices comportant des moyens pour estimer l'instant d'arrivée des signaux qu'elles reçoivent. Le système selon l'invention comporte en outre une pluralité d'émetteurs fixes de référence, de positions connues, émettant chacun un signal balise spécifique. Le nombre et l'agencement desdits émetteurs de référence sont définis de façon à ce que toute la zone sur laquelle s'étend le réseau de communication soit couverte par le signal balise émis par au moins un émetteur de référence. Ledit système comporte en outre des moyens pour déterminer, pour chaque base réceptrice m, les instants d'arrivée respectifs TOA(An) et TOA(Gn) du signal émis par un émetteur client a et de celui émis par un émetteur de référence G, ainsi que la différence TOA(An, Gn) entre ces deux instants et pour déterminer, pour deux bases réceptrices i et j, la différence entre l'instant d'arrivée du signal
Figure imgf000005_0002
émis par l'émetteur client considéré sur la première base réceptrice i et l'instant d'arrivée de ce même signal sur la seconde base réceptrice j. La détermination de cette différence est réalisée à partir des différence TOAi(An, Gn) et TOAj(An, Gn) déterminées pour un même émetteur de référence G. Les différences déterminées pour différents couples de bases
Figure imgf000005_0001
réceptrices étant utilisées pour déterminer par multilatération la position de l'émetteur client dans la zone couverte par le réseau.
Selon un mode de réalisation, les signaux émis par les émetteurs clients et les émetteurs de référence sont des signaux modulés par des séquences de données dont la structure est définie de façon à permettre l'estimation du temps d'arrivée du signal considéré sur une station de base réceptrice avec une précision donnée, et ce par l'intermédiaire d'un estimateur approprié, utilisant par exemple une opération de corrélation.
Selon une première variante de ce mode de réalisation, les émissions des différents émetteurs de référence sont réalisées successivement conformément à un schéma de multiplexage temporel donné.
Selon une autre variante de ce mode de réalisation, les émissions des différents émetteurs de référence sont réalisées simultanément à des fréquences distinctes conformément à un schéma de multiplexage fréquentiel donné.
Selon un autre mode de réalisation, pour chaque base réceptrice i, la détermination de la différence
Figure imgf000006_0002
est réalisée au niveau de la base par ses moyens de traitement propres.
Selon un autre mode de réalisation, pour chaque paire de bases réceptrices (i,j), la détermination de la différence est réalisée par
Figure imgf000006_0001
une instance de calcul allouée par l'entité de supervision du réseau, chaque base réceptrice transmettant au superviseur du réseau tout ou partie des trames de données reçues, sous forme temporelle ou sous forme de spectre, après leur avoir associé un numéro d'ordre. Selon un autre mode de réalisation, chaque base réceptrice i comporte en outre des moyens pour déterminer la variation de sa fréquence Fsi d'échantillonnage des signaux reçus, cette variation étant déterminée à partir de la différence
Figure imgf000006_0003
des temps d'arrivée de deux trames successives p et q du signal balise d'un même émetteur de référence. Dans ce mode de réalisation, la totalité du plan de fréquence auquel Fsi est rattachée dans la base réceptrice peut être discipliné par l'émetteur de référence, c'est à dire asservi en fréquence sur celui-ci.
Selon un autre mode de réalisation, la détermination de la variation de la fréquence Fsi d'échantillonnage des signaux reçus de chaque base réceptrice i est réalisée au niveau du sous-système qui contrôle le réseau formé par l'ensemble des bases réceptrices, cette variation étant déterminée à partir de la différence des temps d'arrivée de deux trames
Figure imgf000006_0004
successives p et q du signal balise d'un même émetteur de référence. Dans ce mode de réalisation, la totalité du plan de fréquence auquel Fsi est rattachée dans la base réceptrice peut être discipliné par l'émetteur de référence. Selon un autre mode de réalisation, chaque station de base comporte des moyens pour estimer l'angle d'arrivée du signal (AOA), technique connue sous le nom de radiogoniométrie, et qui se combine à la mesure du TOA afin d'affiner la précision de géolocalisation.
Avantageusement, le procédé proposé permet de dater de façon précise, a posteriori, les signaux reçus des terminaux clients que l'on cherche à localiser, sans nécessiter de synchronisation matérielle ni de synchronisation logicielle particulière des horloges du réseau. La régularité des trames balises permet de corriger les erreurs relatives résiduelles dues aux dérives d'horloges entre stations de base. II permet avantageusement de réaliser par le calcul, au niveau du réseau, un recalage temporel des données, autrement dit une pseudosynchronisation, qui permet de comparer les temps d'arrivée des signaux, mesurés par les différentes stations de bases, en minimisant les incertitudes temps/fréquence affectant les mesures. Les mesures de TOA sont faites dans la base de temps de chaque station, dont l'origine est définie par la réception d'une trame balise et le cadencement par la fréquence d'échantillonnage de la station de base. Afin de pouvoir reconstituer a posteriori la continuité du flux d'échantillons et de recouvrer les informations de TOA, on peut par exemple définir le numéro d'ordre associé à une trame de données à traiter comme étant les identifiants de un ou plusieurs blocs d'échantillons, identifiants attribués au moment de l'archivage du flux échantillonné, la taille du bloc d'échantillons étant définie en rapport de la précision du processus de datation grossière choisi.
Il permet encore de s'affranchir de l'imprécision sur les temps d'exécution des processus non déterministes qui peuvent être mis en œuvre dans le réseau et dans les stations de base, processus dont le caractère non déterministe est de nature à engendrer des incertitudes de mesure de temps. La mise en œuvre du procédé selon l'invention n'a par ailleurs avantageusement aucun impact matériel sur les éléments existants du réseau, comme le superviseur réseau, les stations de base ou les émetteurs radio clients, qui ne sont pas modifiés dans leur architecture matérielle. Seuls de nouveaux éléments matériels indépendants, les émetteurs géodésiques, sont introduits.
Le procédé de localisation selon l'invention se base en premier lieu sur la mise en place d'un maillage de l'espace considéré au moyen d'un ou plusieurs émetteurs fixes, appelés émetteurs géodésiques ou, plus simplement « géodésiques », la position de chaque géodésique étant connue avec une précision en rapport avec la précision de localisation recherchée. Ainsi, par exemple, si l'on souhaite réaliser une géolocalisation avec une précision de l'ordre de la dizaine de mètre, la position des géodésique doit être connue avec une précision inférieure au mètre.
Les émetteurs géodésiques sont déployés sur la zone couverte par le réseau en des lieux géographiques de telle façon que chaque émetteur géodésique couvre une zone suffisamment étendue, pour desservir N stations de bases, N étant par principe supérieur ou égal à 2. Le nombre de géodésiques déployés est défini de façon à ce que chaque paire de station de base soit couverte par au moins un géodésique. Les coordonnées de chaque géodésique sont relevées à l'installation et connues du superviseur réseau, organe chargé de superviser l'ensemble du réseau.
Dans la forme de déploiement la plus simple, chacun des émetteurs géodésiques est par ailleurs positionné en ligne de vue des stations de son secteur géographique. Ainsi, les stations réceptrices considérées, sont à même de recevoir les signaux émis en réception directe. Cependant, il est possible de positionner les géodésiques hors de la ligne de vue des stations, auquel cas il faut prévoir un ajustement de la mesure du trajet réellement parcouru par le signal, ajustement qui peut par exemple être pris en charge par le superviseur réseau.
Chaque émetteur géodésique est configuré de façon à constituer un émetteur de référence du réseau dans lequel il opère, un réseau FSFDMA par exemple. A cet effet il possède une architecture matérielle et logicielle similaire à celle des émetteurs clients, ce qui lui permet de communiquer avec les bases réceptrices par les canaux physiques existants. Cependant, il possède plusieurs particularités.
Une première particularité concerne la synthèse de la fréquence émise. Les émetteurs géodésiques sont configurés pour présenter un comportement fréquentiel strictement contrôlé. Chaque émetteur géodésique comporte à cet effet une référence de fréquence de précision (tolérance de l'ordre de 0,1 ppm sur la fréquence), une référence de fréquence de type OCXO, ou GPS-DO par exemple, et une chaîne de synthèse de fréquence faible bruit et faible dispersion, de type Frac-N par exemple.
Une deuxième particularité concerne le signal transmis. Les émetteurs géodésiques transmettent un signal modulé par une séquence binaire définie de façon à obtenir la précision de mesure voulue, la loi de modulation employée affectant, de manière connue, la précision de la mesure de TOA.
A cet effet, chaque émetteur géodésique est par exemple associé à une séquence binaire de longueur N qui module le signal émis. La séquence forme par exemple un code de type M-seq, Kasami, ou Gold. Les propriétés d'autocorrélation conférées au signal par ce type de séquence permettent avantageusement aux stations de base de distinguer parfaitement les émetteurs géodésiques les uns des autres et de mesurer avec précision les temps d'arrivée des signaux émis par ces derniers.
Chaque géodésique est ainsi identifié à réception par la séquence binaire unique qu'il émet. Le code est utilisé pour générer une trame balise suivant le protocole du réseau, au format FSFDMA par exemple. La trame est ensuite diffusée sur le réseau à destination des stations de base qui réalisent la réception des signaux.
Une troisième particularité concerne la durée des trames émises. Le réseau de communications considéré ici étant un réseau de communication radio, la durée de la trame émise par un émetteur géodésique est suffisamment longue pour que, quels que soient les aléas de réception, les dégradations locales subies par le signal, et les erreurs générées par les moyens de traitement de la trame puissent être minimisées par effet de moyenne. L'augmentation de la fenêtre d'observation du signal permet en effet avantageusement d'éliminer les erreurs non corrélées. Par ailleurs, les délais entre trames balises est contrôlé et connu du superviseur réseau.
Les émetteurs géodésiques émettent ainsi des signaux de fréquence stable, sous forme de trames généralement dépourvues d'information quantitative dont la réception permet à la base réceptrice (i.e. la station de base) considérée de déterminer l'identité de l'émetteur et de régénérer, avec la précision voulue, une information de temps d'arrivée du signal émis, ou TOA (Time Of Arrivai) selon la dénomination anglo-saxonne.
Bien que les émetteurs géodésiques ne transmettent en principe pas d'informations opérationnelles, mais seulement un identifiant, la loi de modulation est ici identique à celle utilisée par les émetteurs clients du réseau pour transmettre des trames de données opérationnelles. Le procédé de localisation selon l'invention se base en second lieu sur la mise en place d'un traitement particulier de localisation, qui procède à la localisation d'un émetteur client en se basant sur les signaux émis par ledit émetteur client et sur ceux émis par un émetteur géodésique donné, ces signaux étant reçus par deux bases réceptrices distinctes
Il est classique dans un réseau de réaliser la localisation d'un émetteur client en considérant les temps d'arrivée des signaux reçus par deux stations réceptrices distinctes en provenance de cet émetteur et correspondant à un même instant d'émission. On considère plus exactement la différence des temps d'arrivée ou « Time Différence of Arrivai (TDOA) » selon la dénomination anglo-saxonne.
Cependant, contrairement à ce qui est généralement réalisé, le TDOA est calculée ici en faisant intervenir, pour chaque base réceptrice, la mesure de la différence de temps d'arrivée entre les trames émises par un émetteur géodésique donné et celles émises par l'émetteur client considéré, l'émetteur géodésique choisi étant ici le même émetteur pour les deux bases réceptrices. Par suite, selon l'invention, la mesure de différence de temps d'arrivée TDOAj (A„) d'une trame An émise par un émetteur client et reçue par deux bases réceptrices B, et Bj est déterminée à partir de la relation suivante :
Figure imgf000011_0002
où représentent respectivement les mesures des temps
Figure imgf000011_0008
d'arrivée de la trame An émise par l'émetteur client considéré sur les bases réceptrices Bj et B, et où représentent
Figure imgf000011_0007
respectivement, pour chaque base réceptrice, la différences entre le temps d'arrivée du signal émis par l'émetteur client et le signal émis par l'émetteur géodésique.
Figure imgf000011_0006
représente ici la différence des temps d'arrivée sur les deux bases réceptrices de la trame de rang n émise par l'émetteur géodésique G considéré. Dans la mesure où la position de cet émetteur est parfaitement connue, de même que les positions des bases réceptrices B, et Bj, est lui-même connue. Il est défini par la
Figure imgf000011_0005
relation suivante :
Figure imgf000011_0003
L'information
Figure imgf000011_0004
ainsi calculée est utilisée, de manière classique, pour déterminer la position géographique de l'émetteur client considéré. En désignant par a l'émetteur client considéré, on peut en effet écrire :
Figure imgf000011_0001
Ce qui, dans un repère à 3 dimensions s'écrit comme suit :
Figure imgf000012_0001
Où x, y et z représentent les coordonnées de l'émetteur client a dans ce repère.
Les points de l'espace dont les coordonnées sont solutions de l'équation [4] sont situés de manière connue sur un hyperboloïde de révolution à 2 nappes. Par suite, la détermination de la position réelle de l'émetteur peut être réalisée par toute méthode connue en utilisant les mesures de TDOA obtenue en considérant plusieurs paires distinctes de stations réceptrices et en résolvant les systèmes d'équations hyperboliques liant ces différentes mesures.
Cette mesure relative de la différence des temps d'arrivée du signal émis par un émetteur client sur les deux bases réceptrices considérées, mesure qui fait intervenir les temps d'arrivée des signaux émis par un émetteur géodésique dont les émissions sont accessibles aux deux bases réceptrices, permet ainsi avantageusement, par l'emploi de mesures relatives, de s'affranchir de toute nécessité de procéder à une synchronisation rigoureuse des horloges des stations réceptrices.
Selon l'invention, les temps d'arrivée des signaux émis par l'émetteur géodésique et l'émetteur client sont déterminés par toute méthode connue, la précision d'estimation des temps d'arrivée étant intrinsèquement fonction de la forme d'onde exploitée par le réseau et, dans une moindre mesure, de la fréquence d'échantillonnage en réception.
Ainsi, dans le cas où les signaux sont émis sous forme de trames binaires modulant la fréquence d'émission, comme c'est le cas dans un réseau de type FSFDMA, les trames de données sont reçues et décodées par les stations réceptrices. Chaque station réceptrice qui reçoit une trame de donnée en provenance d'un émetteur géodésique ou d'un émetteur client du réseau en effectue une datation dans son propre référentiel temporel global. L'estimation proprement dite de l'instant d'arrivée de la trame est quant à elle réalisée a posteriori au moyen d'un estimateur à corrélation qui une opération de corrélation sur tout ou partie de la trame considérée.
Les temps d'arrivée estimés sur les deux bases réceptrices B, et Bj considérées peuvent être définis par les relations suivantes.
et
Figure imgf000013_0001
où représentent respectivement pour chacune
Figure imgf000013_0002
des bases B, et Bj le résultat de l'estimation (a posteriori) de l'instant d'arrivée du signal par rapport à la date affectée à la trame A„„ résultat exprimé dans un nombre fractionnaire de périodes d'échantillonnage.
Figure imgf000013_0003
représentent les valeur de l'opérateur d'estimation de la corrélation pour la trame représentent les fréquences
Figure imgf000013_0004
d'échantillonnage respectives des deux bases réceptrices, et Toi et 7¾ les instants de référence respectifs des deux bases, instants qui correspondent aux dates d'arrivée de la trame A„ que chaque station réceptrice prend comme origine de sa base de temps locale, et qu'elle communique au superviseur réseau (Idéalement Toi et 7¾ sont égaux si les bases sont parfaitement synchronisées).
De la même façon on a :
Figure imgf000013_0005
et
Figure imgf000013_0006
Il est à noter qu'afin de lever les incertitudes liées au non déterminisme des processus logiciels de réception, la base de temps virtuelle des stations de base est définie au plus près du matériel, lors de l'échantillonnage du signal radio.
D'un point de vue fonctionnel, le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre de différentes façons à partir d'une infrastructure existante, la condition principale de mise en œuvre étant l'implantation d'émetteurs géodésiques et la mise en place de moyens pour déterminer a posteriori les valeurs des différences de temps d'arrivée (TDOA) tels que décrits précédemment et les exploiter pour déterminer la position de l'émetteur client considéré.
Ainsi selon le mode de mise en œuvre considéré et la capacité de calcul disponible au niveau de chaque base réceptrice, la fonction de localisation peut être implémentée plus ou moins complètement dans les moyens de calcul de chaque base réceptrice ou largement déportée au niveau du contrôleur du réseau.
Chaque base peut ainsi, par exemple, si ses moyens de calcul propres le permettent, être configurée pour prendre en charge l'ensemble des calculs des valeurs des différences de temps d'arrivée (TDOA) et transmettre ces valeurs au contrôleur du réseau de façon à ce que celui-ci réalise la localisation proprement dite, en combinant les mesures transmises par différentes stations réceptrices. Alternativement, chaque station réceptrice peut transmettre au superviseur du réseau tout ou partie des signaux reçus et échantillonnés sous forme temporelle ou spectrale. Dans une configuration minimale, chaque station peut se contenter de transmettre au superviseur les trames reçues après les avoir grossièrement datées, cette datation grossière pouvant consister en un numéro d'ordre d'arrivée associé à chaque trame reçue. Le contrôleur du réseau prend alors à sa charge l'ensemble des calculs nécessaires pour réaliser la géolocalisation de l'émetteur client considéré. On peut ainsi tirer profit d'avoir les flux de données de plusieurs bases à disposition sur la même entité de calcul afin de simplifier les calculs d'estimation des temps d'arrivée.
A ce stade, et dans le cas ou plusieurs géodésiques sont reçus pour un même ensemble ou sous ensemble de stations, le contrôleur réseau sélectionne par paire de stations la configuration offrant la meilleure probabilité de précision d'estimation, en analysant les paramètres à sa disposition, nommément la qualité des signaux reçus et la prévision de dilution géométrique de précision. Dans le cas de configurations équivalentes, il peut choisir de réaliser des calculs concurrents afin de converger plus rapidement dans l'estimation de position.
Il est à noter que pour la fonction de géolocalisation dont il a la charge, le procédé selon l'invention peut être associé à des mesures complémentaires de radiogoniométrie, chaque base étant a cet effet équipée de moyens pour effectuer l'estimation de l'angle d'arrivée du signal (AOA). Cette technique complémentaire permet d'affiner la précision de position et de lever les incertitudes connues dans les cas limites de multilatération. II est à noter également que, outre la fonction de géolocalisation dont il a la charge, le procédé selon l'invention peut en outre permettre de réaliser d'autres fonctions annexes.
Ainsi, par exemple, il est possible à partir des informations disponibles de réaliser une estimation précise de la fréquence d'échantillonnage Fsi d'une station réceptrice B,, la fréquence d'échantillonnage réelle Fsi étant alors estimée à l'aide de deux trames géodésiques Gn et Gm provenant d'un même émetteur géodésique G et reçues par la station B, (Gn servant d'origine de temps sur B,). On a alors comme précédemment :
Figure imgf000015_0002
et
Figure imgf000015_0003
Par suite on a également, pour la station réceptrice B, considérée :
Figure imgf000015_0001
Où
Figure imgf000016_0005
représente, de manière connue, l'intervalle entre les émissions des trames n et m par le géodésique G et où
Figure imgf000016_0006
représente, de manière également connue l'écart des temps d'arrivée de ces deux trames, mesuré par la station réceptrice. Fsi peut donc être calculé facilement par la station réceptrice ou le contrôleur réseau. Il en résulte que le plan de fréquence auquel appartient Fsi pour la station de base considérée peut être discipliné, asservi, par l'émetteur géodésique considéré. Il en résulte également que lorsque Fsi est dans le même plan de fréquence que les différentes références de fréquence de la station de base, il est également possible de réaliser une correction de l'ensemble de ces fréquences à partir de la correction de Fsi.
Par ailleurs, en empruntant une autre formulation, il est également possible, l'aide des mêmes mesures, d'évaluer la dérive fréquentielle de la fréquence d'échantillonnage Fsi de la station de base B, En effet dans des conditions radios statiques on a, par principe,
Figure imgf000016_0001
Par suite, si les valeurs MLEi(m) et MLEi(n) mesurées pour les trames m et n sont différentes, on peut en déduire qu'il y a eu une dérive de
Figure imgf000016_0007
l'horloge locale et que cette dérive est égale à:
Figure imgf000016_0002
Il est à noter également que le fait de réaliser une datation différentielle sur la station de base, à partir d'un géodésique dont la fréquence d'émission est dans la bande de fréquence utilisée par le réseau, élimine du même coup, avantageusement, une partie des imprécisions relatives aux temps de propagation dans le matériel. De manière très générale on peut en effet écrire:
Figure imgf000016_0003
Où
Figure imgf000016_0004
représentent respectivement l'instant du top d'émission du signal et l'instant de réception effective de ce signal par la station de base.
Figure imgf000017_0001
représentent quant à eux les temps de propagation du signal à l'intérieur des matériels constituant respectivement l'émetteur considéré et le récepteur de la station de base considérée, et
Figure imgf000017_0009
le temps de propagation du signal dans l'espace entre l'émetteur considéré et la station de base considérée.
Ce qui entraîne aussi bien pour le bloc Gn du géodésique, et le bloc An de l'émetteur a, qu'en considérant deux stations de base B, et Bj on peut écrire:
Figure imgf000017_0002
Autrement dit, en considérant que
Figure imgf000017_0003
représentent respectivement les distances de l'émetteur a et du Géodésique G aux stations de base B, et Bj, on peut écrire:
Figure imgf000017_0004
et
Figure imgf000017_0005
où représente la différence entre le temps de propagation
Figure imgf000017_0006
du signal reçu dans les matériels assurant la réception du signal dans la station Bj et le temps de propagation du signal reçu dans les matériels assurant la réception du signal dans la station Bj.
Par suite, en soustrayant ces deux relations l'une à l'autre, les temps de propagation dans le matériel des stations de base s'éliminent, et il reste:
Figure imgf000017_0007
ou l'on reconnaît la relation [3] suivante :
Figure imgf000017_0008
On peut donc ne pas tenir compte de ces temps de propagation dans la détermination de TDOAij. C'est pourquoi ces termes ne sont pas mentionnés dans les relations listées précédemment et qu'il est notamment possible d'écrire l'égalité [3] dans laquelle les temps de propagation des signaux reçus dans le matériel au niveau des stations de base n'interviennent pas.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de radiocommunication pour former un réseau de communications au service d'émetteurs clients, capable de déterminer la position d'un émetteur client évoluant dans la zone couverte par le réseau, le système comportant une pluralité de stations de base fixes, réceptrices, distantes les unes des autres, agencées de façon à couvrir la zone sur laquelle s'étend le réseau de communication;
caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pluralité d'émetteurs fixes de référence, de positions connues, émettant chacun un signal balise spécifique, le nombre et l'agencement desdits émetteurs de référence étant définis de façon à ce que toute la zone sur laquelle s'étend le réseau de communication soit couverte par le signal balise émis par au moins un émetteur de référence ; ainsi que des moyens pour déterminer, pour chaque base réceptrice, les instants d'arrivée respectifs TOA(An) et TOA(Gn) de trames de rang n portées par le signal émis par un émetteur client a et par celui émis par un émetteur de référence G, ainsi que la différence TOA(An, Gn) entre ces deux instants, de sorte que la position d'un émetteur client a est déterminée par multilatération, à partir de mesures des différences de temps d'arrivée TDOAjj déterminées pour différents couples de bases réceptrices i et j, TDOAij correspondant à la différence entre l'instant d'arrivée d'une trame de rang n émise par l'émetteur client a considéré sur la première base réceptrice i et l'instant d'arrivée de cette même trame n sur la seconde base réceptrice j, cette différence étant calculée, à partir des temps d'arrivée TOAi(An, Gn) et TOAj(An, Gn) déterminés pour les bases i et j pour un même émetteur de référence G, en considérant la relation suivante:
Figure imgf000019_0001
où représente la différence des
Figure imgf000020_0001
temps d'arrivée sur les deux bases réceptrices i et j de la trame de rang n émise par l'émetteur géodésique G considéré.
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les signaux émis par les émetteurs clients et les émetteurs de référence sont des signaux modulés par des trames de données dont la structure est définie de façon à permettre l'estimation du temps d'arrivée du signal considéré sur une station de base réceptrice, avec une précision donnée, au moyen d'un estimateur réalisant une opération de corrélation sur tout ou partie de la trame considérée.
3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les émissions des différents émetteurs de référence sont réalisées successivement conformément à un schéma de multiplexage temporel donné.
4. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les émissions des différents émetteurs de référence sont réalisées simultanément à des fréquences distinctes conformément à un schéma de multiplexage fréquentiel donné.
5. Système de radiocommunication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour chaque base réceptrice i, la détermination de la différence TOAi(An,Gn) est réalisée au niveau de la base par ses moyens de traitement propres.
6. Système de radiocommunication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour chaque base réceptrice i, la détermination de la différence TOAi(An,Gn) est réalisée par le superviseur du réseau, chaque base réceptrice transmettant au superviseur du réseau tout ou partie des trames de données reçues, sous forme temporelle ou sous forme de spectre, après leur avoir associé un numéro d'ordre.
7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque base réceptrice i comporte en outre des moyens pour discipliner le plan de fréquence auquel appartient la fréquence d'échantillonnage Fsi, à partir de la détermination de la variation de fréquence de Fsi, cette variation étant elle-même déterminée à partir de la différence
Figure imgf000021_0001
des temps d'arrivée de deux trames successives p et q du signal balise d'un même émetteur de référence .
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 6, caractérisé en ce que la détermination de la variation de la fréquence Fsi d'échantillonnage des signaux reçus de chaque base réceptrice i, et donc du plan de fréquence associé, est réalisée au niveau du sous-système qui contrôle le réseau formé par l'ensemble des bases réceptrices, cette variation étant déterminée à partir de la différence des temps d'arrivée de deux trames successives p et
Figure imgf000021_0002
q du signal balise d'un même émetteur de référence.
9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque station de base comporte en outre des moyens pour estimer l'angle d'arrivée du signal (AOA), afin d'affiner la précision de position.
PCT/EP2013/052475 2012-02-07 2013-02-07 Procédé de synchronisation de mesures de temps réalisées dans un réseau de radiocommunication aux fins de géolocalisation WO2013117670A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR112014018410-0A BR112014018410B1 (pt) 2012-02-07 2013-02-07 Sistema de comunicação de rádio
US14/375,307 US9341701B2 (en) 2012-02-07 2013-02-07 Method for synchronizing time measurements carried out in a radio communication network for geolocation purposes
IN1439MUN2014 IN2014MN01439A (fr) 2012-02-07 2013-02-07
MX2014009146A MX341097B (es) 2012-02-07 2013-02-07 Metodo para sincronizar mediciones de tiempo efectuadas en una red de comunicacion por radio para propositos de geolocalizacion.
EP13702659.7A EP2812720A1 (fr) 2012-02-07 2013-02-07 Procédé de synchronisation de mesures de temps réalisées dans un réseau de radiocommunication aux fins de géolocalisation
CN201380007147.7A CN104115025B (zh) 2012-02-07 2013-02-07 在用于地理定位目的的无线通信网络中执行的同步时间测量的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1251142 2012-02-07
FR1251142A FR2986680B1 (fr) 2012-02-07 2012-02-07 Procede de synchronisation de mesures de temps realisees dans un reseau de radiocommunication aux fins de geolocalisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013117670A1 true WO2013117670A1 (fr) 2013-08-15

Family

ID=47664308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/052475 WO2013117670A1 (fr) 2012-02-07 2013-02-07 Procédé de synchronisation de mesures de temps réalisées dans un réseau de radiocommunication aux fins de géolocalisation

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9341701B2 (fr)
EP (1) EP2812720A1 (fr)
CN (1) CN104115025B (fr)
BR (1) BR112014018410B1 (fr)
FR (1) FR2986680B1 (fr)
IN (1) IN2014MN01439A (fr)
MX (1) MX341097B (fr)
WO (1) WO2013117670A1 (fr)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9797987B2 (en) * 2012-10-15 2017-10-24 Zeta Associates, Inc. Correcting frequency errors in frequency difference of arrival geolocation systems
EP3171193A1 (fr) * 2015-11-18 2017-05-24 The Swatch Group Research and Development Ltd. Procede de localisation d'une balise
EP3465250A1 (fr) 2016-05-25 2019-04-10 Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung E.V. Conception de forme d'onde pour localiser un système
FR3058531B1 (fr) * 2016-11-08 2019-08-09 Sigfox Procede de transmission d’un signal par un dispositif emetteur vers un satellite non geosynchrone
FR3064074B1 (fr) * 2017-03-15 2019-05-03 Sigfox Procede et systeme de geolocalisation d’un terminal d’un systeme de communication sans fil
FR3074305B1 (fr) * 2017-11-30 2021-02-12 Sigfox Procede et systeme de geolocalisation d’un terminal occupant des positions geographiques particulieres
FR3077141B1 (fr) * 2018-01-22 2020-07-03 Kerlink Procede de geolocalisation d'un dispositif emetteur de signal
EP3668197B1 (fr) 2018-12-12 2021-11-03 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG Procédé et radio pour régler la puissance de transmission d'une transmission radio
CN111157943B (zh) * 2019-12-31 2021-10-08 宁波大学 在异步网络中基于toa的传感器位置误差抑制方法
US11294024B2 (en) * 2020-03-10 2022-04-05 Deeyook Location Technologies Ltd. System, apparatus, and/or method for determining a time of flight for one or more receivers and transmitters
CN113203978B (zh) * 2021-03-20 2024-04-05 西安电子科技大学 一种高精度tdoa定位方法、系统及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148179A (en) * 1991-06-27 1992-09-15 Trimble Navigation Differential position determination using satellites
US20040002347A1 (en) * 2001-10-09 2004-01-01 Hoctor Ralph Thomas Transmitter location for ultra-wideband, transmitted-reference CDMA communication system
US20040178955A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Alberto Menache Radio Frequency Motion Tracking System and Mehod.
EP1703296A2 (fr) * 1999-01-08 2006-09-20 TruePosition, Inc. Calibrage du système de localisation sans fil

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8224349B2 (en) * 2010-02-25 2012-07-17 At&T Mobility Ii Llc Timed fingerprint locating in wireless networks
US8526391B2 (en) * 2010-07-23 2013-09-03 Trueposition, Inc. Network based location of mobile transmitters
US8644181B2 (en) * 2011-08-16 2014-02-04 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Method and apparatus for estimation of channel temporal correlation and MIMO mode selection in LTE system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148179A (en) * 1991-06-27 1992-09-15 Trimble Navigation Differential position determination using satellites
EP1703296A2 (fr) * 1999-01-08 2006-09-20 TruePosition, Inc. Calibrage du système de localisation sans fil
US20040002347A1 (en) * 2001-10-09 2004-01-01 Hoctor Ralph Thomas Transmitter location for ultra-wideband, transmitted-reference CDMA communication system
US20040178955A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Alberto Menache Radio Frequency Motion Tracking System and Mehod.

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014018410B1 (pt) 2022-06-14
BR112014018410A2 (pt) 2017-06-20
US20140378161A1 (en) 2014-12-25
US9341701B2 (en) 2016-05-17
IN2014MN01439A (fr) 2015-04-03
BR112014018410A8 (pt) 2021-06-15
CN104115025B (zh) 2017-03-08
EP2812720A1 (fr) 2014-12-17
MX2014009146A (es) 2015-03-06
FR2986680A1 (fr) 2013-08-09
CN104115025A (zh) 2014-10-22
FR2986680B1 (fr) 2014-04-25
MX341097B (es) 2016-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013117670A1 (fr) Procédé de synchronisation de mesures de temps réalisées dans un réseau de radiocommunication aux fins de géolocalisation
US8432850B2 (en) Method of synchronising nodes of a network, and system and device therefor
JP5389039B2 (ja) 正確な時間および周波数をネットワークにわたって分配するためのシステムおよび方法
US20110285585A1 (en) Position Location Using Opportunistic Analog and Digital Radio-Frequency Signals
EP2699934B1 (fr) Procédé et système pour déterminer des changements temporels dans la retransmission et la propagation de signaux utilisés pour mesurer des distances, synchroniser des actionneurs et géopositionner des applications
WO2015101674A1 (fr) Systeme et procede de localisation d'un objet
Yan et al. Asynchronous differential TDOA for non-GPS navigation using signals of opportunity
KR100963650B1 (ko) 무선 시각 동기 시스템 및 무선 시각 동기 방법
EP3207400A1 (fr) Procédé pour la géolocalisation d'unités mobiles évoluant au sein d'une structure fermée
EP1907875B1 (fr) Procede, dispositif et systeme de positionnement par relais pulse multi synchrone multi-source
KR100954170B1 (ko) 다중 ｒｆ 수신장치 및 이를 이용한 위치 측정 방법
KR101274629B1 (ko) 하드웨어 바이어스 계산 시스템 및 방법
FR3040792A1 (fr) Charge utile d'un satellite de mesure d'un systeme de localisation et procede de localisation
US11438865B1 (en) Systems and methods for location determination of base station facilities and mobile user equipment (UE) devices in a wireless communication network
EP1907876B1 (fr) Equipement mobile, procede et systeme de positionnement d'un equipement mobile
WO2014063584A1 (fr) Méthode et dispositif de transmission de paramètres de correction de retard ionosphérique et satellite de navigation
US20220381874A1 (en) Wireless mapping in real-time using correlative passive receiver
WO2017081417A1 (fr) Procédé et système de geolocalisation d'une balise par horodatage
RU2381538C1 (ru) Способ распределения сигналов точного единого времени (тев) по телекоммуникационной сети и система распределения сигналов точного единого времени
Tiberius et al. Decimeter Positioning in an Urban Environment Through a Scalable Optical-Wireless Network
KR101014801B1 (ko) 다중 디지털 무선 주파수 수신기를 이용한 실시간 위치추적 장치
Lu et al. Analysis of system time performance in BeiDou satellite navigation system
Avinari Clock Modeling and Synchronization for Radio Time-of-Arrival Localization Systems
EP3910363A1 (fr) Méthodes de localisation d'un objet connecté par différences de phase d'arrivée dans un réseau lpwa
JP2024520016A (ja) 相関受動受信機を使用したリアルタイムの無線マッピング

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13702659

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2014/009146

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013702659

Country of ref document: EP

Ref document number: 14375307

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112014018410

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112014018410

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20140725