WO2016184806A1 - Radio frequency signal transmission in a real-time locating system - Google Patents

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WO2016184806A1
WO2016184806A1 PCT/EP2016/060843 EP2016060843W WO2016184806A1 WO 2016184806 A1 WO2016184806 A1 WO 2016184806A1 EP 2016060843 W EP2016060843 W EP 2016060843W WO 2016184806 A1 WO2016184806 A1 WO 2016184806A1
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WO
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symbol
beacon
synchronization
location
bandwidth
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/060843
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French (fr)
Inventor
Alexis Bisiaux
Arnaud RIGOLLE
Original Assignee
Geops Systems
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-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
    • G01S5/0205Details
    • G01S5/0226Transmitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
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    • G01S5/02Position-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
    • G01S5/06Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits

Definitions

  • the present invention relates to Real-Time Locating Systems (RTLS), used to automatically determine respective positions of objects or people in real time, within an operating perimeter of said system.
  • RTLS Real-Time Locating Systems
  • wireless tags also called tags
  • RF radio frequency
  • RTLS real-time location systems find practical applications in various fields, such as logistics (eg location of pallets of goods in a warehouse), industry (eg tracking of parts along a line of goods). assembly), or hospitals (eg follow-up of specific equipment, follow-up of the nursing staff or certain patients).
  • logistics eg location of pallets of goods in a warehouse
  • industry eg tracking of parts along a line of goods. assembly
  • hospitals eg follow-up of specific equipment, follow-up of the nursing staff or certain patients.
  • the radio power collected by a receiver located at a distance R of a transmitter is inversely proportional to the term (fo-Kf, where f is the carrier frequency of the RF signal and has a degree of loss of propagation, the value of which is, depending on the environment, between 2 (free space) and 4 typically, therefore, for a fixed distance R, the power of the received signal decreases with the carrier frequency fo. all the more favorable as the carrier frequency f is low, it is then less expensive (in terms of power consumed) to establish a radio link with a fixed range R in a relatively low frequency band.
  • the location accuracy is directly related to the bandwidth BW ("bandwidth") of the RF signal, ie the difference between the high and low frequencies of the spectrum of the RF signal.
  • An accuracy of the order of one meter requires, without post-processing, to have a baseband signal sampled with a period of 3.33 ns (duration put by the RF signal to propagate on 1 meter at the speed of the light, ie 3 e 8 m / s), ie a sampling frequency of 300 MHz, and a bandwidth of the same order.
  • the total available and allocable width (in accordance with the regulations, which may differ in each country) on a given frequency band is generally greater when said band is high in frequency.
  • RTLS real-time location systems aiming for a relatively fine precision (of the order of one meter or less) therefore use, for the most part, fairly high frequency bands, typically greater than 1 GHz.
  • the propagation losses, depending on the minimum square (case of the free space where a 2) of the frequency, and the location accuracy depending on the occupied bandwidth, show that the choice of the frequency band to be used for the implementation of an RTLS real-time location system responds to a compromise between the range of said system and location accuracy, for a given transmission power.
  • RTLS real-time location systems low-bandwidth systems, commonly known as narrow-band systems, and high-bandwidth systems, commonly known as wideband systems.
  • the narrow-band systems have interesting properties in terms of simplicity, consumption, and range of communication, but with limitations in terms of location accuracy. Indeed, the band-narrow character of the RF signal used induces time spreading and, after propagation through a multi-path propagation channel, a superposition of multiple replicas delayed and out of phase at the bases. These phenomena favor errors in estimating the position of the beacon. Broadband systems achieve a finer location accuracy (thanks to better temporal resolution), but at a reduced range because they work in higher frequency bands where propagation losses degrade the link budget. In addition, the use of a broadband RF signal induces greater complexity at the receiver (faster sampling), and therefore increased energy consumption.
  • the invention relates to a beacon intended to be used in a real-time location system comprising a plurality of bases adapted to determine arrival times of a radio frequency signal transmitted by said beacon, and a central computer adapted to locate said beacon from said arrival times.
  • Said beacon is adapted to generate said radio frequency signal by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, consisting of a plurality M successive identical blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency Fc 2 over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said symbols of synchronization being representative of a first information of N b i 2 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third amount of chips P3 clocked at a third chip frequency 3 ⁇ 4 over a third bandwidth wider than the second bandwidth, and consisting of a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of a
  • said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: for each synchronization symbol k, a first sign bit bs 2, k weights said second quantity of chips P 2 clocked at one second snap frequency FC 2 by the same binary value.
  • said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: a first scrambling code S own audit real-time location system is superimposed on all said first code word Hj.
  • a first scrambling code S own audit real-time location system is superimposed on all said first code word Hj.
  • said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: a first secondary scrambling code specific to a subfamily of beacons to which said beacon belongs is superimposed on the first scrambling code S, for each synchronization symbol k, said subfamily being uniquely defined, and for each synchronization symbol of said radio frequency signal, by all the beacons of said real-time location system having the same identifier bits as those previously transmitted through the previous synchronization symbol (s) within said radio frequency signal.
  • a first secondary scrambling code specific to a subfamily of beacons to which said beacon belongs is superimposed on the first scrambling code S, for each synchronization symbol k, said subfamily being uniquely defined, and for each synchronization symbol of said radio frequency signal, by all the beacons of said real-time location system having the same identifier bits as those previously transmitted through the previous synchronization symbol (s) within said radio frequency signal.
  • said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: for each location symbol k ', a second sign bit bs 3 , k weight said third quantity of chips P3 clocked at the third chip frequency 3 ⁇ 4 by the same binary value.
  • said amount of information transmissible via the location symbol (s) can be increased, as can the total number of the third G code words, can be reduced to decrease the processing complexity of the bases.
  • a second scrambling code S 'specific to said real-time location system is superimposed on any said second code word G j .
  • said systems are hermetic to each other vis-à-vis the location symbols.
  • a second secondary scrambling code S'2, k 'specific to a subfamily of beacons to which said beacon belongs is superimposed on the scrambling code S', for each location symbol k ', said subfamily being uniquely defined for each location symbol of said radio frequency signal by all the beacons of said real-time location system having the same identifier bits as those previously mentioned transmitted through the previous location symbol (s) within said radio frequency signal.
  • said beacon is, between two alarms of said beacon for generating said radio frequency signal, in standby mode.
  • the energy consumption reduction of said beacon is further increased.
  • said beacon comprises one or more sensors and said first and second information contain, in addition to the identifier of said beacon, additional information representative of measurements made by said sensor (s) (s).
  • the radio frequency signal used to locate said beacon can also carry sporadic information measurements made by the (s) said (s) sensor (s), which avoids messages and additional signaling (thus reducing the energy consumption of the beacon and bases to process this measurement information).
  • the invention in another aspect, relates to a base for use in a real-time location system comprising a plurality of such bases adapted to determine arrival times of the radio frequency signals transmitted by beacons, as well as central computer adapted to locate said beacons from said arrival times.
  • Said base is adapted to receive said radiofrequency signals respectively by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, consisting of a plurality M successive identical blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency 3 ⁇ 4 over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of N3 ⁇ 42 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third amount of chip P3 clocked at a third chip frequency 3 ⁇ 4 on a third bandwidth at less than as wide as the second bandwidth, and consisting of a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of
  • said base is adapted to: perform a block synchronization on reception of said preamble symbol; perform a symbol synchronization from the block synchronization; recovering the identifier of the transmitting beacon of the radio frequency signal from the synchronization symbol or symbols and the location symbol or symbols, according to the symbol synchronization; and determining the arrival time of said radio frequency signal in a time window defined according to the symbol synchronization.
  • the invention relates to a real-time location system comprising a plurality of bases as mentioned above which are adapted to determine arrival times of radio frequency signals transmitted by beacons as previously presented, as well as a central computer adapted to locate each beacon from said arrival times.
  • the invention relates to a first method implemented by a beacon in a real-time location system comprising a plurality of bases determining arrival times of a radio frequency signal transmitted by said beacon, as well as a central computer locating said beacon from said arrival times.
  • the first method is such that said beacon generates said radiofrequency signal by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, consisting of a plurality of identical M successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency 3 ⁇ 4 over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of Nbi2 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third quantity of P3 chips clocked at a third chip frequency 3 ⁇ 4 on a third bandwidth at least as wide as the second bandwidth, and consisting of a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative
  • the invention relates to a second method implemented by a base used in a real-time location system comprising a plurality of such bases determining arrival times of radio frequency signals transmitted by beacons, and a central calculator locating said beacons from said arrival times.
  • the second method is such that said base receives said radio frequency signals respectively by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, constituted a plurality of identical successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence codeword; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency 3 ⁇ 4 over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of N3 ⁇ 42 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third amount of chips P3 clocked at a third chip frequency 3 ⁇ 4 over a third bandwidth at least as wide as the second bandwidth, and being constituted a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of
  • the second method is such that said base performs the following steps: performing a block synchronization on receipt of said preamble symbol; perform a symbol synchronization from the block synchronization; recovering the identifier of the beacon transmitting the radio frequency signal from the synchronization symbol (s) and the symbol (s) location, according to the symbol synchronization; and determining the arrival time of said radio frequency signal in a time window defined according to the symbol synchronization.
  • the invention relates to a method implemented by a real-time location system comprising a plurality of bases implementing the second method previously presented and which determine arrival times of radio frequency signals transmitted by beacons implementing the first method previously presented, as well as a central computer locating each beacon from said arrival times.
  • FIG. 1 schematically illustrates an RTLS real-time location system in which the invention can be implemented
  • FIG. 2 schematically illustrates an exemplary architecture of a beacon RTLS real-time location system
  • FIG. 3 schematically illustrates an exemplary architecture of a base RTLS real-time location system
  • FIG. 4 schematically illustrates a multi-rate filtering and baseband processing arrangement, within the architecture example of FIG. 3;
  • FIG. 5 schematically illustrates another multi-rate filtering and baseband processing arrangement, within the architecture example of FIG. 3;
  • FIG. 6 schematically illustrates a signal transmission algorithm
  • FIG. 7 schematically illustrates an RF signal transmitted by implementation of the algorithm of FIG. 6;
  • FIG. 8 schematically illustrates an RF signal reception algorithm implemented by each base of the real-time RTLS location system
  • FIG. 9A schematically illustrates the real-time location system RTLS, in a configuration in which a beacon is located closer to a first base than a second base; and FIG. 9B schematically illustrates block synchronization detection times and symbol timing detection times in the context of the configuration shown in FIG. 9A.
  • Fig. 1 schematically illustrates a real-time location system RTLS 100 in which the invention can be implemented.
  • the real-time location system RTLS 100 comprises at least three bases 120, 121, 122 to locate beacons within a predefined perimeter.
  • the positions of the bases 120, 121, 122 are fixed and known from a central computer 130.
  • the bases 120, 121, 122 are connected to the central computer 130 by means of permanent links or wireless wire. Through these permanent links, the bases 120, 121, 122 can transmit to the central computer 130 information relating to RF signals picked up by the bases 120, 121, 122 and can benefit from a common reference clock.
  • At least one beacon 110 is present in said predefined perimeter and transmits RF signals, as described below in relation to FIGS. 6 and 7.
  • each RF signal to be received by at least three (or four) beacons to enable real-time location of the beacon in a plane. (respectively in three-dimensional space).
  • Each RF signal transmitted by the beacon 110 undergoes different propagation latencies to reach said bases.
  • a first version 150 of the RF signal is received by the base 120 with a propagation latency Ll depending on the distance separating the base 120 from said beacon 110 at the time when said RF signal is transmitted by the beacon 110;
  • a second version 151 of the RF signal is received by the base 121 with a propagation delay L2 depending on the distance separating the base 121 from said beacon 110 at the moment when said RF signal is transmitted by the beacon 110;
  • a third version 152 of the RF signal is received by the base 122 with a propagation delay L3 dependent on the distance separating the base 122 from said beacon 110 at the moment when said RF signal is transmitted by the beacon 110.
  • the base concerned transfers to the central computer 130 at least the following data:
  • each beacon being distinguished by an identifier of its own, contained in each RF signal transmitted by said beacon, and decoded on reception by each base receiving said RF signal.
  • the central computer 130 is in charge of centralizing this information from the different bases of the real-time location system RTLS 100, and from deducing the precise position of the identifier tag 'z' by means of a location algorithm ( triangulation, multilateration) using as input variables the differences in TDOA arrival times ("Time Difference Of Arrival") of said RF signal at the different bases having received said RF signal.
  • a location algorithm triangulation, multilateration
  • Fig. 2 schematically illustrates an exemplary architecture of the beacon 1 10, applicable to any other beacon RTLS 100 real-time localization system.
  • no beacon RTLS 100 real-time localization system is adapted to receive RF signals (no return path from the bases to the beacons); the beacons are then adapted only to transmit RF signals, as detailed below in relation to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 2 is therefore concerned with presenting a chain of transmission of such RF signals.
  • the beacon 1 10 comprises a baseband digital processing module 201 which generates a digital signal of complex samples (I + j * Q) thus having a real component (I) and an imaginary component (Q), in the framework of a four-state phase shift digital modulation of QPSK ("Quaternary Phase-Shift Keying") type.
  • the digital signal of complex samples (I + j * Q) to be transmitted on each wakeup of the beacon 1 10 is read by the digital baseband processing module 201 from a non-volatile memory where the samples were previously saved, or preferentially generated over the water by a shift register (thus avoiding memory overhead).
  • This approach makes it possible to reduce digital processing done in baseband.
  • the samples of this digital signal are generated with a sampling frequency at least equal to twice the maximum frequency present in this digital signal.
  • the complex digital signal (J + j * Q) from the digital baseband processing module 201 is then processed by a rate change module 202 made up of interpolator and / or decimator filters, so as to adapt the rate of change. sampling according to the RF signal transmission needs by the beacon
  • the complex digital signal (I + j * Q) from the rate change module 202 is then converted to a complex analog signal (I a + j * Q a ) using a pair of analog converters.
  • digital-to-analog converter DAC Digital-to-Analog Converter" in English
  • the analog signal (I a ) from the analog digital converter DAC 203 is then filtered by an analog low-pass filter 205.
  • the signal analog (Q a ) derived from the digital analog converter DAC 204 is then filtered by an analog low-pass filter 206.
  • a mixer 207 recovers the analog signal filtered by the analog low-pass filter 205 to modulate a carrier frequency fo provided by an oscillator 209.
  • a mixer 208 recovers the analog signal filtered by the analog low-pass filter 206 to modulate the carrier frequency fo provided by the local oscillator 209.
  • the mixers 207, 208 are used in phase quadrature thanks to a module 210 of FIG. Depha wise at 90 °.
  • the signals from the mixers 207, 208 are then summed by an adder module 21 1 in order to create an RF signal on the carrier.
  • the carrier-generated RF signal thus generated is then amplified in power by an amplifier 212 and then filtered by a bandpass filter 213 in order to avoid spectral leakage on frequency bands adjacent to the band. frequency on which the RF signal is expected.
  • the carrier-borne RF signal at the output of the band-pass filter 213 is then transmitted to an antenna 214, in order to be broadcast within the RTLS 100 real-time localization system.
  • Fig. 3 schematically illustrates an exemplary architecture of the base 120, applicable to any other base RTLS 100 real-time localization system.
  • no beacon of RTLS 100 real-time localization system is adapted. to receive RF signals (no return path from the bases to the beacons); the bases are then only adapted to receive RF signals, as detailed below in connection with FIG. 8.
  • FIG. 3 is therefore concerned with presenting a reception chain of such RF signals.
  • the base 120 comprises an antenna 301 via which the base 120 receives RF signals transmitted by beacons of the real-time location system RTLS 100, such as the beacon 1 10.
  • the RF signal on the carrier frequency fo is amplified by a low noise amplifier LNA ("Low Noise Amplifier" in English) 302, then filtered by a band-pass filter 303.
  • LNA Low Noise Amplifier
  • the RF signal thus filtered is then brought back directly (ie in direct conversion) to a band basic thanks to two mixers 304, 305 used in quadrature phase thanks to a module 307 phase shift at 90 °.
  • the two mixers 304, 305 are powered by a frequency generator 306 oscillating at a frequency equal to the carrier frequency f.
  • the two mixers 304, 305 thus bring the RF signal from the carrier frequency fo to the zero frequency (baseband frequency translation).
  • the real (I) and imaginary (0) components of the base band analog complex signal (I + j * Q) are then filtered by respective low-pass filters 308, 309 and amplified by VGA variable gain amplifiers.
  • VGA variable gain amplifiers
  • VGA Variable Gain Amplifier
  • ADC Analog-to-Digital Converter
  • a multi-filter module The timing 314, as further detailed in relation to Figs 4 and 5, performs filtering and sampling rate conversion on the output signals of the ADC ADCs 312, 313.
  • the multichannel filtering module Rhythm 314 then delivers complex samples (/ + / * 0 in baseband clocked at the rate required by the Nyquist-Shannon sampling theorem, thus allowing the same baseband digital processing module 315 to conduct (potentially in parallel) digital processing on narrow-band RF and RF broadband signals.
  • Fig. 4 schematically illustrates an arrangement of the multi-rate filtering module 314 and the baseband digital processing module 315 within the base 120, applicable to any other base of the real-time location system RTLS 100.
  • the multi-rhythm filtering module 314 comprises a cascade of three stages of change of rhythm 401, 402, 403 successive, each of said stages being composed of interpolator filters and / or decimators.
  • the rate-change stage 401 receives, as input, the samples coming from the analog-digital converter ADC 312 or 313, that is to say for one of the components (real (I) or imaginary (0) of the complex samples ( I + j * Q) in baseband
  • the output of stage 401 is connected to the input of the rate change stage 402 and the output of stage 402 is connected to the input of the stage.
  • the output of the rate change stage 403 is connected to a preamble symbol processing module 41 1, which is included in the baseband digital processing module 315.
  • the output of the rate change stage 402 is further connected to a synchronization symbol processing module 412, which is also included in the baseband digital processing module 315.
  • the output of the rate change stage 401 is further connected to a location symbol processing module 413, which is also included in the baseband digital processing module 315.
  • Fig. 4 is limited to an arrangement adapted to process samples of a single component (real (I) or imaginary (0) of the complex signal (J + j * Q) in baseband, for the sake of simplicity of FIG.
  • a similar arrangement connecting a cascade of three rate change stages (respectively connected to the preamble symbol processing module 411, the synchronization symbol processing module 412 and the location symbol processing module 413) is also implemented. for the other component of the complex signal (J + j * Q) in baseband.
  • this simple arrangement includes, at the rate change level, only decimation stages. This arrangement therefore works only if one goes from one stage to another by decimation of an integer factor, that is to say if sampling frequencies respectively corresponding to the decimation operations carried out by the stages of change of pace 401, 402, 403 are chosen multiple between them.
  • the preamble symbol processing module 411 is permanently active. When the preamble symbol processing module 411 recognizes an expected preamble symbol in a received RF signal, the preamble symbol processing module 411 activates the synchronization symbol processing module 412. Similarly, when the processing module of synchronization symbols 412 recognizes one or more synchronization symbols in the received RF signal, the processing module of Synchronization symbols 412 activate the location symbol processing module 413. The synchronization symbol processing module 412 and the location symbol processing module 413 enter a power saving mode when their respective processes are completed. .
  • Fig. 5 schematically illustrates another example of arrangement of the multi-rate filtering module 314 and the digital baseband processing module 315, that is to say of the part of the reception chain of the base 120 which corresponds to to digital treatments.
  • the base 120 then comprises, connected by a communication bus 520: a processor or CPU ("Central Processing Unit” in English) 510; a Random Access Memory (RAM) 511; a ROM (Read Only Memory) 512; a storage unit or a storage medium reader, such as a Secure Digital (SD) card reader 513; an interface 514 enabling the base 120 to receive RF signals from beacons present in the RTLS real-time localization system 100, to apply filtering on these RF signals and to carry out sampling.
  • the interface 514 then corresponds to the analog part of the reception channel of the base 120 (going from the antenna 301 to the analog-digital converters ADC 312, 313).
  • the base 120 further comprises an interface (not shown) for communication with the central computer 130.
  • the processor 510 is capable of executing instructions loaded into the RAM 511 from the ROM 512, an external memory (not shown), a storage medium (such as an SD card), or a communication network. When the base 120 is turned on, the processor 510 is able to read instructions from RAM 511 and execute them. These instructions form a computer program causing the processor 510 to implement all or part of the multi-rate filtering and the digital baseband processing.
  • All or part of the multi-rate filtering and the digital baseband processing can thus be implemented in software form by executing a set of instructions by a programmable machine, for example a DSP ("Digital Signal Processor"). or a microcontroller, or be implemented in hardware form by a machine or a dedicated component, for example an FPGA ("Field- Programmable Gâte Array ”) or an ASIC (" Application-Specif ⁇ c Integrated Circuit ").
  • a programmable machine for example a DSP ("Digital Signal Processor"
  • a microcontroller or be implemented in hardware form by a machine or a dedicated component, for example an FPGA ("Field- Programmable Gâte Array ”) or an ASIC (" Application-Specif ⁇ c Integrated Circuit ").
  • Fig. 6 schematically illustrates an RF signal transmission algorithm implemented by each beacon of the RTLS 100 real-time location system. Let us consider, illustratively, that the algorithm of FIG. 6 is implemented by the tag 110.
  • the beacon 110 wakes up. Indeed, preferably, so as to reduce the energy consumption of the beacon 110 relative to a constant supply of said beacon 110, the beacon 110 wakes sporadically to allow the transmission of an RF signal intended to allow the central computer 130 to obtain an estimate of the geographical position of the beacon 110, and is standby ("stand-by" in English) the rest of the time. As a result, the transmission of RF signals by the beacon 110 is done asynchronously at times unknown bases. In practice, the beacon 110 wakes up at pseudo-random times separated from each other, on average, by a period defined according to the desired location refresh rate, for example a second.
  • the beacon 110 comprises a set (minimized) of continuously powered electronic components, causing the other electronic components of the beacon 110 to switch to the nominal operating mode when the beacon 110 is to be woken up and in the mode of operation. energy saving said other electronic components when the beacon 110 is to be put on standby.
  • the awakening instants of the beacon 110 are defined by activating a predefined duration time delay when the other electronic components are put in the energy saving mode. It may be noted that, since the awakening instants of the beacon 110 are a priori unknown to the bases, said bases must be permanently capable of receiving any RF signals coming from the beacon 110 (or any other beacon of the beacon system). real-time location RTLS 100).
  • the beacon 110 transmits a preamble symbol.
  • the preamble symbol consists of a plurality of identical M successive blocks.
  • the preamble symbol is based on the repetition of a binary sequence (with values in ⁇ 1) pseudo-random, here called code C, and which is generally found under the name "PN code” (for " Nickname Noise code ").
  • code C is preferably a sequence with a maximum length, called m-sequence.
  • Code C is of length N elements, also called "chips"("chips") in English).
  • a snippet refers to a rectangular pulse of a code, as commonly accepted in code division multiple access (CDMA) systems.
  • a block is then defined as an occurrence of this code C.
  • the C code takes the form of an m-sequence
  • the C code is very easily generated by means of a shift register - composed of an integer number of bits at least equal to [log 2 (N)] where M represents the rounding of the value x to the higher integer - and has very good autocorrelation properties, making its detection (receiving side) inexpensive by means of a relatively short correlator.
  • the preamble symbol makes it possible to recover the block synchronization on reception, ie to determine at which instant a block actually begins in the flow of the received samples.
  • the output of a block correlator searching for the code C ideally shows M correlation peaks, then indicating in reception the timing of the blocks and the start time of each of them in the flow of the received samples. Because of the remoteness and fluctuations of the transmission conditions between the beacon 110 and the base 120, a coherent integration of M successive blocks (ie the complete preamble symbol) is necessary to bring out at least one level correlation peak. ambient noise.
  • Coherent integration is understood to mean a summation carried out on measurements or observations of the RF signal during a duration T during which phase changes of the RF signal are, cumulatively, less than a predefined threshold value ⁇ ⁇ .
  • the preamble symbol generated at a chip frequency ("chip frequency" in English), is transmitted by the beacon 110 with a bandwidth BWi.
  • the bandwidth BW and fcb frequency variables are linked through a roll-off factor ⁇ in the following manner:
  • the drop coefficient ⁇ is a constant, typically between 0 and 1, giving a measurement of an excess of bandwidth of said transmission filter considered, ie the occupied bandwidth beyond the minimum bandwidth (called Nyquist bandwidth) equal to Fc: a value of the fallout coefficient ⁇ close to "0" makes it possible to reduce the spectral occupancy of the transmitted RF signal (by approaching the bandwidth of Nyquist, at the cost of a long impulse response of the filter), whereas the transmitted RF signal has a spectrum less frequency-concentrated if the value of the coefficient of fall-out ⁇ approaches "1", but with the advantage of a short impulse response.
  • the minimum value of integration time symbol T sym b (for example 5ms) is valid regardless of the value of the BW bandwidth considered: in fact, doubling the value of the chip frequency Fc induces a doubling of the processing gain Gp (the number of chips doubling for the same duration of time). integration). At the same time, the occupied bandwidth BW is also doubled, since the fallout coefficient ⁇ is constant.
  • the order n of the code C is one of the sizing variables of the RTLS real-time localization system 100, and corresponds to a compromise between different criteria relating in particular to the spectral properties of the RF signals transmitted by the beacons, to the detection performances, and the computation complexity required in reception.
  • the preamble symbol being periodic, its spectrum is discrete (non-continuous) and composed of N spectral lines: the larger N is, the greater the number of lines is important, each line then being all the less powerful;
  • the length of the code C can be chosen to tolerate a minimum of 10 km range.
  • the conversion of this range to support in a time expressed in chips at the chip frequency Fci is therefore a function of the chip frequency Fci chosen for the preamble symbol;
  • the dynamic range of the power of the estimated impulse response after block-correlation is equal to N 2 , which is the square of the length N of the code C.
  • N 2 is the square of the length N of the code C.
  • the quantity M of repeated blocks is derived from the expected processing gain Gp in order to reach the range targeted by the real-time location system RTLS 100. Moreover, in a preferred embodiment, M has a value equal to a power of two to facilitate the implementation.
  • M is the minimum integer number of repeated blocks required, preferably in the form of a power of two, so that the duration T symb i of the preamble symbol is greater than or equal to the duration T symb .
  • an optional improvement consists in extending the transmission duration by adding a certain number M 'of blocks.
  • the recommended preamble extension values are for example equal to 1/16, 1/8, 1/4 or 1/2 of the value of M.
  • the preamble symbol transmitted in step 601 is exactly the same regardless of the sending beacon: the preamble symbol therefore does not contain any identifier bits specific to the beacon. transmitter, but only a hung sequence known bases, allowing them to detect the presence of an RF signal to allow the central computer 130 to determine the location of said transmitter beacon in the operating perimeter of the time-tracking system.
  • real RTLS 100 In the case of deploying several real-time RTLS location systems in contiguous or overlapping geographical areas, it is advantageous to seek to minimize interference between these systems.
  • a second improvement consists in using, for RTLS Sy A and Sys real-time localization systems, discrete block lengths. The cross-correlation between the m-sequences of real-time RTLS Sy A and Sys localization systems is then reduced.
  • the transmission of the complete identifier of the beacon (on NID bits) is performed during steps 602 and 603 described below.
  • NID bits (carrying the identifier of the beacon) to be transmitted to each RF signal intended to allow the central computer 130 to determine the location of the beacon 1 10 in the operating perimeter of the real-time location system RTLS 100
  • a number of bits N3 ⁇ 42 NNro are to be transmitted during the step 602 described below, through N sym b2 synchronization symbols ⁇ N sym b2 ⁇ 1), after transmission of the preamble symbol in step 601.
  • the distribution of these N ID bits between the steps 602 and 603 described hereinafter is a compromise of complexity at the base level between the processing costs of the synchronization symbols and the location symbols.
  • the beacon 110 transmits at least one synchronization symbol.
  • Each synchronization symbol of length P 2 chips clocked at the chip frequency 3 ⁇ 4, is transmitted by the beacon 110 using a bandwidth BW2 (Fc2 ⁇ BW2 ⁇ 2 * Fc2) dependent on the waveform of the transmitted RF signal. , set by the drop coefficient ⁇ of the analog low pass filters 205 and 206.
  • the decimation factor 3 ⁇ 4 is chosen to be a power of "2", so as to be advantageously implemented in the form of a cascade of half-band filters ("Half-Band Filter”). ).
  • the chip frequency c 2 is set at 1.625 Mcps (of the same value as the chip frequency Fci), hence a coefficient of fallout ⁇ equal to 53.85% for the analog low-pass filters 205 and 206.
  • a number P2 T sy mb2 * FC2, at least equal to 8,125 chips clocked at the chip frequency c 2 is then necessary to constitute each synchronization symbol, unit duration T symb2 then equal to 5.0 ms.
  • This makes it possible to transmit one information bit per index synchronization symbol 2 ⁇ k ⁇ N sym b2 (except for the first in sequence, of index k 1), which is easily decoded in reception by comparison of the phase of the result of a symbol correlation with the phase of the preceding synchronization symbol, of index k - 1.
  • the preamble symbol can advantageously be used as a phase reference for the first synchronization symbol in sequence: it is then possible to transmit a sign bit from the first synchronization symbol.
  • Nb S 2 N sym b 2 information bits are available through the sign bits, at least one is then available because the number N sym b 2 of symbols
  • ⁇ 2 ⁇ NW2 - N3 ⁇ 4 identifier bits through the N sym b2 * P2 clocked chips at the FC2 chip frequency composing the N sym b2 synchronization symbols.
  • These N3 ⁇ 42 - bits are preferentially distributed equitably between the N sym2 and b2 synchronization symbols.
  • step 602 the total capacity of the N sym b2 synchronization symbols (in number of bits transmitted at each transmission of an RF signal) in step 602 is finally equal to:
  • N bS 2 + N bi2 ' N bs2 + N symb2 * ⁇ N bi2
  • This total capacity of the N sym b2 synchronization symbols is necessarily greater than or equal to the number Nb % 2 of identifier bits to be transmitted at step 602.
  • the beacon 110 is for example equipped with at least one sensor and that said total capacity of the N sym b2 sync symbols is greater than the number Nbi2 of identifier bits to be transmitted in step 602, this allows the beacon 110 to transmit to the central computer 130, via the bases of the real-time location system RTLS 100, additional information representative of measurements made by the (s) said sensor (s).
  • the total capacity of the N sym b2 synchronization symbols is equal to the number of identifier bits Nb % 2 to be transmitted, which therefore does not make it possible, in this example, to transmit additional information to the step 602.
  • different codewords Hj are distributed in the code space so as to maximize their distances two by two, and thus improve their error correcting power.
  • the size (?) Of the code words H t is generally very large compared to the length of the information to be transmitted ⁇ 2), which allows a very important coding redundancy, and therefore a high power error corrector, even in very noisy conditions.
  • An improvement consists in superimposing, for each code word H transmitted by synchronization symbol, a scrambling code S.
  • This scrambling code S is specific to the real-time location system RTLS 100, and all beacons of the time localization system.
  • Real-time RTLS 100 scramble their synchronization symbols using the same scrambling code S, which is then predefined and known from the bases of the real-time location system RTLS 100.
  • the scrambling code S differs from one real-time RTLS location system to another, which allows each base to distinguish the RF signals transmitted by a beacon of the real-time RTLS location system to which said signal base belongs RF transmitted by a beacon of another RTLS real-time localization system, thanks to a quasi-zero intercorrelation property between the two scrambling codes.
  • the scrambling code S may be a PN type code, such as for example a combination of m-sequences, or a Gold code, or a Kasami code, for their good cross-correlation properties and the relative simplicity of generation.
  • each synchronization symbol transmitted, along P2 bits clocked at the chip frequency FC2 has the good autocorrelation and cross correlation properties previously mentioned.
  • a further improvement consists in superimposing on the scrambling code S, for each synchronization symbol k, a secondary scrambling code specific to a subfamily of beacons to which the beacon 110 belongs, said subfamily being defined, unambiguously, and for each synchronization symbol k, by the set of tags having the same identifier bits as those previously transmitted through the previous (kl) synchronization symbols within the same RF signal.
  • Each synchronization symbol, along with ? chips at the chip frequency 3 ⁇ 4 then has the good properties of autocorrelation and cross correlation previously mentioned.
  • the beacon 1 10 transmits at least one location symbol. If there remain identifier bits to be transmitted (ie if the complete identifier of the tag 1 10 has not been transmitted within the synchronization symbol or symbols), the tag 1 10 transmits the remainder (NM3> 0 ) identification bits through N sym b3 locating symbols (N sym b3 ⁇ 1) successive. Each location symbol, length P 3 chips clocked at the chip frequency ⁇ 3 ⁇ 4 is transmitted by the beacon 1 10 using a bandwidth BW 3 (FC3 ⁇ BW 3 ⁇ 2 * i3 ⁇ 4) depending on the waveform of the transmitted RF signal regulated by the drop coefficient ⁇ of the analog low-pass filters 205 and 206.
  • a bandwidth BW 3 FC3 ⁇ BW 3 ⁇ 2 * i3 ⁇ 4
  • synchronization symbol (s) transmitted in step 602 so as to operate in broadband and thus obtain a better temporal resolution, which subsequently allows the central computer 130 to refine the location of the beacon 1 10.
  • each location symbol then has a unit duration T sym b3 equal to 5.0 ms, ie of the same numerical value as T sym b2-
  • T sym b3 5.0 ms, ie of the same numerical value as T sym b2-
  • k weights all the chips (clocked at the frequency fragment Fci) of said k th location symbol by the same binary value ( ⁇ 1).
  • These ⁇ / bits are preferentially distributed equitably, between the N sym b3 locating symbols.
  • N bS 3 + N bi3 ' N bs3 + N symb3 * ⁇ N b, i3
  • This total capacity of the N sym b3 locating symbols is necessarily greater than or equal to the number N b% 3 of identifier bits to be transmitted at step 603.
  • the beacon 1 is for example equipped with at least one sensor and that total capacity of the N sym b3 locating symbols is greater than the number Nbi3 of identifier bits to be transmitted at step 603, this allows the beacon 1 10 to transmit to the central computer 130, via the bases of the time localization system real RTLS 100, additional information representative of measurements made by the said sensor (s).
  • Nbi3 - 4 bits of information carried by the P3 chips clocked at the chip frequency 3 ⁇ 4 of each of the four (N sym b3) location symbols.
  • the total capacity of the N sym b3 locating symbols is thus equal to 7 bits Nb S 3 + and thus shows a 3-bit excess over the number of identifier bits N b% 3 to be transmitted: it it is therefore possible to transmit 3 bits of additional information each time an RF signal is transmitted during this step 603.
  • the frame format chosen in this example therefore allows the transmission of an additional quantity of 3-bit information during a transmission time of 30.0018 ms, which is equivalent to an additional bit rate of 100 bits per second.
  • the different code words G j are distributed in the code space so as to maximize their distances in pairs, and thus improve their power. error corrector.
  • the size (Pi) of these codewords is generally very large compared to the length of the information to be transmitted (Nw), which allows a very important coding redundancy, and therefore a high error-correcting power even in very noisy conditions.
  • the base level it is appropriate to be able to retrieve the information conveyed by the code words of the set G transmitted for each location symbol so as to determine from which tag a received RF signal.
  • This is preferably achieved by means of a bank of Nc3 correlators in parallel, since it is necessary to determine, for each location symbol, which code word G j is actually used by the transmitter beacon of the received RF signal among the Nc3 words of possible code of the set G.
  • An improvement consists in scrambling each transmitted location symbol by superimposing a scrambling code S '.
  • This scrambling code S ' is specific to the real-time location system RTLS 100, and all the beacons of the real-time location system RTLS 100 scramble their location symbols using the same scrambling code S', which is then predefined. and known basics of real-time location system RTLS 100.
  • the scrambling code S 'differs from RTLS real-time location system to another which allows each base to distinguish the RF signals transmitted by a beacon of RTLS real-time location system to which said base of RF signals transmitted by a beacon of another real-time RTLS location system belongs, thanks to a property virtually zero intercorrelation between the two scrambling codes.
  • the scrambling code S ' may be a PN type code, for example a combination of m-sequences, a Gold code or a Kasami code for their good intercorrelation properties and the relative simplicity of generation.
  • each kem (1 ⁇ k ⁇ N sy mb3) localization symbol transmitted in step 603, carrying a possible bit of sign bs 3, k and a code word G j belonging to the set G, is a symbol Et G j * bs 3, k * S ', where "*" represents the term-to-term multiplication operation of P 3 chips clocked at the chip frequency à and at binary values ( ⁇ 1).
  • the transmitted location symbol, along P 3 chips clocked at the chip frequency ⁇ 3 ⁇ 4 has the good properties of autocorrelation and intercorrelation previously mentioned.
  • a further improvement consists in superimposing on the scrambling code S ', for each location symbol k, a secondary scrambling code S'y specific to a subfamily of tags to which the tag 1 10 belongs, said subset family being defined uniquely and for each location symbol k, by the set of tags having the same identifier bits as those previously transmitted through the set of N sym b2 synchronization symbols within the same signal RF, as well as previous (k-1) location symbols within the same RF signal.
  • the scrambling code S'y (1 ⁇ k ⁇ N S y m bi) is thus different and more and more specific to the tag 110 with each new location symbol k transmitted ⁇ 1 ⁇ k ⁇ N S y m bi) within the RF signal.
  • This symbol of location, along P3 chips clocked at the chip frequency ⁇ 3 ⁇ 4 then has the good properties of autocorrelation and intercorrelation previously mentioned.
  • the beacon 110 emits several successive location symbols (in this case, N sym b3> 1) makes it possible, on the reception side, to have several location measurements (one measurement per location symbol) per RF signal transmitted by the beacon 110, and thus to make reliable the calculation of the position of the beacon 110 by the central computer 130. It must however be aware that adding one or more location symbols leads to an increase in the duration of transmission of the RF signal by the beacons , which increases their respective energy consumption. This also increases the risk of collision between two competing broadcasts from two separate beacons of RTLS 100 real-time location system, for the same refresh rate of beacon location information.
  • the beacon 110 is preferably placed in standby, so as to reduce the energy consumption of said beacon 1 10, until duty transmit again an RF signal to allow the central computer 130 to update the estimate of the geographical position of the beacon 110 (ie refreshing the location information of the beacon 110).
  • Fig. 7 schematically illustrates an RF signal transmitted by implementation of the algorithm of FIG. 6.
  • the RF signal shown in FIG. 7 is centered around the null frequency (rather than centered on the carrier frequency fo) for the sake of simplification.
  • the RF signal is thus represented in three dimensions: the frequency /, the time t and the power spectral density d.
  • the RF signal starts with a preamble symbol 701 on the duration T sym bi transmitted with the predefined bandwidth BWi.
  • the RF signal continues with at least one synchronization symbol 702, each synchronization symbol being transmitted over the duration T symb2 in the predefined bandwidth BW 2 .
  • the RF signal comprises a single synchronization symbol 702.
  • the RF signal terminates with at least one location symbol 703, each location symbol being transmitted over the duration T sym b i within the predefined bandwidth BW 3 .
  • the bandwidth BW 3 is greater than the bandwidth BW 2 , itself greater than or equal to the bandwidth BWi, and the RF signal comprises a single location symbol 703.
  • the power used to transmit the preamble symbol 701 equal to the integral along the frequency / power density axis d is represented by the lateral surface (appearing in gray) of the rectangular parallelepiped representing said preamble symbol 701.
  • this power is the same to transmit the preamble symbol 701, each synchronization symbol 702, as well as each symbol.
  • localization 703 the lateral surfaces (grayed) rectangular parallelepipeds representing respectively having the same area).
  • the bandwidth BW 2 is preferably chosen rather low so that the transmission of each synchronization symbol 702 is done in narrow band to reduce the computation complexity on the reception side. Nevertheless, this bandwidth BW 2 may be chosen larger than the bandwidth BWi so as to increase the bit rate of information transmitted via each synchronization symbol 702, thereby reducing the number of bits to be transmitted via the symbol or symbols of localization 703 and therefore the processing complexity, in reception, of said location symbols 703.
  • the bandwidth BW 2 may therefore constitute an adjustment variable for optimizing the calculation complexity distribution, at the base level, between the processing synchronization symbol (s) 702 and the processing of location symbol (s) 703.
  • the bandwidth BW 3 used for the transmission of the location symbols is equal to 20 MHz and the chip frequency associated with 13 Mcps.
  • Fig. 8 schematically illustrates an RF signal receiving algorithm implemented by each base of the RTLS 100 real-time location system. Let us consider, illustratively, that the algorithm of FIG. 8 is implemented by the base 120.
  • the base 120 permanently activates a preamble symbol detection mechanism 810.
  • the base 120 activates the preamble symbol processing module 411; the synchronization symbol processing module 412 and the location symbol processing module 413 are in energy saving mode.
  • this preamble symbol detection mechanism 810 is to start a time synchronization, by determining a block synchronization, ie to determine the start (and therefore the end) times of blocks composing the preamble symbol in a received RF signal. .
  • the base 120 analyzes the samples of the RF signal which are obtained according to the sampling frequency Fsi, and this in a sliding window of size equal to T sym bi.
  • the output of the rate change stage 403 is connected within the preamble symbol processing module 411 to a size buffer for holding samples obtained at the sampling frequency Fsi for a duration of less than T sym bi.
  • the base 120 thus performs a coherent integration over a duration at least equal to T sym bi, so as to detect at least one correlation peak between the samples of the sliding window and the code C (known in advance by the base 120 ), the value of said correlation peak being greater than a predefined threshold value Thi.
  • the value of the predefined Thi threshold is the result of a compromise between:
  • the base 120 checks whether a preamble symbol is detected, ie if at least one correlation peak greater than the predefined Thi threshold value is detected in the sliding window.
  • a step 812 is performed; otherwise, the preamble symbol detection mechanism shifts the sliding window of a sample (introduction of a newer sample and removal of the oldest sample) and step 81 1 is repeated with this sliding window shifted by 'a sample.
  • the preamble symbol is always searched for with its nominal duration, namely on the number M of blocks, without taking into account a possible extension of the preamble symbol by M 'blocks.
  • the fact that the preamble symbol is longer than M 'blocks allows each base of the real-time location system RTLS 100 to increase the probability of detecting the preamble symbol by concatenating several successive detection attempts on reception windows. offset.
  • step 812 the base 120 performs block synchronization, Le. determines the start time (and therefore the end since the size of the code C is known from the base 120) of at least one block composing the preamble symbol whose presence has been detected.
  • Each correlation peak (of value greater than the predefined Thi threshold value) detected in step 811 corresponds to an end-of-block instant within the M blocks (or within the M + M 'blocks if the preamble symbol is extended by M 'blocks) of the preamble symbol. It then remains to raise the uncertainty on the precise temporal position of the first block in sequence, or the last block in sequence, among the blocks composing the preamble symbol.
  • This aspect is processed by a synchronization symbol detection mechanism 820 detailed below.
  • the preamble symbol detection mechanism 810 activates the synchronization symbol detection mechanism 820.
  • This selective activation of the synchronization symbol detection mechanism 820 reduces the power consumption of the base 120.
  • the preamble symbol processing module 411 activates the synchronization symbol processing module 412 (which then exits the energy saving mode).
  • the preamble symbol processing module 411 provides the timing symbol processing module 412 with information representative of the result of the block synchronization performed at step 812 (i.e., a start or end time of the block). .
  • the objectives of this synchronization symbol detection mechanism 820 are:
  • the base 120 analyzes the samples of the RF signal which are obtained according to the sampling frequency i3 ⁇ 4, and this in a sliding window of size equal to T sym bi + T sym b2 from the start or end time of the block resulting from the block synchronization.
  • the output of the rate change stage 402 is connected within the preamble symbol processing module 412 to a size buffer for holding samples obtained at the sampling frequency i3 ⁇ 4 for a duration of less than T sym bi + T sym b2.
  • the size of this buffer memory is at least equal to T sym bi + T sym b2, because the actual position of the synchronization symbol which follows the preamble symbol with respect to the start or end time of the block resulting from block synchronization can fluctuate in blocks, depending on the relative position of the beacon transmitting the RF signal relative to the base 120. This aspect is detailed below in relation to FIGS. 9A and 9B.
  • the base 120 performs the symbol synchronization by searching for the presence of all or part (a predefined number of bits N 2) of the identifier of a beacon of the real-time location system RTLS 100, ie determines the start time (and therefore end since the size of the transmitted symbols is known from the base 120) symbols constituting the RF signal. To do this, the base 120 seeks to detect at least one correlation peak between the received samples and a code word H among all the code words H that may be transmitted by a beacon of the real-time location system RTLS 100. ⁇ ie those of the set H).
  • the base 120 uses a symbol correlator (of length equal to that of the synchronization symbols) and the block m blocks after the block start or end time resulting from the block synchronization, where m is an index that the base 120 makes. vary successively from 1 to until a correlation peak greater than a predefined threshold value Z3 ⁇ 42 appears. If, after these attempts, no correlation peak greater than the predefined threshold value 73 ⁇ 4 has been found, symbol synchronization fails.
  • the base 120 when the preamble symbol has M + M 'blocks, the base 120 successively varies the index m from 1 to M + M 'until a correlation peak greater than the predefined threshold value Z3 ⁇ 42 appears.
  • the value of the predefined Z seuil2 threshold is the result of a compromise between:
  • the base 120 determines all or part of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal.
  • the synchronization symbol carrying the code word H which, among all the code words H that can be transmitted by a beacon of the real-time location system RTLS 100, has revealed, after any descrambling, the peak correlation greater than the predefined threshold value Z3 ⁇ 42 includes all or part of the bits of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal.
  • the descrambling is the opposite operation to that of the scrambling carried out by the beacon transmitting the received RF signal and consists in multiplying, in a piecemeal manner, the symbol received by the scrambling code conjugate used by the beacon transmitting the received RF signal, said code of scrambling (which is possibly associated with a secondary scrambling code) being known from the base 120.
  • the synchronization symbol detection mechanism 820 activates a locator symbol detection mechanism 830, before being put into a power saving mode. If the symbol synchronization has failed, the synchronization symbol detection mechanism 820 is put in the energy saving mode without activating the locator symbol detection mechanism 830 (not shown in Fig. 8). This selective activation of the location symbol detection mechanism 830 makes it possible to reduce the energy consumption of the base 120.
  • the synchronization symbol processing module 412 activates the location symbol processing module 413 (which then exits the energy saving mode).
  • the symbol processing module of synchronization 412 provides the location symbol processing module 413 with information representative of the result of the symbol timing (i.e., a start time of the location symbol) performed in step 821.
  • the objectives of this location symbol detection mechanism 830 are:
  • the central computer 130 to estimate the distance between said beacon and the base 120 to locate said beacon after cross-checking (at the central computer 130) with measurements made at other bases;
  • decoding certain additional information e.g. the sensor measurements previously mentioned
  • certain additional information e.g. the sensor measurements previously mentioned
  • the base 120 analyzes the samples of the RF signal which are obtained according to the sampling frequency i3 ⁇ 4, and this in a sliding time window of duration equal to T sym b3 + Axbackward opened earlier (of a relative time value called Axbackward parameter) than the estimated start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization: the precise start time of the location symbol must indeed be sought earlier than said estimated instant obtained at the end of step 820, taking advantage of the temporal resolution & 2 times finer at step 830 than at step 820: the precise location of the beacon transmitting the RF signal indeed requires that to be able to detect the direct path, the only guarantor of an unbiased measurement, which is also the very first path in time and which can happen very attenuated at the level of the base 120 , and thus not to have been detected in the previous steps 810 and 820 for which the temporal resolution is coarser (the bandwidth being lower).
  • the parameter Azbackward homogeneous at a time and expressed in seconds, is defined as greater than or equal to a delay spread ATchannei of the propagation channel in the considered environment.
  • the output of the rate change stage 401 is connected within the location symbol processing module 413 to a size buffer to contain samples obtained according to the sampling frequency Fs3, for a duration at least equal to T sym b3 + Axbackward-
  • the size of this buffer memory is at least equal to T sym b3 + Axbackward, because, following the synchronization symbol and knowing that the sizes of the synchronization and location symbols are known from the base 120, the start and end times of the synchronization and location symbols are known (roughly) of the base 120.
  • the base 120 determines the remainder of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal, if necessary (if all the bits of the identifier have not been transmitted via the symbol (s) ( s) synchronization). To do this, the base 120 seeks to detect at least one correlation peak between the received samples and a code word G, among all the code words G, that can be transmitted by a beacon of the real-time location system. RTLS 100.
  • the base 120 uses a symbol correlator (of length equal to that of the location symbols) and the shim on the start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization.
  • the code word G of all the code words G, capable of being transmitted by a beacon of the real-time location system RTLS 100 which shows a correlation peak, after any descrambling, greater than a predefined threshold value 73 ⁇ 4 is the one retained, which gives the remainder of the identifier of the transmitter beacon of the received RF signal (and / or the additional information (eg sensor measurements (s) previously mentioned) that the beacon transmitting the RF signal wanted to transmit ).
  • the value of the predefined threshold 73 ⁇ 4 is the result of a compromise between:
  • Sampling frequencies for preamble and synchronization symbol processing therefore only allow a rough estimate of the response of the possibly multi-path propagation channel, while the sampling frequency for the processing of location symbols allows a more faithful reconstruction of the response of the propagation channel, this time possible to distinguish the possible different time replicas of the possibly multi-path propagation channel thanks to a better temporal resolution.
  • the base 120 determines which replica of the RF signal corresponds to the direct path of the location symbol via the possibly multi-path propagation channel and determines the time of arrival at the base 120. For this base 120 analyzes the received samples going back in time with respect to the estimated start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization in search of the replica of the RF signal corresponding to the direct path, as previously described.
  • Az c hannei 500 ns (corresponding to a distance of 150 m)
  • an indoor environment indoor” in English
  • the base 120 analyzes the samples received after the estimated start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization, in search of the replica of the location symbol corresponding to the direct path: this analysis is done over a period of time.
  • the base 120 searches for power peaks greater than a predefined threshold value T3 ⁇ 44 in the estimate of the impulse response of the possibly multi-path propagation channel.
  • the estimate 3 ⁇ 4 of the instant of arrival of the direct path for the k th location symbol at the base 120 is then deduced as follows, knowing the duration and the number of symbols preceding said k th location symbol in the RF signal:
  • the transmitted RF signal being composed of N sym b3 locating symbols
  • the base 120 thus performs N sym b3 instant arrival measurements of the direct path
  • the base 120 transmits to the central computer 130 information representative of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal, as well as information representative of the time of arrival at the base 120 of the the replica of each location symbol corresponding to the direct path of the RF signal via the propagation channel (N sym b3 arrival time information).
  • the base 120 can also transmit to the central computer 130 additional information (eg sensor measurements (s) previously mentioned) transmitted by the transmitting beacon.
  • the central computer 130 is able to determine the position of the tag identified, thanks to a location algorithm (triangulation, multilateration) using as variables the differences in TDOA arrival times of said one or more location symbols at said different bases.
  • a location algorithm triangulation, multilateration
  • Numeric interpolation postprocessing techniques can be implemented to increase the accuracy of the beacon location estimation within the RTLS 100 real-time location system perimeter.
  • Other post-processing techniques related to an evaluation of the speed of movement and the trajectory of each beacon may further be implemented to increase this estimation accuracy. It is also possible to take advantage of several successive measurements of distance for the same beacon, without the position of said beacon has changed: using the average of these measures reduces the variance due to measurement noise.
  • Fig. 9A schematically illustrates the real-time location system RTLS 100, in a configuration in which the beacon 1 10 is located closer to the base 121 than to the base 122.
  • Fig. 9A shows the elements of FIG. 1 by placing the beacon 1 10 much closer to the base 121 than the base 122.
  • the base 121 receives a first version 15 of the RF signal with a propagation latency Lj '
  • the base 122 receives a second version 152 'of the RF signal with a propagation latency L 2 '. Due to the difference in distance of said bases 121, 122 relative to the beacon 1 10, the propagation latency Li 'is low compared to the propagation latency L 2 '.
  • the second version 152 'of the RF signal is received by the base 122 with a power level typically more attenuated than the first version received by the base 121.
  • the base 121 finds quickly (for example after only a few blocks received) block synchronization of the RF signal, because a very small integration gain is needed to bring out the noise signal. Conversely, a much longer integration time (and, to the extreme, close to the duration T sym bi of the preamble symbol) is probably required to successfully detect the block synchronization at the level of the base 122. This aspect is schematically shown in FIG. 9B.
  • Fig. 9B schematically illustrates block start times resulting from the block synchronization and timing symbol start times resulting from the symbol synchronization, in the context of the configuration shown in FIG. 9A.
  • Fig. 9B schematically represents a portion of an RF signal 900 transmitted by beacon 110 in the context of FIG. 9A.
  • the RF 900 signal includes a preamble symbol 901, as previously described, composed of an amount M of blocks 903 repeated.
  • Fig. 9B also schematically represents a portion of an RF signal 910 corresponding to the version of the RF signal 900 as received by the base 121 in the context of FIG. 9A.
  • the block synchronization is determined by the base 121 at a time 911, corresponding for example to the boundary between the first block and the second block in sequence in the preamble symbol 901.
  • the base 121 attempts to find the symbol synchronization from this instant 911.
  • the base 121 does not find a correspondence with a code word H of the set H.
  • the base 121 retains then such a correlation operation from a time offset in the future of the duration of a block from time 911, and also does not find a correspondence with a code word H of the set H.
  • the correspondence with a code word H of the set H is obtained by applying such a correlation operation from an instant 912 which marks the boundary between the preamble symbol 901 and the synchronization symbol 902. allu M attempts at the base 121 to detect the symbol synchronization after the detection of the block synchronization.
  • Fig. 9B also schematically represents a portion of an RF signal 920 corresponding to the version of the RF signal 900 as received by the base 122 in the context of FIG. 9A.
  • the block synchronization is determined by the base 122 at a time 921, for example corresponding to the border between ⁇ penultimate block and the last block in sequence in the preamble symbol 901.
  • the base 122 then tries to find the symbol synchronization from that moment 921.
  • the base 122 does not find a correspondence with a code word H of the set H.
  • the base 122 then retries such a correlation operation from a moment 922 shifted in the future of the duration of a block with respect to the instant 921, and finds a correspondence with a codeword H of the set H, since the instant 922 marks the boundary between the preamble symbol 901 and the synchronization symbol 902. It thus took two attempts at the base 122 to detect the symbol synchronization after the detection of the block synchronization.

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Abstract

In a real-time locating system comprising a plurality of bases suitable for determining arrival times of radio frequency signals emitted by beacons, as well as a central computer suitable for locating the beacons on the basis of said arrival times, each beacon generates a radio frequency signal thus: a preamble symbol, on a first bandwidth (BW1); at least one synchronization symbol on a second bandwidth (BW2) at least as wide as the first bandwidth; at least one locating symbol, on a third bandwidth (BW3) that is wider than the second bandwidth; so that an identifier of said beacon known to said central computer is carried by the set made up of the synchronization symbol(s) and the locating symbol(s).

Description

Transmission de signal radio fréquence dans un système de localisation temps-réel  Radio frequency signal transmission in a real-time location system
La présente invention concerne des systèmes de localisation temps-réel (RTLS, « Real-Time Locating Systems »), utilisés pour déterminer automatiquement des positions respectives d'objets ou de personnes en temps-réel, dans un périmètre de fonctionnement dudit système. The present invention relates to Real-Time Locating Systems (RTLS), used to automatically determine respective positions of objects or people in real time, within an operating perimeter of said system.
De tels systèmes de localisation temps-réel RTLS permettent ainsi de suivre des déplacements effectués par ces objets ou personnes. Pour ce faire, des étiquettes sans- fil (« wireless tags » en anglais), aussi appelées balises, sont attachées à ces objets ou personnes, et émettent des signaux radio fréquence (RF). Ces signaux radio fréquence sont captés par des points de référence fixes (au moins trois pour une localisation dans un plan, au moins quatre pour une localisation dans un espace tridimensionnel), appelés bases ou stations de base (« base stations » en anglais), délimitant le périmètre de fonctionnement dudit système. Lorsqu'une balise transmet un tel signal RF, les bases en reçoivent des versions respectives dont les instants de réception respectifs sont décalés dans le temps, le temps de parcours du signal RF depuis la balise vers chaque base étant directement proportionnel à la distance entre la balise et ladite base. Ces points de référence fixes, et à positions respectives connues, sont synchronisés sur une même horloge de référence, pour permettre d'exploiter des informations d'instants de réception par des bases de signaux RF en provenance d'une balise et d'en déduire la position de ladite balise au sein du périmètre de fonctionnement dudit système. Contrairement aux systèmes de localisation par satellites de type GPS (« Global Positioning System » en anglais) ou GLONASS (« Global Navigation Satellite System » en anglais) qui ne fonctionnent qu'en extérieur, les systèmes de localisation temps-réel RTLS peuvent être déployés en extérieur tout comme en intérieur. Such RTLS real-time location systems thus make it possible to track movements made by these objects or persons. To do this, wireless tags ("wireless tags"), also called tags, are attached to these objects or people, and emit radio frequency (RF) signals. These radio frequency signals are captured by fixed reference points (at least three for a location in a plane, at least four for a location in a three-dimensional space), called bases or base stations ("base stations" in English), delimiting the operating perimeter of said system. When a beacon transmits such an RF signal, the bases receive respective versions whose respective reception times are shifted in time, the time of travel of the RF signal from the beacon to each base being directly proportional to the distance between the tag and said base. These fixed reference points, with their respective known positions, are synchronized on the same reference clock, to make it possible to exploit information of reception instants by RF signal bases coming from a beacon and to deduce the position of said beacon within the operating perimeter of said system . Unlike Global Positioning System (GPS) or GLONASS (Global Navigation Satellite System) satellite tracking systems that only work outdoors, RTLS real-time location systems can be deployed outdoors and indoors.
Ces systèmes de localisation temps-réel RTLS trouvent des applications concrètes dans des domaines variés, comme par exemple la logistique (e.g. localisation de palettes de marchandises dans un entrepôt), l'industrie (e.g. suivi de pièces le long d'une ligne d'assemblage), ou les hôpitaux (e.g. suivi d'équipements spécifiques, suivi du personnel soignant ou de certains patients).  These RTLS real-time location systems find practical applications in various fields, such as logistics (eg location of pallets of goods in a warehouse), industry (eg tracking of parts along a line of goods). assembly), or hospitals (eg follow-up of specific equipment, follow-up of the nursing staff or certain patients).
Pour une puissance d'émission donnée, la puissance radio collectée par un récepteur situé à une distance R d'un émetteur est inversement proportionnelle au terme (fo-Kf, où f est la fréquence porteuse du signal RF et a un degré de pertes de propagation dont la valeur se situe, selon l'environnement, entre 2 (espace libre) et 4 typiquement. En conséquence, pour une distance R fixée, la puissance du signal reçu décroit avec la fréquence porteuse fo. Ainsi, le bilan de liaison est d'autant plus favorable que la fréquence porteuse f est basse. Il est alors moins coûteux (en termes de puissance consommée) d'établir une liaison radio à portée R fixée dans une bande de fréquences relativement basse.  For a given transmission power, the radio power collected by a receiver located at a distance R of a transmitter is inversely proportional to the term (fo-Kf, where f is the carrier frequency of the RF signal and has a degree of loss of propagation, the value of which is, depending on the environment, between 2 (free space) and 4 typically, therefore, for a fixed distance R, the power of the received signal decreases with the carrier frequency fo. all the more favorable as the carrier frequency f is low, it is then less expensive (in terms of power consumed) to establish a radio link with a fixed range R in a relatively low frequency band.
D'autre part, la précision de localisation est directement liée à la largeur de bande BW (« bandwidth » en anglais) du signal RF, i.e. la différence entre les fréquences haute et basse du spectre du signal RF. Une précision de l'ordre du mètre requiert, sans post-traitement, de disposer d'un signal en bande de base échantillonné avec une période de 3.33 ns (durée mise par le signal RF pour se propager sur 1 mètre à la vitesse de la lumière, i.e. 3e8 m/s), soit une fréquence d'échantillonnage de 300 MHz, et une largeur de bande du même ordre. Or, la largeur totale disponible et allouable (en conformité avec la réglementation, qui peut différer selon chaque pays) sur une bande de fréquences donnée est généralement d'autant plus grande que ladite bande est haute en fréquence. Les applications de localisation visant une précision relativement fine (de l'ordre d'un mètre ou moins) utilisent donc, pour la plupart, des bandes de fréquence assez hautes, typiquement supérieure à 1 GHz. Les pertes de propagation fonction du carré au minimum (cas de l'espace libre où a = 2) de la fréquence, et la précision de localisation fonction de la largeur de bande occupée, montrent que le choix de la bande de fréquences à utiliser pour la mise en place d'un système de localisation temps-réel RTLS répond à un compromis entre portée dudit système et précision de localisation, pour une puissance d'émission donnée. Il existe en conséquence deux grandes familles de systèmes de localisation temps-réel RTLS : les systèmes à faible largeur de bande, communément appelés systèmes bande-étroite (« narrow-band Systems » en anglais), et les systèmes à grande largeur de bande, communément appelés systèmes large-bande (« wideband Systems » en anglais). Les systèmes bande-étroite ont des propriétés intéressantes en termes de simplicité, consommation, et portée de communication, mais avec des limitations en termes de précision de localisation. En effet, le caractère bande-étroite du signal RF utilisé induit un étalement temporel et, après propagation à travers un canal de propagation multi-trajet, une superposition de multiples répliques retardées et déphasées au niveau des bases. Ces phénomènes favorisent les erreurs d'estimation de la position de la balise. Les systèmes large-bande permettent d'atteindre une précision de localisation plus fine (grâce à une meilleure résolution temporelle), mais au prix d'une portée réduite, car travaillant dans des bandes situées plus haut en fréquence où les pertes de propagation viennent dégrader le bilan de liaison. De plus, l'utilisation d'un signal RF large-bande induit une complexité plus importante au niveau des récepteurs (échantillonnage plus rapide), et donc une consommation énergétique accrue. On the other hand, the location accuracy is directly related to the bandwidth BW ("bandwidth") of the RF signal, ie the difference between the high and low frequencies of the spectrum of the RF signal. An accuracy of the order of one meter requires, without post-processing, to have a baseband signal sampled with a period of 3.33 ns (duration put by the RF signal to propagate on 1 meter at the speed of the light, ie 3 e 8 m / s), ie a sampling frequency of 300 MHz, and a bandwidth of the same order. However, the total available and allocable width (in accordance with the regulations, which may differ in each country) on a given frequency band is generally greater when said band is high in frequency. Location applications aiming for a relatively fine precision (of the order of one meter or less) therefore use, for the most part, fairly high frequency bands, typically greater than 1 GHz. The propagation losses, depending on the minimum square (case of the free space where a = 2) of the frequency, and the location accuracy depending on the occupied bandwidth, show that the choice of the frequency band to be used for the implementation of an RTLS real-time location system responds to a compromise between the range of said system and location accuracy, for a given transmission power. There are therefore two main families of RTLS real-time location systems: low-bandwidth systems, commonly known as narrow-band systems, and high-bandwidth systems, commonly known as wideband systems. The narrow-band systems have interesting properties in terms of simplicity, consumption, and range of communication, but with limitations in terms of location accuracy. Indeed, the band-narrow character of the RF signal used induces time spreading and, after propagation through a multi-path propagation channel, a superposition of multiple replicas delayed and out of phase at the bases. These phenomena favor errors in estimating the position of the beacon. Broadband systems achieve a finer location accuracy (thanks to better temporal resolution), but at a reduced range because they work in higher frequency bands where propagation losses degrade the link budget. In addition, the use of a broadband RF signal induces greater complexity at the receiver (faster sampling), and therefore increased energy consumption.
Il est souhaitable de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. It is desirable to overcome these various disadvantages of the state of the art.
Il est notamment souhaitable de fournir une solution qui permette de réduire la consommation énergétique desdites balises dans un tel contexte de système de localisation temps-réel, et de réduire la consommation énergétique et la complexité de traitement desdites bases. In particular, it is desirable to provide a solution that makes it possible to reduce the energy consumption of said beacons in such a real-time location system context, and to reduce the energy consumption and processing complexity of said bases.
Il est aussi souhaitable de rendre hermétiques, les uns par rapport aux autres, des systèmes de localisation temps-réel qui seraient co-localisés.  It is also desirable to make real-time location systems that would be co-located, hermetically relative to one another.
II est aussi souhaitable d'améliorer l'isolation de signaux radio fréquence transmis par de telles balises dans un même système de localisation temps-réel.  It is also desirable to improve the isolation of radio frequency signals transmitted by such tags in the same real-time location system.
Selon un aspect, l'invention concerne une balise destinée à être utilisée dans un système de localisation temps-réel comportant une pluralité de bases adaptées pour déterminer des temps d'arrivée d'un signal radio fréquence émis par ladite balise, ainsi qu'un calculateur central adapté pour localiser ladite balise à partir desdits temps d'arrivée. Ladite balise est adaptée pour générer ledit signal radio fréquence par symboles successifs comme suit : un symbole de préambule, de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande, constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ; au moins un symbole de synchronisation, chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes ? cadencées à une seconde fréquence bribe Fc2 sur une seconde largeur de bande au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de Nbi2 bits ; et au moins un symbole de localisation, chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande plus large que la seconde largeur de bande, et étant constitué d'un troisième mot de code G,, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nb%3 bits ; de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nbi3 bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central. Ainsi, en utilisant une largeur de bande plus large pour le(s) symbole(s) de localisation que pour le symbole de préambule et le(s) symbole(s) de synchronisation, une précision de localisation cible peut être atteinte, tout en limitant la consommation énergétique de ladite balise, et la consommation énergétique et la complexité de traitement desdites bases. According to one aspect, the invention relates to a beacon intended to be used in a real-time location system comprising a plurality of bases adapted to determine arrival times of a radio frequency signal transmitted by said beacon, and a central computer adapted to locate said beacon from said arrival times. Said beacon is adapted to generate said radio frequency signal by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, consisting of a plurality M successive identical blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency Fc 2 over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said symbols of synchronization being representative of a first information of N b i 2 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third amount of chips P3 clocked at a third chip frequency ¾ over a third bandwidth wider than the second bandwidth, and consisting of a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of a second information of N b% 3 bits; such that the N¾2 bits of said first piece of information plus the Nbi3 bits of said second piece of information bear, at least, an identifier of said known tag of said central calculator. Thus, by using a wider bandwidth for the locator symbol (s) than for the preamble symbol and synchronization symbol (s), a target location accuracy can be achieved, while limiting the energy consumption of said beacon, and the energy consumption and processing complexity of said bases.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : pour chaque symbole de synchronisation k, un premier bit de signe bs2,k pondère ladite seconde quantité de bribes P2 cadencées à une seconde fréquence bribe FC2 par une même valeur binaire. Ainsi, la quantité d'informations transmissibles via le ou les symboles de synchronisation peut être accrue, de même que le nombre total des seconds mots de code Hj peut être réduit pour diminuer la complexité de traitement des bases. According to a particular embodiment, said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: for each synchronization symbol k, a first sign bit bs 2, k weights said second quantity of chips P 2 clocked at one second snap frequency FC 2 by the same binary value. Thus, the amount of information transmittable via the synchronization symbol (s) can be increased, as can the total number of second code words Hj can be reduced to reduce the database processing complexity.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : un premier code de brouillage S propre audit système de localisation temps-réel est superposé à tout dit premier mot de code Hj. Ainsi, lorsque plusieurs systèmes de localisation temps-réel sont co-localisés, lesdits systèmes sont hermétiques les uns par rapport aux autres vis-à-vis des symboles de synchronisation. According to a particular embodiment, said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: a first scrambling code S own audit real-time location system is superimposed on all said first code word Hj. Thus, when several real-time location systems are co-located, said systems are hermetic to each other vis-à-vis the synchronization symbols.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : un premier code de brouillage secondaire spécifique à une sous-famille de balises à laquelle appartient ladite balise est superposé au premier code de brouillage S, pour chaque symbole de synchronisation k, ladite sous-famille étant définie, de manière univoque et pour chaque symbole de synchronisation dudit signal radio fréquence, par l'ensemble des balises dudit système de localisation temps-réel ayant les mêmes bits d'identifiant que ceux préalablement transmis au travers du ou des symboles de synchronisation précédents au sein dudit signal radio fréquence. Ainsi, l'isolation des symboles de synchronisation par rapport à une possible émission concomitante (cas de collision) d'un autre symbole de synchronisation en provenance d'une autre balise appartenant audit système de localisation temps-réel est améliorée.  According to a particular embodiment, said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: a first secondary scrambling code specific to a subfamily of beacons to which said beacon belongs is superimposed on the first scrambling code S, for each synchronization symbol k, said subfamily being uniquely defined, and for each synchronization symbol of said radio frequency signal, by all the beacons of said real-time location system having the same identifier bits as those previously transmitted through the previous synchronization symbol (s) within said radio frequency signal. Thus, the isolation of the synchronization symbols with respect to a possible concomitant transmission (collision case) of another synchronization symbol from another beacon belonging to said real-time location system is improved.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : pour chaque symbole de localisation k', un second bit de signe bs3,k pondère ladite troisième quantité de bribes P3 cadencées à la troisième fréquence bribe ¾ par une même valeur binaire. Ainsi, la quantité d'informations transmissibles via le ou les symboles de localisation peut être accrue, de même que le nombre total des troisièmes mots de code G, peut être réduit pour diminuer la complexité de traitement des bases. According to a particular embodiment, said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: for each location symbol k ', a second sign bit bs 3 , k weight said third quantity of chips P3 clocked at the third chip frequency ¾ by the same binary value. Thus, the amount of information transmissible via the location symbol (s) can be increased, as can the total number of the third G code words, can be reduced to decrease the processing complexity of the bases.
Selon un mode de réalisation particulier, un second code de brouillage S' propre audit système de localisation temps-réel est superposé à tout dit second mot de code Gj. Ainsi, lorsque plusieurs systèmes de localisation temps-réel sont co-localisés, lesdits systèmes sont hermétiques les uns par rapport aux autres vis-à-vis des symboles de localisation. According to a particular embodiment, a second scrambling code S 'specific to said real-time location system is superimposed on any said second code word G j . Thus, when several real-time location systems are co-located, said systems are hermetic to each other vis-à-vis the location symbols.
Selon un mode de réalisation particulier, un second code de brouillage secondaire S'2,k' spécifique à une sous-famille de balises à laquelle appartient ladite balise est superposé au code de brouillage S', pour chaque symbole de localisation k', ladite sous-famille étant définie, de manière univoque et pour chaque symbole de localisation dudit signal radio fréquence, par l'ensemble des balises dudit système de localisation temps-réel ayant les mêmes bits d'identifiant que ceux préalablement transmis au travers du ou des symboles de localisation précédents au sein dudit signal radio fréquence. Ainsi, l'isolation des symboles de localisation par rapport à une possible émission concomitante (cas de collision) d'un autre symbole de localisation en provenance d'une autre balise appartenant audit système de localisation temps-réel est améliorée. According to a particular embodiment, a second secondary scrambling code S'2, k 'specific to a subfamily of beacons to which said beacon belongs is superimposed on the scrambling code S', for each location symbol k ', said subfamily being uniquely defined for each location symbol of said radio frequency signal by all the beacons of said real-time location system having the same identifier bits as those previously mentioned transmitted through the previous location symbol (s) within said radio frequency signal. Thus, the isolation of the location symbols with respect to a possible concomitant emission (collision case) of another location symbol from another beacon belonging to said real-time location system is improved.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite balise est, entre deux réveils de ladite balise pour générer ledit signal radio fréquence, en mode de veille. Ainsi, la réduction de consommation énergétique de ladite balise est encore accrue.  According to a particular embodiment, said beacon is, between two alarms of said beacon for generating said radio frequency signal, in standby mode. Thus, the energy consumption reduction of said beacon is further increased.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite balise comporte un ou plusieurs capteur(s) et lesdites première et seconde informations contiennent, outre l'identifiant de ladite balise, des informations supplémentaires représentatives de mesures effectuées par le(s)dit(s) capteur(s). Ainsi, le signal radio fréquence servant à la localisation de ladite balise permet de transporter aussi des informations sporadiques de mesures effectuées par le(s)dit(s) capteur(s), ce qui évite des messages et de la signalisation supplémentaire (réduisant ainsi la consommation énergétique de la balise et des bases pour traiter ces informations de mesure).  According to a particular embodiment, said beacon comprises one or more sensors and said first and second information contain, in addition to the identifier of said beacon, additional information representative of measurements made by said sensor (s) (s). Thus, the radio frequency signal used to locate said beacon can also carry sporadic information measurements made by the (s) said (s) sensor (s), which avoids messages and additional signaling (thus reducing the energy consumption of the beacon and bases to process this measurement information).
Selon un autre aspect, l'invention concerne une base destinée à être utilisée dans un système de localisation temps-réel comportant une pluralité de telles bases adaptées pour déterminer des temps d'arrivée des signaux radio fréquence émis par des balises, ainsi qu'un calculateur central adapté pour localiser lesdites balises à partir desdits temps d'arrivée. Ladite base est adaptée pour recevoir lesdits signaux radiofréquence respectivement par symboles successifs comme suit : un symbole de préambule, de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande, constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ; au moins un symbole de synchronisation, chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes ? cadencées à une seconde fréquence bribe ¾ sur une seconde largeur de bande au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de N¾2 bits ; et au moins un symbole de localisation, chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande au moins aussi large que la seconde largeur de bande, et étant constitué d'un troisième mot de code G,, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nb%3 bits ; de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nb%3 bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central. De plus, ladite base est adaptée pour : effectuer une synchronisation bloc sur réception dudit symbole de préambule ; effectuer une synchronisation symbole à partir de la synchronisation bloc ; récupérer l'identifiant de la balise émettrice du signal radio fréquence à partir du ou des symboles de synchronisation et du ou des symboles de localisation, en fonction de la synchronisation symbole ; et déterminer le temps d'arrivée dudit signal radio fréquence dans une fenêtre temporelle définie en fonction de la synchronisation symbole. In another aspect, the invention relates to a base for use in a real-time location system comprising a plurality of such bases adapted to determine arrival times of the radio frequency signals transmitted by beacons, as well as central computer adapted to locate said beacons from said arrival times. Said base is adapted to receive said radiofrequency signals respectively by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, consisting of a plurality M successive identical blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency ¾ over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of N¾2 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third amount of chip P3 clocked at a third chip frequency ¾ on a third bandwidth at less than as wide as the second bandwidth, and consisting of a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of a second information of Nb % 3 bits; such that the N¾2 bits of said first information plus the Nb % 3 bits of said second information carry, at least, an identifier of said known beacon of said central computer. In addition, said base is adapted to: perform a block synchronization on reception of said preamble symbol; perform a symbol synchronization from the block synchronization; recovering the identifier of the transmitting beacon of the radio frequency signal from the synchronization symbol or symbols and the location symbol or symbols, according to the symbol synchronization; and determining the arrival time of said radio frequency signal in a time window defined according to the symbol synchronization.
Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un système de localisation temps-réel comportant une pluralité de bases telles que précédemment mentionnées qui sont adaptées pour déterminer des temps d'arrivée de signaux radio fréquence émis par des balises telles que précédemment présentées, ainsi qu'un calculateur central adapté pour localiser chaque balise à partir desdits temps d'arrivée.  According to yet another aspect, the invention relates to a real-time location system comprising a plurality of bases as mentioned above which are adapted to determine arrival times of radio frequency signals transmitted by beacons as previously presented, as well as a central computer adapted to locate each beacon from said arrival times.
Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un premier procédé implémenté par une balise dans un système de localisation temps-réel comportant une pluralité de bases déterminant des temps d'arrivée d'un signal radio fréquence émis par ladite balise, ainsi qu'un calculateur central localisant ladite balise à partir desdits temps d'arrivée. Le premier procédé est tel que ladite balise génère ledit signal radiofréquence par symboles successifs comme suit : un symbole de préambule, de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande, constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ; au moins un symbole de synchronisation, chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes ? cadencées à une seconde fréquence bribe ¾ sur une seconde largeur de bande au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de Nbi2 bits ; et au moins un symbole de localisation, chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande au moins aussi large que la seconde largeur de bande, et étant constitué d'un troisième mot de code G,, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nb%3 bits ; de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nbi3 bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central. According to yet another aspect, the invention relates to a first method implemented by a beacon in a real-time location system comprising a plurality of bases determining arrival times of a radio frequency signal transmitted by said beacon, as well as a central computer locating said beacon from said arrival times. The first method is such that said beacon generates said radiofrequency signal by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, consisting of a plurality of identical M successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency ¾ over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of Nbi2 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third quantity of P3 chips clocked at a third chip frequency ¾ on a third bandwidth at least as wide as the second bandwidth, and consisting of a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative a second information of Nb % 3 bits; such that the N¾2 bits of said first piece of information plus the Nbi3 bits of said second piece of information bear, at least, an identifier of said known tag of said central calculator.
Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un second procédé implémenté par une base utilisée dans un système de localisation temps-réel comportant une pluralité de telles bases déterminant des temps d'arrivée des signaux radio fréquence émis par des balises, ainsi qu'un calculateur central localisant lesdites balises à partir desdits temps d'arrivée. Le second procédé est tel que ladite base reçoit lesdits signaux radio fréquence respectivement par symboles successifs comme suit : un symbole de préambule, de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande, constitué d'une pluralité de blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ; au moins un symbole de synchronisation, chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes ? cadencées à une seconde fréquence bribe ¾ sur une seconde largeur de bande au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de N¾2 bits ; et au moins un symbole de localisation, chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande au moins aussi large que la seconde largeur de bande, et étant constitué d'un troisième mot de code G,, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nbi3 bits ; de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nbi3 bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central. De plus, le second procédé est tel que ladite base effectue les étapes suivantes : effectuer une synchronisation bloc sur réception dudit symbole de préambule ; effectuer une synchronisation symbole à partir de la synchronisation bloc ; récupérer l'identifiant de la balise émettrice du signal radiofréquence à partir du ou des symboles de synchronisation et du ou des symboles de localisation, en fonction de la synchronisation symbole ; et déterminer le temps d'arrivée dudit signal radio fréquence dans une fenêtre temporelle définie en fonction de la synchronisation symbole. According to yet another aspect, the invention relates to a second method implemented by a base used in a real-time location system comprising a plurality of such bases determining arrival times of radio frequency signals transmitted by beacons, and a central calculator locating said beacons from said arrival times. The second method is such that said base receives said radio frequency signals respectively by successive symbols as follows: a preamble symbol, of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth, constituted a plurality of identical successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence codeword; at least one synchronization symbol, each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency ¾ over a second bandwidth at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of N¾2 bits; and at least one location symbol, each location symbol having a length defined by a third amount of chips P3 clocked at a third chip frequency ¾ over a third bandwidth at least as wide as the second bandwidth, and being constituted a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of a second piece of information Nbi3 bits; such that the N¾2 bits of said first piece of information plus the Nbi3 bits of said second piece of information bear, at least, an identifier of said known tag of said central calculator. In addition, the second method is such that said base performs the following steps: performing a block synchronization on receipt of said preamble symbol; perform a symbol synchronization from the block synchronization; recovering the identifier of the beacon transmitting the radio frequency signal from the synchronization symbol (s) and the symbol (s) location, according to the symbol synchronization; and determining the arrival time of said radio frequency signal in a time window defined according to the symbol synchronization.
Selon encore un autre aspect, l'invention concerne un procédé implémenté par un système de localisation temps-réel comportant une pluralité de bases implémentant le second procédé précédemment présenté et qui déterminent des temps d'arrivée de signaux radio fréquence émis par des balises implémentant le premier procédé précédemment présenté, ainsi qu'un calculateur central localisant chaque balise à partir desdits temps d'arrivée.  According to yet another aspect, the invention relates to a method implemented by a real-time location system comprising a plurality of bases implementing the second method previously presented and which determine arrival times of radio frequency signals transmitted by beacons implementing the first method previously presented, as well as a central computer locating each beacon from said arrival times.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :  The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being given in relation to the attached drawings, among which:
- la Fig. 1 illustre schématiquement un système de localisation temps-réel RTLS dans lequel l'invention peut être implémentée ;  FIG. 1 schematically illustrates an RTLS real-time location system in which the invention can be implemented;
- la Fig. 2 illustre schématiquement un exemple d'architecture d'une balise du système de localisation temps-réel RTLS ;  FIG. 2 schematically illustrates an exemplary architecture of a beacon RTLS real-time location system;
- la Fig. 3 illustre schématiquement un exemple d'architecture d'une base du système de localisation temps-réel RTLS ;  FIG. 3 schematically illustrates an exemplary architecture of a base RTLS real-time location system;
- la Fig. 4 illustre schématiquement un agencement de filtrage multi-rythme et de traitement en bande de base, au sein de l'exemple d'architecture de la Fig. 3 ;  FIG. 4 schematically illustrates a multi-rate filtering and baseband processing arrangement, within the architecture example of FIG. 3;
- la Fig. 5 illustre schématiquement un autre agencement de filtrage multi- rythme et de traitement en bande de base, au sein de l'exemple d'architecture de la Fig. 3 ;  FIG. 5 schematically illustrates another multi-rate filtering and baseband processing arrangement, within the architecture example of FIG. 3;
- la Fig. 6 illustre schématiquement un algorithme de transmission de signaux FIG. 6 schematically illustrates a signal transmission algorithm
RF, implémenté par chaque balise du système de localisation temps-réel RTLS ; RF, implemented by each beacon of RTLS real-time location system;
- la Fig. 7 illustre schématiquement un signal RF transmis par implémentation de l'algorithme de la Fig. 6 ;  FIG. 7 schematically illustrates an RF signal transmitted by implementation of the algorithm of FIG. 6;
- la Fig. 8 illustre schématiquement un algorithme de réception de signaux RF, implémenté par chaque base du système de localisation temps-réel RTLS ;  FIG. 8 schematically illustrates an RF signal reception algorithm implemented by each base of the real-time RTLS location system;
- la Fig. 9A illustre schématiquement le système de localisation temps-réel RTLS, dans une configuration selon laquelle une balise est située plus proche d'une première base que d'une deuxième base ; et - la Fig. 9B illustre schématiquement des instants de détection de synchronisation bloc et des instants de détection de synchronisation symbole dans le cadre de la configuration représentée à la Fig. 9A. FIG. 9A schematically illustrates the real-time location system RTLS, in a configuration in which a beacon is located closer to a first base than a second base; and FIG. 9B schematically illustrates block synchronization detection times and symbol timing detection times in the context of the configuration shown in FIG. 9A.
La Fig. 1 illustre schématiquement un système de localisation temps-réel RTLS 100 dans lequel l'invention peut être implémentée.  Fig. 1 schematically illustrates a real-time location system RTLS 100 in which the invention can be implemented.
Le système de localisation temps-réel RTLS 100 comporte au moins trois bases 120, 121, 122 afin de permettre de localiser des balises au sein d'un périmètre prédéfini. Les positions des bases 120, 121 , 122 sont fixes et connues d'un calculateur central 130. Les bases 120, 121, 122 sont connectées avec le calculateur central 130 au moyen de liens permanents fîlaires ou sans-fil. Par le biais de ces liens permanents, les bases 120, 121, 122 peuvent transmettre au calculateur central 130 des informations relatives à des signaux RF captés par les bases 120, 121, 122 et peuvent bénéficier d'une horloge de référence commune. Au moins une balise 110 est présente dans ledit périmètre prédéfini et transmet des signaux RF, tels que décrits ci-après en relation avec les Figs. 6 et 7. Plusieurs bases du système captent alors les signaux RF transmis par la balise 110, chaque signal RF devant être reçu par au moins trois (ou quatre) balises pour permettre d'effectuer une localisation temps-réel de la balise dans un plan (respectivement dans l'espace tridimensionnel). Chaque signal RF transmis par la balise 110 subit des latences de propagation différentes pour atteindre lesdites bases. Ainsi, pour un même signal RF transmis par la balise 110 : une première version 150 du signal RF est reçue par la base 120 avec une latence de propagation Ll dépendant de la distance séparant la base 120 de ladite balise 110 au moment où ledit signal RF est transmis par la balise 110 ; une seconde version 151 du signal RF est reçue par la base 121 avec une latence de propagation L2 dépendant de la distance séparant la base 121 de ladite balise 110 au moment où ledit signal RF est transmis par la balise 110 ; et une troisième version 152 du signal RF est reçue par la base 122 avec une latence de propagation L3 dépendant de la distance séparant la base 122 de ladite balise 110 au moment où ledit signal RF est transmis par la balise 110.  The real-time location system RTLS 100 comprises at least three bases 120, 121, 122 to locate beacons within a predefined perimeter. The positions of the bases 120, 121, 122 are fixed and known from a central computer 130. The bases 120, 121, 122 are connected to the central computer 130 by means of permanent links or wireless wire. Through these permanent links, the bases 120, 121, 122 can transmit to the central computer 130 information relating to RF signals picked up by the bases 120, 121, 122 and can benefit from a common reference clock. At least one beacon 110 is present in said predefined perimeter and transmits RF signals, as described below in relation to FIGS. 6 and 7. Several bases of the system then capture the RF signals transmitted by the beacon 110, each RF signal to be received by at least three (or four) beacons to enable real-time location of the beacon in a plane. (respectively in three-dimensional space). Each RF signal transmitted by the beacon 110 undergoes different propagation latencies to reach said bases. Thus, for the same RF signal transmitted by the beacon 110: a first version 150 of the RF signal is received by the base 120 with a propagation latency Ll depending on the distance separating the base 120 from said beacon 110 at the time when said RF signal is transmitted by the beacon 110; a second version 151 of the RF signal is received by the base 121 with a propagation delay L2 depending on the distance separating the base 121 from said beacon 110 at the moment when said RF signal is transmitted by the beacon 110; and a third version 152 of the RF signal is received by the base 122 with a propagation delay L3 dependent on the distance separating the base 122 from said beacon 110 at the moment when said RF signal is transmitted by the beacon 110.
À chaque réception d'un signal RF en provenance d'une balise du système de localisation temps-réel RTLS 100, la base concernée transfère ensuite au calculateur central 130 au moins les données suivantes :  Each time an RF signal is received from a beacon of the real-time location system RTLS 100, the base concerned then transfers to the central computer 130 at least the following data:
- instant 't' de la réception dudit signal RF d'après l'horloge de référence ; et - identifiant 'z' de ladite balise (chaque balise se distinguant par un identifiant qui lui est propre, contenu dans chaque signal RF transmis par ladite balise, et décodé en réception par chaque base recevant ledit signal RF). - instant 't' of the reception of said RF signal according to the reference clock; and identifying 'z' of said beacon (each beacon being distinguished by an identifier of its own, contained in each RF signal transmitted by said beacon, and decoded on reception by each base receiving said RF signal).
Le calculateur central 130 est en charge de centraliser ces informations en provenance des différentes bases du système de localisation temps-réel RTLS 100, et d'en déduire la position précise de la balise d'identifiant 'z' grâce à un algorithme de localisation (triangulation, multilatération) utilisant comme variables d'entrées les différences des temps d'arrivée TDOA (« Time Différence Of Arrivai » en anglais) dudit signal RF au niveau des différentes bases ayant reçu ledit signal RF.  The central computer 130 is in charge of centralizing this information from the different bases of the real-time location system RTLS 100, and from deducing the precise position of the identifier tag 'z' by means of a location algorithm ( triangulation, multilateration) using as input variables the differences in TDOA arrival times ("Time Difference Of Arrival") of said RF signal at the different bases having received said RF signal.
La Fig. 2 illustre schématiquement un exemple d'architecture de la balise 1 10, applicable à toute autre balise du système de localisation temps-réel RTLS 100. Dans un mode de réalisation préféré, aucune balise du système de localisation temps-réel RTLS 100 n'est adaptée pour recevoir des signaux RF (pas de voie de retour depuis les bases vers les balises) ; les balises sont alors uniquement adaptées pour transmettre des signaux RF, comme détaillé ci-après en relation avec les Figs. 6 et 7. La Fig. 2 s'attache donc à présenter une chaîne de transmission de tels signaux RF.  Fig. 2 schematically illustrates an exemplary architecture of the beacon 1 10, applicable to any other beacon RTLS 100 real-time localization system. In a preferred embodiment, no beacon RTLS 100 real-time localization system is adapted to receive RF signals (no return path from the bases to the beacons); the beacons are then adapted only to transmit RF signals, as detailed below in relation to FIGS. 6 and 7. FIG. 2 is therefore concerned with presenting a chain of transmission of such RF signals.
Selon l'exemple de la Fig. 2, la balise 1 10 comporte un module de traitement numérique en bande de base 201 qui génère un signal numérique d'échantillons complexes (I+j*Q) ayant donc une composante réelle (ï) et une composante imaginaire (Q), dans le cadre d'une modulation numérique par changement de phase à quatre états de type QPSK (« Quaternary Phase-Shift Keying » en anglais). Le signal numérique d'échantillons complexes (I+j*Q) à transmettre lors de chaque réveil de la balise 1 10 est soit lu par le module de traitement numérique en bande de base 201 à partir d'une mémoire non-volatile où les échantillons ont été préalablement sauvegardés, ou préférentiellement généré au fil de l'eau par un registre à décalages (évitant ainsi un surcoût mémoire). Cette approche permet d'alléger les traitements numériques faits en bande de base. Conformément au théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon, les échantillons de ce signal numérique sont générés avec une fréquence d'échantillonnage au moins égale au double de la fréquence maximale présente dans ce signal numérique.  According to the example of FIG. 2, the beacon 1 10 comprises a baseband digital processing module 201 which generates a digital signal of complex samples (I + j * Q) thus having a real component (I) and an imaginary component (Q), in the framework of a four-state phase shift digital modulation of QPSK ("Quaternary Phase-Shift Keying") type. The digital signal of complex samples (I + j * Q) to be transmitted on each wakeup of the beacon 1 10 is read by the digital baseband processing module 201 from a non-volatile memory where the samples were previously saved, or preferentially generated over the water by a shift register (thus avoiding memory overhead). This approach makes it possible to reduce digital processing done in baseband. According to the Nyquist-Shannon sampling theorem, the samples of this digital signal are generated with a sampling frequency at least equal to twice the maximum frequency present in this digital signal.
Le signal numérique complexe (J+j*Q) issu du module de traitement numérique en bande de base 201 est ensuite traité par un module de changement de rythme 202 constitué de filtres interpolateurs et/ou décimateurs, de manière à adapter le taux d'échantillonnage en fonction des besoins de transmission du signal RF par la balise 1 10. Le signal numérique complexe (I+j*Q) issu du module de changement de rythme 202 est ensuite converti en un signal analogique complexe (Ia+j*Qa) à l'aide d'un couple de convertisseurs analogique-numérique DAC (« Digital-to-Analog Converter » en anglais) 203, 204. Le signal analogique (Ia) issu du convertisseur analogique numérique DAC 203 est ensuite filtré par un filtre passe-bas analogique 205. De même, le signal analogique (Qa) issu du convertisseur analogique numérique DAC 204 est ensuite filtré par un filtre passe-bas analogique 206. Un mixeur 207 récupère le signal analogique filtré par le filtre passe-bas analogique 205 pour moduler une fréquence porteuse fo fournie par un oscillateur local 209. Un mixeur 208 récupère le signal analogique filtré par le filtre passe-bas analogique 206 pour moduler la fréquence porteuse fo fournie par l'oscillateur local 209. Les mixeurs 207, 208 sont utilisés en quadrature de phase grâce à un module 210 de déphasage à 90°. Les signaux issus des mixeurs 207, 208 sont ensuite sommés par un module additionneur 21 1 afin de créer un signal RF sur porteuse. Le signal RF sur porteuse ainsi généré est alors amplifié en puissance par un amplificateur 212, puis filtré par un filtre passe- bande (« bandpass filter » en anglais) 213 afin d'éviter des fuites spectrales sur des bandes de fréquences adjacentes à la bande de fréquences sur laquelle le signal RF est attendu. Le signal RF sur porteuse en sortie du filtre passe-bande 213 est ensuite transmis à une antenne 214, afin d'être diffusé au sein du système de localisation temps-réel RTLS 100. The complex digital signal (J + j * Q) from the digital baseband processing module 201 is then processed by a rate change module 202 made up of interpolator and / or decimator filters, so as to adapt the rate of change. sampling according to the RF signal transmission needs by the beacon The complex digital signal (I + j * Q) from the rate change module 202 is then converted to a complex analog signal (I a + j * Q a ) using a pair of analog converters. digital-to-analog converter DAC ("Digital-to-Analog Converter" in English) 203, 204. The analog signal (I a ) from the analog digital converter DAC 203 is then filtered by an analog low-pass filter 205. Similarly, the signal analog (Q a ) derived from the digital analog converter DAC 204 is then filtered by an analog low-pass filter 206. A mixer 207 recovers the analog signal filtered by the analog low-pass filter 205 to modulate a carrier frequency fo provided by an oscillator 209. A mixer 208 recovers the analog signal filtered by the analog low-pass filter 206 to modulate the carrier frequency fo provided by the local oscillator 209. The mixers 207, 208 are used in phase quadrature thanks to a module 210 of FIG. Depha wise at 90 °. The signals from the mixers 207, 208 are then summed by an adder module 21 1 in order to create an RF signal on the carrier. The carrier-generated RF signal thus generated is then amplified in power by an amplifier 212 and then filtered by a bandpass filter 213 in order to avoid spectral leakage on frequency bands adjacent to the band. frequency on which the RF signal is expected. The carrier-borne RF signal at the output of the band-pass filter 213 is then transmitted to an antenna 214, in order to be broadcast within the RTLS 100 real-time localization system.
La Fig. 3 illustre schématiquement un exemple d'architecture de la base 120, applicable à toute autre base du système de localisation temps-réel RTLS 100. Dans un mode de réalisation préféré, aucune balise du système de localisation temps-réel RTLS 100 n'est adaptée pour recevoir des signaux RF (pas de voie de retour depuis les bases vers les balises) ; les bases sont alors uniquement adaptées pour recevoir des signaux RF, comme détaillé ci-après en relation avec la Fig. 8. La Fig. 3 s'attache donc à présenter une chaîne de réception de tels signaux RF.  Fig. 3 schematically illustrates an exemplary architecture of the base 120, applicable to any other base RTLS 100 real-time localization system. In a preferred embodiment, no beacon of RTLS 100 real-time localization system is adapted. to receive RF signals (no return path from the bases to the beacons); the bases are then only adapted to receive RF signals, as detailed below in connection with FIG. 8. FIG. 3 is therefore concerned with presenting a reception chain of such RF signals.
La base 120 comporte une antenne 301 via laquelle la base 120 reçoit des signaux RF transmis par des balises du système de localisation temps-réel RTLS 100, comme par exemple la balise 1 10. Après réception via l'antenne 301 , le signal RF sur la fréquence porteuse fo est amplifié par un amplificateur faible bruit LNA (« Low Noise Amplifier » en anglais) 302, puis filtré par un filtre passe-bande 303. Le signal RF ainsi filtré est ensuite ramené directement (i.e. en conversion directe) en bande de base grâce à deux mixeurs 304, 305 utilisés en quadrature de phase grâce à un module 307 de déphasage à 90°. Les deux mixeurs 304, 305 sont alimentés par un générateur de fréquence 306 oscillant à une fréquence égale à la fréquence porteuse f. Les deux mixeurs 304, 305 ramènent ainsi le signal RF de la fréquence porteuse fo à la fréquence nulle (transposition de fréquence en bande de base). Les composantes (réelle (I) et imaginaire (0) du signal complexe (I+j*Q) analogique en bande de base sont ensuite filtrées par des filtres passe-bas respectifs 308, 309, puis amplifiées par des amplificateurs à gain variable VGA (« Variable Gain Amplifier » en anglais) respectifs 310, 31 1 , avant d'être numérisées par des convertisseurs analogique- numérique ADC (« Analog-to -Digital Converter » en anglais) respectifs 312, 313. Un module de filtrage multi-rythme 314, comme détaillé par la suite en relation avec les Figs. 4 et 5, effectue un filtrage et une conversion de fréquence d'échantillonnage sur les signaux en sortie des convertisseurs analogique-numérique ADC 312, 313. Le module de filtrage multi-rythme 314 délivre alors des échantillons complexes (/+/*0 en bande de base cadencés au rythme requis par le théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon, permettant ainsi à un même module de traitement numérique en bande de base 315 de mener (potentiellement en parallèle) des traitements numériques sur signal RF bande-étroite et sur signal RF large-bande. The base 120 comprises an antenna 301 via which the base 120 receives RF signals transmitted by beacons of the real-time location system RTLS 100, such as the beacon 1 10. After reception via the antenna 301, the RF signal on the carrier frequency fo is amplified by a low noise amplifier LNA ("Low Noise Amplifier" in English) 302, then filtered by a band-pass filter 303. The RF signal thus filtered is then brought back directly (ie in direct conversion) to a band basic thanks to two mixers 304, 305 used in quadrature phase thanks to a module 307 phase shift at 90 °. The two mixers 304, 305 are powered by a frequency generator 306 oscillating at a frequency equal to the carrier frequency f. The two mixers 304, 305 thus bring the RF signal from the carrier frequency fo to the zero frequency (baseband frequency translation). The real (I) and imaginary (0) components of the base band analog complex signal (I + j * Q) are then filtered by respective low-pass filters 308, 309 and amplified by VGA variable gain amplifiers. ("Variable Gain Amplifier" in English) respectively 310, 31 1, before being digitized by analog-digital converters ADC ("Analog-to-Digital Converter" in English) respectively 312, 313. A multi-filter module The timing 314, as further detailed in relation to Figs 4 and 5, performs filtering and sampling rate conversion on the output signals of the ADC ADCs 312, 313. The multichannel filtering module Rhythm 314 then delivers complex samples (/ + / * 0 in baseband clocked at the rate required by the Nyquist-Shannon sampling theorem, thus allowing the same baseband digital processing module 315 to conduct (potentially in parallel) digital processing on narrow-band RF and RF broadband signals.
La Fig. 4 illustre schématiquement un agencement du module de filtrage multi- rythme 314 et du module de traitement numérique en bande de base 315, au sein de la base 120, applicable à toute autre base du système de localisation temps-réel RTLS 100.  Fig. 4 schematically illustrates an arrangement of the multi-rate filtering module 314 and the baseband digital processing module 315 within the base 120, applicable to any other base of the real-time location system RTLS 100.
Le module de filtrage multi-rythme 314 comporte une cascade de trois étages de changement de rythme 401 , 402, 403 successifs, chacun desdits étages étant composé de filtres interpolateurs et/ou décimateurs. L'étage de changement de rythme 401 reçoit en entrée les échantillons en provenance du convertisseur analogique- numérique ADC 312 ou 313, c'est-à-dire pour une des composantes (réelle (I) ou imaginaire (0) des échantillons complexes (I+j*Q) en bande de base. La sortie de l'étage 401 est connectée à l'entrée de l'étage de changement de rythme 402 et la sortie de l'étage 402 est connectée à l'entrée de l'étage de changement de rythme 403. La sortie de l'étage de changement de rythme 403 est connectée à un module de traitement de symboles de préambule 41 1 , qui est inclus dans le module de traitement numérique en bande de base 315. La sortie de l'étage de changement de rythme 402 est en outre connectée à un module de traitement de symboles de synchronisation 412, qui est aussi inclus dans le module de traitement numérique en bande de base 315. La sortie de l'étage de changement de rythme 401 est en outre connectée à un module de traitement de symboles de localisation 413, qui est aussi inclus dans le module de traitement numérique en bande de base 315. The multi-rhythm filtering module 314 comprises a cascade of three stages of change of rhythm 401, 402, 403 successive, each of said stages being composed of interpolator filters and / or decimators. The rate-change stage 401 receives, as input, the samples coming from the analog-digital converter ADC 312 or 313, that is to say for one of the components (real (I) or imaginary (0) of the complex samples ( I + j * Q) in baseband The output of stage 401 is connected to the input of the rate change stage 402 and the output of stage 402 is connected to the input of the stage. timing change stage 403. The output of the rate change stage 403 is connected to a preamble symbol processing module 41 1, which is included in the baseband digital processing module 315. The output of the rate change stage 402 is further connected to a synchronization symbol processing module 412, which is also included in the baseband digital processing module 315. The The output of the rate change stage 401 is further connected to a location symbol processing module 413, which is also included in the baseband digital processing module 315.
La Fig. 4 se limite à un agencement adapté à traiter les échantillons d'une seule composante (réelle (I) ou imaginaire (0) du signal complexe (J+j*Q) en bande de base, par souci de simplicité de la Fig. 4. Un agencement similaire reliant une cascade de trois étages de changement de rythme (respectivement connectés au module de traitement de symboles de préambule 411, au module de traitement de symboles de synchronisation 412 et au module de traitement de symboles de localisation 413) est aussi implémenté pour l'autre composante du signal complexe (J+j*Q) en bande de base.  Fig. 4 is limited to an arrangement adapted to process samples of a single component (real (I) or imaginary (0) of the complex signal (J + j * Q) in baseband, for the sake of simplicity of FIG. A similar arrangement connecting a cascade of three rate change stages (respectively connected to the preamble symbol processing module 411, the synchronization symbol processing module 412 and the location symbol processing module 413) is also implemented. for the other component of the complex signal (J + j * Q) in baseband.
Dans un mode de réalisation préféré, cet agencement simple n'inclut, au niveau changement de rythme, que des étages de décimation. Cet agencement ne fonctionne donc que si on passe d'un étage à l'autre par une décimation d'un facteur entier, c'est- à-dire si des fréquences d'échantillonnage correspondant respectivement aux opérations de décimation effectuées par les étages de changement de rythme 401, 402, 403 sont choisies multiples entre elles. Si l'on note Fsi la fréquence d'échantillonnage en sortie de l'étage de changement de rythme 403, ¾ la fréquence d'échantillonnage en sortie de l'étage de changement de rythme 402, ¾ la fréquence d'échantillonnage en sortie de l'étage de changement de rythme 401, et FSADC la fréquence d'échantillonnage en sortie des convertisseurs analogique-numérique ADC 312, 313, alors ces fréquences d'échantillonnage sont liées comme suit : FSADC = DA * FS3, Fs3 = DB * Fs2 et Fs2 = Dc * Fsi, où DÂ, DB et Dc sont des facteurs de décimation entiers strictement positifs. Si l'un au moins parmi les facteurs de décimation DÂ, DB ou De équivaut à la valeur « 1 », il n'y a alors pas de changement de rythme correspondant, et l'étage de changement de rythme correspondant peut être remplacé par un fil. In a preferred embodiment, this simple arrangement includes, at the rate change level, only decimation stages. This arrangement therefore works only if one goes from one stage to another by decimation of an integer factor, that is to say if sampling frequencies respectively corresponding to the decimation operations carried out by the stages of change of pace 401, 402, 403 are chosen multiple between them. If Fsi is the sampling rate at the output of the rate change stage 403, the sampling frequency at the output of the rate changing stage 402, the sampling frequency at the output of the rate change stage 401, and FS ADC the output sample rate of the ADC ADCs 312, 313, then these sampling frequencies are related as follows: FS AD C = D A * FS3, Fs3 = D B * Fs2 and Fs2 = D c * Fsi, where D A, D B and D C are factors of positive integers decimation. If at least one of the factors decimation  D, B or D De equal to the value "1", then there is no corresponding change in rhythm, and the corresponding rate of change of floor can be replaced by a wire.
Comme détaillé ci-après en relation avec la Fig. 8, le module de traitement de symboles de préambule 411 est actif en permanence. Lorsque le module de traitement de symboles de préambule 411 reconnaît un symbole de préambule attendu dans un signal RF reçu, le module de traitement de symboles de préambule 411 active le module de traitement de symboles de synchronisation 412. De même, lorsque le module de traitement de symboles de synchronisation 412 reconnaît un ou plusieurs symboles de synchronisation dans le signal RF reçu, le module de traitement de symboles de synchronisation 412 active le module de traitement de symboles de localisation 413. Le module de traitement de symboles de synchronisation 412 et le module de traitement de symboles de localisation 413 se mettent en mode d'économie d'énergie lorsque leurs traitements respectifs sont achevés. As detailed below with reference to FIG. 8, the preamble symbol processing module 411 is permanently active. When the preamble symbol processing module 411 recognizes an expected preamble symbol in a received RF signal, the preamble symbol processing module 411 activates the synchronization symbol processing module 412. Similarly, when the processing module of synchronization symbols 412 recognizes one or more synchronization symbols in the received RF signal, the processing module of Synchronization symbols 412 activate the location symbol processing module 413. The synchronization symbol processing module 412 and the location symbol processing module 413 enter a power saving mode when their respective processes are completed. .
La Fig. 5 illustre schématiquement un autre exemple d'agencement du module de filtrage multi-rythme 314 et du module de traitement numérique en bande de base 315, c'est-à-dire de la partie de la chaîne de réception de la base 120 qui correspond à des traitements numériques.  Fig. 5 schematically illustrates another example of arrangement of the multi-rate filtering module 314 and the digital baseband processing module 315, that is to say of the part of the reception chain of the base 120 which corresponds to to digital treatments.
Selon l'agencement de la Fig. 5, la base 120 comprend alors, reliés par un bus de communication 520 : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) 510 ; une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais) 511 ; une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais) 512 ; une unité de stockage ou un lecteur de support de stockage, tel qu'un lecteur de cartes SD (« Secure Digital » en anglais) 513 ; une interface 514 permettant à la base 120 de recevoir des signaux RF en provenance de balises présentes dans le système de localisation temps-réel RTLS 100, d'appliquer des filtrages sur ces signaux RF et d'en effectuer des échantillonnages. Par analogie avec l'architecture présentée en Fig. 3, l'interface 514 correspond alors à la partie analogique de la chaîne de réception de la base 120 (allant de l'antenne 301 aux convertisseurs analogique-numérique ADC 312, 313). On peut noter que la base 120 comporte en outre une interface (non représentée) de communication avec le calculateur central 130.  According to the arrangement of FIG. 5, the base 120 then comprises, connected by a communication bus 520: a processor or CPU ("Central Processing Unit" in English) 510; a Random Access Memory (RAM) 511; a ROM (Read Only Memory) 512; a storage unit or a storage medium reader, such as a Secure Digital (SD) card reader 513; an interface 514 enabling the base 120 to receive RF signals from beacons present in the RTLS real-time localization system 100, to apply filtering on these RF signals and to carry out sampling. By analogy with the architecture presented in FIG. 3, the interface 514 then corresponds to the analog part of the reception channel of the base 120 (going from the antenna 301 to the analog-digital converters ADC 312, 313). It may be noted that the base 120 further comprises an interface (not shown) for communication with the central computer 130.
Le processeur 510 est capable d'exécuter des instructions chargées dans la RAM 511 à partir de la ROM 512, d'une mémoire externe (non représentée), d'un support de stockage (tel qu'une carte SD), ou d'un réseau de communication. Lorsque la base 120 est mise sous tension, le processeur 510 est capable de lire de la RAM 511 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d'ordinateur causant la mise en œuvre, par le processeur 510, de tout ou partie du filtrage multi- rythme et du traitement numérique en bande de base.  The processor 510 is capable of executing instructions loaded into the RAM 511 from the ROM 512, an external memory (not shown), a storage medium (such as an SD card), or a communication network. When the base 120 is turned on, the processor 510 is able to read instructions from RAM 511 and execute them. These instructions form a computer program causing the processor 510 to implement all or part of the multi-rate filtering and the digital baseband processing.
Tout ou partie du filtrage multi-rythme et du traitement numérique en bande de base peut ainsi être implémenté sous forme logicielle par exécution d'un ensemble d'instructions par une machine programmable, par exemple un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur, ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, par exemple un FPGA (« Field- Programmable Gâte Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specifïc Integrated Circuit » en anglais). All or part of the multi-rate filtering and the digital baseband processing can thus be implemented in software form by executing a set of instructions by a programmable machine, for example a DSP ("Digital Signal Processor"). or a microcontroller, or be implemented in hardware form by a machine or a dedicated component, for example an FPGA ("Field- Programmable Gâte Array ") or an ASIC (" Application-Specifïc Integrated Circuit ").
La Fig. 6 illustre schématiquement un algorithme de transmission de signaux RF, implémenté par chaque balise du système de localisation temps-réel RTLS 100. Considérons, de manière illustrative, que l'algorithme de la Fig. 6 est implémenté par la balise 110.  Fig. 6 schematically illustrates an RF signal transmission algorithm implemented by each beacon of the RTLS 100 real-time location system. Let us consider, illustratively, that the algorithm of FIG. 6 is implemented by the tag 110.
Dans une étape 600, la balise 110 se réveille. En effet, préférentiellement, de manière à réduire la consommation énergétique de la balise 110 par rapport à une alimentation constante de ladite balise 110, la balise 110 se réveille de manière sporadique pour permettre la transmission d'un signal RF destiné à permettre au calculateur central 130 d'obtenir une estimation de la position géographique de la balise 110, et est en veille (« stand-by » en anglais) le reste du temps. Il en résulte que la transmission de signaux RF par la balise 110 se fait de manière asynchrone, à des instants inconnus des bases. En pratique, la balise 110 se réveille à des instants pseudo-aléatoires séparés entre eux, en moyenne, d'une période définie selon la vitesse de rafraîchissement de localisation souhaitée, par exemple une seconde. Cela signifie que la balise 110 comporte un ensemble (réduit au minimum) de composants électroniques alimentés en permanence, faisant passer en mode de fonctionnement nominal les autres composants électroniques de la balise 110 lorsque la balise 110 doit être réveillée et faisant passer en mode d'économie d'énergie lesdits autres composants électroniques lorsque la balise 110 doit être mise en veille. Typiquement, les instants de réveil de la balise 110 sont définis par activation d'une temporisation de durée prédéfinie à la mise en mode d'économie d'énergie desdits autres composants électroniques. On peut noter que, comme les instants de réveil de la balise 110 sont a priori inconnus des bases, lesdites bases doivent être en permanence capables de capter d'éventuels signaux RF en provenance de la balise 110 (ou de toute autre balise du système de localisation temps-réel RTLS 100).  In a step 600, the beacon 110 wakes up. Indeed, preferably, so as to reduce the energy consumption of the beacon 110 relative to a constant supply of said beacon 110, the beacon 110 wakes sporadically to allow the transmission of an RF signal intended to allow the central computer 130 to obtain an estimate of the geographical position of the beacon 110, and is standby ("stand-by" in English) the rest of the time. As a result, the transmission of RF signals by the beacon 110 is done asynchronously at times unknown bases. In practice, the beacon 110 wakes up at pseudo-random times separated from each other, on average, by a period defined according to the desired location refresh rate, for example a second. This means that the beacon 110 comprises a set (minimized) of continuously powered electronic components, causing the other electronic components of the beacon 110 to switch to the nominal operating mode when the beacon 110 is to be woken up and in the mode of operation. energy saving said other electronic components when the beacon 110 is to be put on standby. Typically, the awakening instants of the beacon 110 are defined by activating a predefined duration time delay when the other electronic components are put in the energy saving mode. It may be noted that, since the awakening instants of the beacon 110 are a priori unknown to the bases, said bases must be permanently capable of receiving any RF signals coming from the beacon 110 (or any other beacon of the beacon system). real-time location RTLS 100).
Dans une étape 601 suivante, la balise 110 transmet un symbole de préambule. Le symbole de préambule est constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques. Le symbole de préambule est basé sur la répétition d'une séquence binaire (à valeurs dans ±1) pseudo-aléatoire, appelée ici code C, et que l'on retrouve généralement sous la dénomination anglo-saxonne « PN code » (pour « Pseudo Noise code »). Le code C est préférentiellement une séquence à longueur maximale, appelée m-séquence. Le code C est de longueur N éléments, aussi appelés « bribes » (« chips » en anglais). Une bribe se rapporte à une impulsion rectangulaire d'un code, comme communément admis dans les systèmes à accès multiple par répartition en code (« Code Division Multiple Access » en anglais, ou CDMA). Un bloc est alors défini comme une occurrence de ce code C. In a next step 601, the beacon 110 transmits a preamble symbol. The preamble symbol consists of a plurality of identical M successive blocks. The preamble symbol is based on the repetition of a binary sequence (with values in ± 1) pseudo-random, here called code C, and which is generally found under the name "PN code" (for " Nickname Noise code "). The code C is preferably a sequence with a maximum length, called m-sequence. Code C is of length N elements, also called "chips"("chips") in English). A snippet refers to a rectangular pulse of a code, as commonly accepted in code division multiple access (CDMA) systems. A block is then defined as an occurrence of this code C.
Lorsque le code C prend la forme d'une m-séquence, le code C est très facilement généré au moyen d'un registre à décalages - composé d'un nombre entier de bits au moins égal à [ log2 (N) ] où M représente l'arrondi de la valeur x à l'entier supérieur - et présente de très bonnes propriétés d'autocorrélation, rendant sa détection (côté réception) peu coûteuse au moyen d'un corrélateur relativement court. Le symbole de préambule permet de récupérer en réception la synchronisation bloc, c'est- à-dire de déterminer à quel instant commence effectivement un bloc dans le flux des échantillons reçus. Le même code C étant répété successivement M fois, la sortie d'un corrélateur bloc recherchant le code C fait idéalement apparaître M pics de corrélation, indiquant alors en réception le cadencement des blocs et l'instant de début de chacun d'entre eux dans le flux des échantillons reçus. À cause de l'éloignement et des fluctuations des conditions de transmission entre la balise 110 et la base 120, une intégration cohérente de M blocs successifs (soit le symbole de préambule complet) est nécessaire pour faire ressortir au moins un pic de corrélation du niveau de bruit ambiant. When the C code takes the form of an m-sequence, the C code is very easily generated by means of a shift register - composed of an integer number of bits at least equal to [log 2 (N)] where M represents the rounding of the value x to the higher integer - and has very good autocorrelation properties, making its detection (receiving side) inexpensive by means of a relatively short correlator. The preamble symbol makes it possible to recover the block synchronization on reception, ie to determine at which instant a block actually begins in the flow of the received samples. The same code C being repeated successively M times, the output of a block correlator searching for the code C ideally shows M correlation peaks, then indicating in reception the timing of the blocks and the start time of each of them in the flow of the received samples. Because of the remoteness and fluctuations of the transmission conditions between the beacon 110 and the base 120, a coherent integration of M successive blocks (ie the complete preamble symbol) is necessary to bring out at least one level correlation peak. ambient noise.
On entend par intégration cohérente une sommation effectuée sur des mesures ou des observations du signal RF pendant une durée T durant laquelle des changements de phase du signal RF sont, de manière cumulée, inférieurs à une valeur seuil prédéfinie ΔΦΜΑΧ. La durée T est appelée temps de cohérence du signal RF. Par exemple, ΔΦΜΑΧ = 67°. Coherent integration is understood to mean a summation carried out on measurements or observations of the RF signal during a duration T during which phase changes of the RF signal are, cumulatively, less than a predefined threshold value ΔΦ ΜΑΧ . The duration T is called the coherence time of the RF signal. For example, ΔΦ ΜΑΧ = 67 °.
Le symbole de préambule, généré à une fréquence bribe (« chip frequency » en anglais) Fci, est transmis par la balise 110 avec une largeur de bande BWi. Le symbole de préambule, de longueur Pj = M * N bribes cadencées à la fréquence bribe Fci, a une durée Tsymbi = Pi /Fci de telle sorte que Tsymbi≥ Tsymb, où Tsymb représente la valeur minimum de durée symbole pour obtenir le gain de traitement Gp par intégration cohérente nécessaire à atteindre la portée visée par le système de localisation temps-réel RTLS 100. Le gain de traitement Gp est proportionnel au produit BW * Tsymb, où BW est la largeur de bande de fréquences occupée par le signal RF considéré, et Tsymb la durée d'intégration cohérente sur un symbole en réception : En considérant par exemple que le gain de traitement Gp est égal à 41 dB (i.e. 12 500 en linéaire) au minimum pour atteindre une portée de 1 km en espace libre avec un signal de largeur de bande BWi égale à 2,5 MHz, il vient qu'une intégration cohérente sur une durée Tsymbi≥ Tsymb = 5 ms est requise en réception. The preamble symbol, generated at a chip frequency ("chip frequency" in English), is transmitted by the beacon 110 with a bandwidth BWi. The preamble symbol, of length Pj = M * N chips, clocked at the chip frequency Fci, has a duration T sym bi = Pi / Fci such that T sym bi≥T sym b, where T sym b represents the minimum value of symbol duration to obtain the Gp processing gain by coherent integration necessary to reach the range targeted by the real-time location system RTLS 100. The processing gain Gp is proportional to the product BW * T sym b, where BW is the width frequency band occupied by the RF signal considered, and T sym b the coherent integration time on a symbol in reception: Considering, for example, that the processing gain Gp is equal to 41 dB (ie 12,500 in linear) at least to reach a range of 1 km in free space with a signal of BWi bandwidth equal to 2.5 MHz, It follows that a coherent integration over a duration T sym bi T T sym b = 5 ms is required in reception.
En considérant la mise en forme réalisée par les filtres passe-bas analogiques Considering the formatting performed by analog low-pass filters
205 et 206, les grandeurs de largeur de bande BW et de fréquence bribe Fc sont liées au travers d'un coefficient de retombée (« roll-off factor » en anglais) β de la manière suivante : 205 and 206, the bandwidth BW and fcb frequency variables are linked through a roll-off factor β in the following manner:
BW  BW
Pour un filtre d'émission considéré, le coefficient de retombée β est une constante, de valeur typiquement située entre 0 et 1, donnant une mesure d'un excès de largeur de bande dudit filtre d'émission considéré, i.e. la largeur de bande occupée au-delà de la largeur de bande minimale (dite de Nyquist) égale à Fc : une valeur du coefficient de retombée β proche de « 0 » permet de réduire l'occupation spectrale du signal RF transmis (en se rapprochant de la largeur de bande de Nyquist, au prix d'une longue réponse impulsionnelle du filtre), tandis que le signal RF transmis a un spectre moins concentré en fréquence si la valeur du coefficient de retombée β se rapproche de « 1 », mais avec l'avantage d'une courte réponse impulsionnelle. Il convient de noter que pour un système de localisation temps-réel RTLS 100 dont la portée est fixée (par exemple 1 km) et avec un coefficient de retombée β constant, la valeur minimum de durée d'intégration symbole Tsymb (par exemple 5 ms) est valide quelle que soit la valeur de largeur de bande B W considérée : en effet, doubler la valeur de la fréquence bribe Fc induit une multiplication par deux du gain de traitement Gp (le nombre de bribes doublant pour une même durée d'intégration). Dans le même temps, la largeur de bande occupée BW est, elle-aussi, multipliée par deux, puisque le coefficient de retombée β est constant. For a given emission filter, the drop coefficient β is a constant, typically between 0 and 1, giving a measurement of an excess of bandwidth of said transmission filter considered, ie the occupied bandwidth beyond the minimum bandwidth (called Nyquist bandwidth) equal to Fc: a value of the fallout coefficient β close to "0" makes it possible to reduce the spectral occupancy of the transmitted RF signal (by approaching the bandwidth of Nyquist, at the cost of a long impulse response of the filter), whereas the transmitted RF signal has a spectrum less frequency-concentrated if the value of the coefficient of fall-out β approaches "1", but with the advantage of a short impulse response. It should be noted that for an RTLS real-time localization system 100 whose range is fixed (for example 1 km) and with a constant coefficient of fallout β, the minimum value of integration time symbol T sym b (for example 5ms) is valid regardless of the value of the BW bandwidth considered: in fact, doubling the value of the chip frequency Fc induces a doubling of the processing gain Gp (the number of chips doubling for the same duration of time). integration). At the same time, the occupied bandwidth BW is also doubled, since the fallout coefficient β is constant.
L'ordre n du code C est une des variables de dimensionnement du système de localisation temps-réel RTLS 100, et correspond à un compromis entre différents critères relatifs notamment aux propriétés spectrales des signaux RF transmis par les balises, aux performances de détection, et à la complexité de calcul requise en réception. La longueur N = 2" - 1 du code C doit ainsi:  The order n of the code C is one of the sizing variables of the RTLS real-time localization system 100, and corresponds to a compromise between different criteria relating in particular to the spectral properties of the RF signals transmitted by the beacons, to the detection performances, and the computation complexity required in reception. The length N = 2 "- 1 of the code C must thus:
• avoir une longueur suffisamment grande pour que les signaux RF transmis présentent un spectre fréquentiel le plus plat possible de manière à réduire les perturbations vis-à-vis des autres utilisateurs de la bande de fréquences. En effet, le symbole de préambule étant périodique, son spectre est discret (non-continu) et composé de N raies spectrales : plus N est grand, plus le nombre de raies est important, chaque raie étant alors d'autant moins puissante; • Have a sufficiently large length so that the transmitted RF signals have a spectrum as flat as possible in order to reduce disturbances vis-à-vis other users of the frequency band. Indeed, the preamble symbol being periodic, its spectrum is discrete (non-continuous) and composed of N spectral lines: the larger N is, the greater the number of lines is important, each line then being all the less powerful;
• avoir une longueur supérieure à l'étalement temporel du canal de propagation (lié au caractère bande-étroite de la transmission du symbole de préambule), de manière à bien distinguer en réception la position temporelle grossière du paquet d'énergie au milieu de bruit ;  • have a length greater than the time spreading of the propagation channel (linked to the band-narrow character of the transmission of the preamble symbol), so as to distinguish in reception the coarse time position of the energy packet in the middle of the noise ;
• avoir une longueur suffisante pour supporter plusieurs fois la portée visée par le système de localisation temps-réel RTLS 100. On évite ainsi qu'une copie du signal RF réfléchie sur un obstacle lointain puisse venir perturber la détermination d'instant d'arrivée du signal RF en étant pris, par repliement temporel, pour la copie du signal RF ayant emprunté le trajet le plus court (trajet direct). En ciblant, par exemple, une portée en espace libre de 1 km, la longueur du code C peut être choisie de manière à tolérer au minimum 10 km de portée. La conversion de cette portée à supporter en un temps exprimé en bribes cadencées à la fréquence bribe Fci est donc fonction de la fréquence bribe Fci choisie pour le symbole de préambule;  • be of sufficient length to support several times the range targeted by the real-time location system RTLS 100. This avoids a copy of the RF signal reflected on a distant obstacle can disturb the determination of arrival time of the RF signal being taken, by time folding, for the copy of the RF signal having borrowed the shortest path (direct path). By targeting, for example, a range in free space of 1 km, the length of the code C can be chosen to tolerate a minimum of 10 km range. The conversion of this range to support in a time expressed in chips at the chip frequency Fci is therefore a function of the chip frequency Fci chosen for the preamble symbol;
• avoir une longueur suffisamment grande pour que la plage de dynamique DR (« Dynamic Range » en anglais) de la puissance de la réponse impulsionnelle estimée soit suffisamment élevée. D'après les propriétés d'autocorrélation d'un code C de type m-séquence, la plage de dynamique de la puissance de la réponse impulsionnelle estimée après corrélation-bloc est égale à N2, soit au carré de la longueur N du code C. Plus l'ordre n est élevé, et plus la plage de dynamique DR est grande, rendant la détection des pics de corrélation plus facile en présence de bruit ; • Have a sufficiently large length so that the DR dynamic range (dynamic range) of the power of the estimated impulse response is sufficiently high. According to the autocorrelation properties of a m-sequence code C, the dynamic range of the power of the estimated impulse response after block-correlation is equal to N 2 , which is the square of the length N of the code C. The higher the order n, the greater the dynamic range DR, making the detection of correlation peaks easier in the presence of noise;
• avoir une longueur suffisamment petite pour modérer une éventuelle rotation de phase induite par un décalage fréquentiel (« frequency offset » en anglais) qui peut exister entre la balise émettrice du signal RF 110 et la base 120, et ainsi limiter la dégradation de rapport signal à bruit SNR (« Signal to Noise Ratio » en anglais) durant l'intégration cohérente sur la durée d'un bloc ;  Have a sufficiently small length to moderate a possible phase rotation induced by a frequency offset which can exist between the beacon transmitting the RF signal 110 and the base 120, and thus limit the signal ratio degradation SNR ("Signal to Noise Ratio") noise during the coherent integration over the duration of a block;
• avoir une longueur suffisamment petite pour alléger les opérations de détection (calcul de corrélation) en réception. La complexité des opérations de détection est en effet linéairement liée à la fréquence d'échantillonnage du signal RF, et aussi à la longueur N du code C. Néanmoins, il faut modérer cet aspect par le fait qu'une augmentation de la longueur N du code C, pour une longueur constante de symbole de préambule Pi = M * N bribes, permet de diminuer la valeur de M et par conséquent la complexité du traitement en réception de symboles de synchronisation, tels que transmis dans une étape 602 décrite ci-après. • have a sufficiently small length to lighten the detection operations (correlation calculation) in reception. The complexity of the detection operations is in fact linearly related to the sampling frequency of the RF signal, and also to the length N of the C code. Nevertheless, this aspect must be moderated by the fact that an increase in the length N of the code C, for a constant length of preamble symbol Pi = M * N bits, makes it possible to decrease the value of M and consequently the complexity of the processing in reception of synchronization symbols, as transmitted in a step 602 described below.
Selon un exemple de réalisation, le code C est d'ordre n = 7, chaque bloc étant alors composé de N= 127 bribes cadencées à la fréquence bribe Fcj.  According to an exemplary embodiment, the code C is of order n = 7, each block then being composed of N = 127 chips clocked at the chip frequency Fcj.
Une fois définie la longueur N du code C, la quantité M de blocs répétés est dérivée du gain de traitement Gp attendu pour atteindre la portée visée par le système de localisation temps-réel RTLS 100. De plus, dans un mode de réalisation préféré, M a une valeur égale à une puissance de deux pour faciliter l'implémentation.  Once the length N of the code C has been defined, the quantity M of repeated blocks is derived from the expected processing gain Gp in order to reach the range targeted by the real-time location system RTLS 100. Moreover, in a preferred embodiment, M has a value equal to a power of two to facilitate the implementation.
Comme calculé plus haut pour un exemple de réalisation visant une portée en espace libre de 1 km avec un signal de largeur de bande BWi de 2,5 MHz, une intégration cohérente est requise en réception sur une durée Tsymbi≥ Tsymb = 5 ms. Pour une fréquence bribe Fci égale par exemple à 1,625 Mcps (mega « chips » par seconde), cette durée d'intégration doit être supérieure ou égale à Tsymb * Fci = 8125 bribes cadencées à la fréquence bribe Fcj. Pour N= 127 bribes cadencées à la fréquence bribe Fci par bloc, un nombre minimum M = 64 blocs est donc nécessaire. As calculated above for an embodiment aiming at a range in free space of 1 km with a signal of bandwidth BWi of 2.5 MHz, a coherent integration is required in reception over a duration T symb i≥ T symb = 5 ms. For a chip frequency Fci equal for example to 1.625 Mcps (mega "chips" per second), this integration time must be greater than or equal to Tsymb * Fci = 8125 chips clocked at the frequency Fcj chip. For N = 127 chips clocked at the chip frequency Fci per block, a minimum number M = 64 blocks is therefore necessary.
Pour cet exemple de réalisation, le symbole de préambule transmis à l'étape 601 a une durée Tsymbi = 5,0018 ms, une longueur de Pi = 8128 bribes cadencées à la fréquence bribe Fci = 1,625 Mcps, et est composé de M = 64 répétitions successives du code C de longueur N= 127 bribes cadencées à la fréquence bribe Fcj. For this exemplary embodiment, the preamble symbol transmitted in step 601 has a duration T symb i = 5,0018 ms, a length Pi = 8128 chips clocked at the chip frequency Fci = 1.625 Mcps, and is composed of M = 64 successive repetitions of the code C of length N = 127 chips clocked at the frequency fcj Fcj.
M est le nombre entier minimum de blocs répétés nécessaires, préférentiellement sous forme d'une puissance de deux, pour que la durée Tsymbi du symbole de préambule soit supérieure ou égale à la durée Tsymb. Pour augmenter la probabilité de détection du symbole de préambule en réception, une amélioration optionnelle consiste à en allonger la durée d'émission en ajoutant un certain nombre entier M' de blocs. Les valeurs recommandées d'extension du préambule sont par exemple égales à 1/16, 1/8, 1/4 ou 1/2 de la valeur de M. M is the minimum integer number of repeated blocks required, preferably in the form of a power of two, so that the duration T symb i of the preamble symbol is greater than or equal to the duration T symb . To increase the probability of detection of the preamble symbol in reception, an optional improvement consists in extending the transmission duration by adding a certain number M 'of blocks. The recommended preamble extension values are for example equal to 1/16, 1/8, 1/4 or 1/2 of the value of M.
Dans le système de localisation temps-réel RTLS 100, le symbole de préambule transmis à l'étape 601 est exactement le même quelle qu'en soit la balise émettrice : le symbole de préambule ne contient donc aucun bit d'identifiant propre à la balise émettrice, mais uniquement une séquence d'accroché connue des bases, leur permettant de détecter la présence d'un signal RF destiné à permettre au calculateur central 130 de déterminer la localisation de ladite balise émettrice dans le périmètre de fonctionnement du système de localisation temps-réel RTLS 100. En cas de déploiement de plusieurs systèmes de localisation temps-réel RTLS dans des zones géographiques contiguës ou se recouvrant, il est avantageux de chercher à minimiser les interférences entre ces systèmes. Dans l'hypothèse de deux systèmes de localisation temps-réel RTLS SyA et Sys co-déployés et utilisant exactement la même structure de symbole de préambule, un signal RF émis par une balise zA appartenant au système de localisation temps-réel RTLS SyA risque donc d'être détecté par une ou plusieurs bases du système de localisation temps-réel RTLS Sys : ceci n'est pas rédhibitoire dans la mesure où cette détection sera classée en fausse détection (et donc sans suite) au sein du système de localisation temps-réel RTLS Sys au moment du traitement du ou des symboles de synchronisation du signal RF. Il résulte de cette approche une surconsommation au niveau des bases du système de localisation temps-réel RTLS Sys pour le traitement des fausses alarmes. Une première amélioration consiste à utiliser, pour les systèmes de localisation temps-réel RTLS SyA et Sys, des codes C (que l'on peut respectivement noter CA et CB) de même longueur, mais de contenus différents. Il est en effet possible de choisir des codes CA et CB qui présentent des niveaux limités de pics d' intercorrélation (e.g. de l'ordre de 10 % seulement du pic d'autocorrélation). Pour une longueur N = 127 bribes cadencées à la fréquence bribe Fci, il existe par exemple un ensemble de six m- séquences qui ont la propriété de présenter des pics d' intercorrélation réduit à 13,3 % de la hauteur des pics d'autocorrélation. Une deuxième amélioration consiste à utiliser, pour les systèmes de localisation temps-réel RTLS SyA et Sys, des longueurs distinctes de bloc. L 'intercorrélation entre les m-séquences des systèmes de localisation temps-réel RTLS SyA et Sys est alors réduite. In the real-time location system RTLS 100, the preamble symbol transmitted in step 601 is exactly the same regardless of the sending beacon: the preamble symbol therefore does not contain any identifier bits specific to the beacon. transmitter, but only a hung sequence known bases, allowing them to detect the presence of an RF signal to allow the central computer 130 to determine the location of said transmitter beacon in the operating perimeter of the time-tracking system. real RTLS 100. In the case of deploying several real-time RTLS location systems in contiguous or overlapping geographical areas, it is advantageous to seek to minimize interference between these systems. Assuming two co-deployed RTLS Sy A and Sys real-time localization systems using exactly the same preamble symbol structure, an RF signal transmitted by a z A tag belonging to RTLS real-time location system Sy A risk therefore to be detected by one or more bases of the real-time location system RTLS Sys: this is not unacceptable insofar as this detection will be classified as false detection (and therefore without continuation) within the system of real-time location RTLS Sys at the time of processing the RF signal synchronization symbol or symbols. This approach results in over-consumption at the base level of RTLS Sys real-time location system for the treatment of false alarms. A first improvement consists in using, for real-time location systems RTLS Sy A and Sys, C codes (which can be respectively noted CA and CB) of the same length, but of different contents. It is indeed possible to choose CA and CB codes which have limited levels of intercorrelation peaks (eg of the order of only 10% of the autocorrelation peak). For a length N = 127 chips clocked at the chip frequency Fci, there exists for example a set of six m-sequences which have the property of presenting peaks of intercorrelation reduced to 13.3% of the height of the autocorrelation peaks. . A second improvement consists in using, for RTLS Sy A and Sys real-time localization systems, discrete block lengths. The cross-correlation between the m-sequences of real-time RTLS Sy A and Sys localization systems is then reduced.
Le nombre NID de bits nécessaires pour représenter des identifiants respectifs des balises est fonction du nombre total de balises à localiser dans le système de localisation temps-réel RTLS 100. Pour, par exemple, 1 000 balises, l'identifiant de chaque balise nécessite une représentation sur NID = 10 bits. La transmission de l'identifiant complet de la balise (sur NID bits) est réalisée durant des étapes 602 et 603 décrites ci-après. Parmi ces NID bits (portant l'identifiant de la balise) à transmettre à chaque signal RF destiné à permettre au calculateur central 130 de déterminer la localisation de la balise 1 10 dans le périmètre de fonctionnement du système de localisation temps-réel RTLS 100, un nombre de bits N¾2≤Nro sont à transmettre durant l'étape 602 décrite ci-après, au travers de Nsymb2 symboles de synchronisation {Nsymb2 ≥ 1), après transmission du symbole de préambule à l'étape 601. À titre illustratif, on considère que Nu2 est égal à 6 bits : il reste alors Nbi3 = NID - NW2 = 4 bits d'identifiant à transmettre lors de l'étape ultérieure 603 décrite ci-après. La répartition de ces NID bits entre les étapes 602 et 603 décrites ci- après est un compromis de complexité au niveau des bases entre les coûts de traitement des symboles de synchronisation et des symboles de localisation. The number NID of bits necessary to represent respective identifiers of the tags is a function of the total number of tags to be located in the real-time location system RTLS 100. For, for example, 1,000 tags, the identifier of each tag requires a representation on NID = 10 bits. The transmission of the complete identifier of the beacon (on NID bits) is performed during steps 602 and 603 described below. Among these NID bits (carrying the identifier of the beacon) to be transmitted to each RF signal intended to allow the central computer 130 to determine the location of the beacon 1 10 in the operating perimeter of the real-time location system RTLS 100, a number of bits N¾2 NNro are to be transmitted during the step 602 described below, through N sym b2 synchronization symbols {N sym b2 ≥ 1), after transmission of the preamble symbol in step 601. To title illustrative, it is considered that Nu 2 is equal to 6 bits: it remains then Nbi3 = N ID - NW2 = 4 bits of identifier to be transmitted in the subsequent step 603 described below. The distribution of these N ID bits between the steps 602 and 603 described hereinafter is a compromise of complexity at the base level between the processing costs of the synchronization symbols and the location symbols.
Dans l'étape 602 suivante, la balise 110 transmet au moins un symbole de synchronisation. Chaque symbole de synchronisation, de longueur P2 bribes cadencées à la fréquence bribe ¾, est transmis par la balise 110 en utilisant une largeur de bande BW2 (Fc2≤BW2≤2*Fc2) dépendante de la forme d'onde du signal RF transmis, réglée par le coefficient de retombée β des filtres passe-bas analogiques 205 et 206. Le symbole de synchronisation est de durée Tsymb2 = P2 I Fc2, de telle sorte que Tsymb2≥ Tsymb puisque, à coefficient de retombée β constant, la durée symbole est la même quelle que soit la largeur de bande utilisée. En définissant des entiers strictement positifs b et b2 de telle sorte que bi = DB * Dc et ô2 = ¾, cela signifie que bi est supérieur ou égal à ô2 et que la largeur de bande BW2 est supérieure ou égale à la largeur de bande BWi utilisée pour le symbole de préambule transmis à l'étape 601, en considérant la relation suivante :In the next step 602, the beacon 110 transmits at least one synchronization symbol. Each synchronization symbol, of length P 2 chips clocked at the chip frequency ¾, is transmitted by the beacon 110 using a bandwidth BW2 (Fc2≤BW2≤2 * Fc2) dependent on the waveform of the transmitted RF signal. , set by the drop coefficient β of the analog low pass filters 205 and 206. The synchronization symbol has a duration T sym b2 = P2 I Fc2, such that T symb2 ≥ T sym b since, with coefficient of fall β constant, the symbol duration is the same regardless of the bandwidth used. By defining strictly positive integers b and b 2 so that bi = D B * D c and ô 2 = ¾, this means that bi is greater than or equal to 0 2 and that the bandwidth BW 2 is greater than or equal to to the bandwidth BWi used for the preamble symbol transmitted in step 601, considering the following relation:
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Dans un mode de réalisation préféré, le facteur de décimation ¾ est choisi comme étant une puissance de « 2 », de manière à être avantageusement implémenté selon la forme d'une cascade de filtres demi-bande (« Half-Band Filter » en anglais). Selon un exemple de réalisation, DB = 8 et Dc = 1, d'où bi = b2 = 8 de manière à avoir une largeur de bande BW2 = BWi = 2,5 MHz. En outre, la fréquence bribe c2 est fixée à 1,625 Mcps (de même valeur que la fréquence bribe Fci), d'où un coefficient de retombée β égal à 53,85 % pour les filtres passe-bas analogiques 205 et 206. Un nombre P2 = Tsymb2 * FC2, au minimum égal à 8 125 bribes cadencées à la fréquence bribe c2 est alors nécessaire pour constituer chaque symbole de synchronisation, de durée unitaire Tsymb2 alors égale à 5,0 ms. In a preferred embodiment, the decimation factor ¾ is chosen to be a power of "2", so as to be advantageously implemented in the form of a cascade of half-band filters ("Half-Band Filter"). ). According to an exemplary embodiment, D B = 8 and D c = 1, hence bi = b 2 = 8 so as to have a bandwidth BW 2 = BWi = 2.5 MHz. In addition, the chip frequency c 2 is set at 1.625 Mcps (of the same value as the chip frequency Fci), hence a coefficient of fallout β equal to 53.85% for the analog low-pass filters 205 and 206. A number P2 = T sy mb2 * FC2, at least equal to 8,125 chips clocked at the chip frequency c 2 is then necessary to constitute each synchronization symbol, unit duration T symb2 then equal to 5.0 ms.
Dans un mode de réalisation particulier, pour chaque keme symbole de synchronisation (sauf le premier en séquence, d'indice k = 1, pour lequel il n'existe pas de symbole de synchronisation précédent pouvant servir de référence de phase), un bit de signe pondère l'ensemble des bribes (cadencées à la fréquence bribe Fci) dudit keme symbole de synchronisation par une même valeur binaire (±1). Ceci permet de transmettre un bit d'information par symbole de synchronisation d'indice 2 < k < Nsymb2 (hormis pour le premier en séquence, d'indice k = 1), lequel est facilement décodé en réception par comparaison de la phase du résultat d'une corrélation symbole avec la phase du symbole de synchronisation précédent, d'indice k - 1. Ainsi, les Nsymb2 symboles de synchronisation permettent la transmission de NbS2 = (Nsymb2 - 1) bits d'information au travers des bits de signe {bs2 k}k sb2 éventuellement disponibles (si Nsymb2 ≥ 2). Dans le cas particulier où la largeur de bande BW2 utilisée pour l'émission des symboles de synchronisation est égale à la largeur de bande BWi utilisée pour l'émission du symbole de préambule, le symbole de préambule peut avantageusement être utilisé comme référence de phase pour le premier symbole de synchronisation en séquence : il est alors possible de transmettre un bit de signe dès le premier symbole de synchronisation. On dispose donc, dans ce cas particulier, de NbS2 = Nsymb2 bits d'information au travers des bits de signe au moins un est alors disponible car le nombre Nsymb2 de symboles
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In a particular embodiment, for each k th synchronization symbol (except the first in sequence, of index k = 1, for which there is no previous synchronization symbol that can serve as a phase reference), a bit of sign weighting all the chips (clocked at the chip frequency Fci) of said k th synchronization symbol by the same binary value (± 1). This makes it possible to transmit one information bit per index synchronization symbol 2 <k <N sym b2 (except for the first in sequence, of index k = 1), which is easily decoded in reception by comparison of the phase of the result of a symbol correlation with the phase of the preceding synchronization symbol, of index k - 1. Thus, the N sym b2 synchronization symbols allow the transmission of Nb S 2 = (N sym b2 - 1) bits of information through the sign bits {bs 2 k } k sb2 possibly available (if N sym b2 ≥ 2). In the particular case where the bandwidth BW2 used for the transmission of the synchronization symbols is equal to the bandwidth BWi used for the transmission of the preamble symbol, the preamble symbol can advantageously be used as a phase reference for the first synchronization symbol in sequence: it is then possible to transmit a sign bit from the first synchronization symbol. Thus, in this particular case, Nb S 2 = N sym b 2 information bits are available through the sign bits, at least one is then available because the number N sym b 2 of symbols
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de synchronisation est au moins égal à 1. synchronization is at least 1.
En plus des NbS2 bits transmis au travers des éventuels bits de signe, il reste à transmettre à l'étape 602, un total de Ν 2· = NW2 - N¾ bits d'identifiant au travers des Nsymb2 * P2 bribes cadencées à la fréquence bribe FC2 composant les Nsymb2 symboles de synchronisation. Ces N¾2 - bits sont préférentiellement répartis de manière équitable, entre les Nsymb2 symboles de synchronisation. Ainsi, sans compter l'éventuel bit de signe du symbole de synchronisation d'indice k, le nombre de bits transmis au travers de chaque symbole de synchronisation est égal à :In addition to the Nb S 2 bits transmitted through any sign bits, it remains to transmit in step 602, a total of Ν 2 · = NW2 - N¾ identifier bits through the N sym b2 * P2 clocked chips at the FC2 chip frequency composing the N sym b2 synchronization symbols. These N¾2 - bits are preferentially distributed equitably between the N sym2 and b2 synchronization symbols. Thus, without counting the eventual sign bit of the index synchronization symbol k, the number of bits transmitted through each synchronization symbol is equal to:
Nbi2 - Nbs2 N bi2 - N bs2
Nsymb2  Nsymb2
tandis que la valeur Ν 2· est égal while the value Ν 2 · is equal
Nbi2' N bi2 '
Figure imgf000025_0002
Figure imgf000025_0002
Il s'ensuit que la capacité totale des Nsymb2 symboles de synchronisation (en nombre de bits transmis à chaque émission d'un signal RF) à l'étape 602 est finalement égale à : It follows that the total capacity of the N sym b2 synchronization symbols (in number of bits transmitted at each transmission of an RF signal) in step 602 is finally equal to:
NbS2 + Nbi2' = Nbs2 + Nsymb2 * ≥Nbi2 N bS 2 + N bi2 '= N bs2 + N symb2 * ≥N bi2
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Figure imgf000025_0003
Cette capacité totale des Nsymb2 symboles de synchronisation est nécessairement supérieure ou égale au nombre Nb%2 de bits d'identifiant devant être transmis à l'étape 602. Lorsque la balise 110 est par exemple équipée d'au moins un capteur et que ladite capacité totale des Nsymb2 symboles de synchronisation est supérieure au nombre Nbi2 de bits d'identifiant devant être transmis à l'étape 602, cela permet à la balise 110 de transmettre au calculateur central 130, via les bases du système de localisation temps-réel RTLS 100, des informations supplémentaires représentatives de mesures effectuées par le(s)dit(s) capteur(s). This total capacity of the N sym b2 synchronization symbols is necessarily greater than or equal to the number Nb % 2 of identifier bits to be transmitted at step 602. When the beacon 110 is for example equipped with at least one sensor and that said total capacity of the N sym b2 sync symbols is greater than the number Nbi2 of identifier bits to be transmitted in step 602, this allows the beacon 110 to transmit to the central computer 130, via the bases of the real-time location system RTLS 100, additional information representative of measurements made by the (s) said sensor (s).
II faut cependant garder à l'esprit que rajouter un ou plusieurs symboles de synchronisation entraîne une augmentation de la durée d'émission des signaux RF par les balises, ce qui augmente leurs consommations énergétiques respectives. Cela augmente aussi le risque de collision entre deux émissions concurrentes en provenance de deux balises distinctes du système de localisation temps-réel RTLS 100, pour une même fréquence de rafraîchissement des informations de localisation des balises. A titre illustratif, en considérant que le signal RF à transmettre par la balise 1 10 comporte un unique symbole de synchronisation (Nsymb2 = 1) transmis dans la même largeur de bande que le symbole de préambule, le nombre N¾2 = 6 bits d'identifiant à transmettre durant l'étape 602 est atteint au travers de NbS2 = 1 bit de signe bs2 et d'un ensemble de N¾2- = N&2 - Nfe2 = 5 bits d'information portés par les P2 bribes cadencées à la fréquence bribe Fc2 du symbole de synchronisation. Dans cet exemple, la capacité totale des Nsymb2 symboles de synchronisation est égale au nombre de bits d'identifiant Nb%2 à transmettre, ce qui ne permet donc pas, dans cet exemple, de transmettre d'information supplémentaire à l'étape 602. It should be borne in mind, however, that adding one or more synchronization symbols results in an increase in the duration of the RF signals being transmitted by the beacons, which increases their respective energy consumption. This also increases the risk of collision between two competing broadcasts from two separate beacons of RTLS 100 real-time location system, for the same refresh rate of beacon location information. As an illustration, considering that the RF signal to be transmitted by the beacon 1 10 comprises a single synchronization symbol (N sym b 2 = 1) transmitted in the same bandwidth as the preamble symbol, the number N 2 = 6 bits of identifier to be transmitted during step 602 is reached through Nb S 2 = 1 sign bit bs2 and a set of N¾2- = N & 2 - Nfe2 = 5 information bits carried by the P2 frequency-clocked chips Fc2 snippet of the sync symbol. In this example, the total capacity of the N sym b2 synchronization symbols is equal to the number of identifier bits Nb % 2 to be transmitted, which therefore does not make it possible, in this example, to transmit additional information to the step 602.
Pour une transmission fiable de ces Nbi2- bits d'information au travers des ? bribes cadencées à la fréquence bribe Fc2 de chaque symbole de synchronisation, un ensemble H de NC2 = 2Nbi2' mots de code H£ (H =
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est défini sur un alphabet binaire (±1), chaque mot de code H ayant une longueur de ? bribes cadencées à la fréquence bribe Fc2 et étant associé de manière univoque à un message de longueur N ~ u2 ' bits représentatifs d'au moins une partie de l'identifiant d'une balise appartenant au système de localisation temps-réel RTLS 100. Les différents mots de code Hj sont répartis dans l'espace des codes de manière à maximiser leurs distances deux à deux, et ainsi améliorer leur pouvoir correcteur d'erreur. Il convient de noter que la taille ( ?) des mots de code Ht est généralement très grande comparée à la longueur de l'information à transmettre {Ν 2 ), ce qui permet une redondance de codage très importante, et donc un fort pouvoir correcteur d'erreurs, même dans des conditions très bruitées.
For reliable transmission of these Nbi2-bits of information through the? bits at the chip frequency Fc2 of each synchronization symbol, a set H of N C2 = 2 N bi2 'code words H £ (H =
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is set to a binary alphabet (± 1), each H code word having a length of? chips at the chip frequency Fc2 and unambiguously associated with a message of length N ~ u2 'bits representative of at least a part of the identifier of a beacon belonging to RTLS 100 real-time location system. different codewords Hj are distributed in the code space so as to maximize their distances two by two, and thus improve their error correcting power. It should be noted that the size (?) Of the code words H t is generally very large compared to the length of the information to be transmitted {Ν 2), which allows a very important coding redundancy, and therefore a high power error corrector, even in very noisy conditions.
Au niveau des bases, il convient de pouvoir retrouver les informations véhiculées par les mots de code de l'ensemble H transmis pour chaque symbole de synchronisation de manière à déterminer de quelle balise provient un signal RF reçu. Ceci est préférentiellement réalisé au moyen d'un banc de Nc2 corrélateurs en parallèle, puisqu'il faut déterminer, pour chaque symbole de synchronisation, quel mot de code H est effectivement utilisé par la balise émettrice du signal RF reçu parmi les Nc2 mots de code possibles de l'ensemble H. At the base level, it is necessary to be able to find the information conveyed by the code words of the set H transmitted for each symbol of synchronization so as to determine from which beacon comes a received RF signal. This is preferably achieved by means of a bank of Nc 2 correlators in parallel, since it is necessary to determine, for each synchronization symbol, which code word H is actually used by the beacon transmitting the received RF signal among the Nc 2 words of possible code from the set H.
Les mots de code de l'ensemble H présentent les caractéristiques suivantes : The code words of the set H have the following characteristics:
• de bonnes propriétés d'autocorrélation, de manière à pouvoir, en réception, distinguer de manière claire un seul pic lors de la corrélation temporelle du signal reçu avec le mot de code H effectivement transmis (et avec ce code uniquement, parmi les Nc2 mots de codes à tester de l'ensemble H), et ce même avec un signal reçu très atténué et en présence de bruit. Ledit pic de corrélation détecté dans le flux des échantillons reçus a un indice temporel qui correspond à l'instant de synchronisation symbole; Good autocorrelation properties, so that, in reception, it is possible to clearly distinguish a single peak during the temporal correlation of the received signal with the code word H actually transmitted (and with this code only, among the Nc 2 codewords to be tested of the set H), even with a very attenuated received signal and in the presence of noise. Said correlation peak detected in the flow of the received samples has a time index corresponding to the symbol synchronization instant;
• de bonnes propriétés d' intercorrélation pour que différents échos d'une même transmission qui sont reçus par une base à travers un canal de propagation multi-trajet interfèrent entre eux le moins possible, et qu'un symbole de synchronisation (portant un code HA appartenant à l'ensemble H) correspondant à une balise zA ne puisse pas être confondu avec un symbole de synchronisation (portant un code HB différent de HA, mais appartenant aussi à l'ensemble H) correspondant à une autre balise ZB. Good cross-correlation properties so that different echoes of the same transmission that are received by a base through a multi-path propagation channel interfere with each other as little as possible, and that a synchronization symbol (carrying an H code) A belonging to the set H) corresponding to a tag z A can not be confused with a synchronization symbol (carrying a code H B different from H A , but also belonging to the set H) corresponding to another tag Z B.
Une amélioration consiste à superposer, à chaque mot de code H transmis par symbole de synchronisation, un code de brouillage S. Ce code de brouillage S est propre au système de localisation temps-réel RTLS 100, et toutes les balises du système de localisation temps-réel RTLS 100 brouillent leurs symboles de synchronisation en utilisant le même code de brouillage S, qui est alors prédéfini et connu des bases du système de localisation temps-réel RTLS 100. Lorsque des systèmes de localisation temps-réel RTLS sont co-localisés, le code de brouillage S diffère d'un système de localisation temps-réel RTLS à l'autre, ce qui permet à chaque base de distinguer les signaux RF transmis par une balise du système de localisation temps-réel RTLS auquel appartient ladite base de signaux RF transmis par une balise d'un autre système de localisation temps-réel RTLS, grâce à une propriété d' intercorrélation quasi-nulle entre les deux codes de brouillage. Ainsi, la distinction entre des signaux RF transmis par des balises appartenant à des systèmes de localisation temps-réel RTLS co-localisés se fait en réception dès la couche physique, ce qui est un avantage par deux aspects : impossibilité pour un système de localisation temps-réel RTLS de déchiffrer les données destinées à un autre système de localisation temps-réel RTLS ; et inutilité d'implémenter (côté transmission, comme côté réception) des fonctionnalités de cryptage de données dans les couches supérieures à la couche physique. Le code de brouillage S peut être un code de type PN, comme par exemple une combinaison de m-séquences, ou un code de Gold, ou un code de Kasami, pour leurs bonnes propriétés d' intercorrélation et la relative simplicité de génération. An improvement consists in superimposing, for each code word H transmitted by synchronization symbol, a scrambling code S. This scrambling code S is specific to the real-time location system RTLS 100, and all beacons of the time localization system. Real-time RTLS 100 scramble their synchronization symbols using the same scrambling code S, which is then predefined and known from the bases of the real-time location system RTLS 100. When RTLS real-time localization systems are co-located, the scrambling code S differs from one real-time RTLS location system to another, which allows each base to distinguish the RF signals transmitted by a beacon of the real-time RTLS location system to which said signal base belongs RF transmitted by a beacon of another RTLS real-time localization system, thanks to a quasi-zero intercorrelation property between the two scrambling codes. Thus, the distinction between RF signals transmitted by beacons belonging to RTLS co-localized real-time location systems is in reception from the physical layer, which is an advantage in two aspects: impossibility for a location system real-time RTLS to decrypt data intended for another RTLS real-time location system; and no need to implement (on the transmission side, as the receiving side) data encryption features in the layers above the physical layer. The scrambling code S may be a PN type code, such as for example a combination of m-sequences, or a Gold code, or a Kasami code, for their good cross-correlation properties and the relative simplicity of generation.
Par application du code de brouillage S, chaque keme (1 < k < Nsymb2) symbole de synchronisation transmis à l'étape 602, portant un éventuel bit de signe bs2,k et un mot de code H appartenant à l'ensemble H, est un symbole Bt = Hj * bs2,k * S, où « * » représente l'opération de multiplication terme à terme de P2 bribes cadencées à la fréquence bribe FC2 et à valeurs binaires (±1). De la même manière que sans code de brouillage, chaque symbole de synchronisation transmis, long de P2 bribes cadencées à la fréquence bribe FC2, possède les bonnes propriétés d'autocorrélation et d' intercorrélation précédemment mentionnées. By application of the scrambling code S, each kem (1 <k <N sy mb2) synchronization symbol transmitted in step 602, carrying a possible bit of sign bs 2, k and a code word H belonging to the set H, is a symbol Bt = Hj * bs 2, k * S, where "*" represents the term-to-term multiplication operation of P2 chips clocked at the chip frequency FC2 and at binary values (± 1). In the same way as without scrambling code, each synchronization symbol transmitted, along P2 bits clocked at the chip frequency FC2, has the good autocorrelation and cross correlation properties previously mentioned.
Une amélioration supplémentaire consiste à superposer au code de brouillage S, pour chaque symbole de synchronisation k, un code de brouillage secondaire spécifique à une sous-famille de balises à laquelle appartient la balise 110, ladite sous- famille étant définie, de manière univoque et pour chaque symbole de synchronisation k, par l'ensemble des balises ayant les mêmes bits d'identifiant que ceux préalablement transmis au travers des (k-l) symboles de synchronisation précédents au sein du même signal RF. Ainsi, le code de brouillage S ,; utilisé pour le premier symbole (k = 1) de synchronisation est commun à l'ensemble des balises du système de localisation temps-réel RTLS 100, aucun bit d'identifiant n'ayant été transmis au préalable au sein du même signal RF ; le code de brouillage {k > 1) est ensuite différent et de plus en plus spécifique à la balise 110 à chaque nouveau symbole de synchronisation k transmis (1 < k < Nsymb2) au sein du signal RF. Si un certain nombre W2 (0 < W2 < NSymb2) parmi les Nsymb2 symboles de synchronisation ne porte aucun bit d'identifiant de ladite balise (comme ce peut être le cas, par exemple, si le système comporte peu de balises qui ont alors un identifiant transmissible en un nombre X2 de symboles de synchronisation, et que le nombre Nsymb2 de symboles de synchronisation est choisi supérieur à ce nombre Xi), alors les W2 = Nsymb2 - 2 symboles de synchronisation restants sont brouillés par un code de brouillage secondaire propre à ladite balise 110 et à elle-seule. Cette amélioration supplémentaire est intéressante si le nombre Nsymb2 de symboles de synchronisation est supérieur à la valeur « 1 », puisque cette amélioration supplémentaire permet d'améliorer l'isolation des symboles de synchronisation par rapport à une possible émission concomitante (cas de collision) d'un autre symbole de synchronisation en provenance d'une autre balise appartenant au système de localisation temps-réel RTLS 100, ladite autre balise utilisant, de la même manière, un code de brouillage secondaire qui lui est propre. A further improvement consists in superimposing on the scrambling code S, for each synchronization symbol k, a secondary scrambling code specific to a subfamily of beacons to which the beacon 110 belongs, said subfamily being defined, unambiguously, and for each synchronization symbol k, by the set of tags having the same identifier bits as those previously transmitted through the previous (kl) synchronization symbols within the same RF signal. Thus, the scrambling code S,; used for the first symbol (k = 1) of synchronization is common to all beacons RTLS real-time location system 100, no identifier bit having been transmitted beforehand within the same RF signal; the scrambling code {k> 1) is then different and more and more specific to the tag 110 at each new synchronization symbol k transmitted (1 <k <N sym b2) within the RF signal. If a number W2 (0 <W2 <N S ymb2) among the N sym b2 synchronization symbols carries no identifying bit of said tag (as may be the case, for example, if the system has few tags which then have a transferable identifier in a number X2 of synchronization symbols, and that the number N sym b2 of synchronization symbols is chosen greater than this number Xi), then the W2 = N sym b2 - 2 remaining synchronization symbols are scrambled by a secondary scrambling code specific to said tag 110 and itself. This additional improvement is interesting if the number N sy mb2 of synchronization symbols is greater than the value "1", since this additional improvement makes it possible to improve the isolation of the synchronization symbols with respect to a possible concomitant emission (collision case ) another synchronization symbol from another beacon belonging to the real-time location system RTLS 100, said other beacon using, in the same way, a secondary scrambling code of its own.
Dans ce cas, par application du code de brouillage S et du code de brouillage secondaire chaque keme (1 < k < Nsymb2) symbole de synchronisation transmis à l'étape 602, portant un éventuel bit de signe bs2,k et un mot de code H appartenant à l'ensemble H, est un symbole Bt = Hj * bs2,k * S * ¾*· Chaque symbole de synchronisation, long de ? bribes cadencées à la fréquence bribe ¾, présente alors les bonnes propriétés d'autocorrélation et d' intercorrélation précédemment mentionnées. In this case, by applying the scrambling code S and the secondary scrambling code each kem (1 <k <N sy mb2) synchronization symbol transmitted in step 602, carrying a possible bit of sign bs 2, k and a code word H belonging to the set H, is a symbol Bt = Hj * bs2, k * S * ¾ * · Each synchronization symbol, along with ? chips at the chip frequency ¾, then has the good properties of autocorrelation and cross correlation previously mentioned.
Dans l'étape 603 suivante, la balise 1 10 transmet au moins un symbole de localisation. S'il reste des bits d'identifiant à transmettre (i.e. si l'identifiant complet de la balise 1 10 n'a pas été transmis au sein du ou des symboles de synchronisation), la balise 1 10 transmet le reste (NM3 > 0) des bits d'identifiant au travers de Nsymb3 symboles de localisation (Nsymb3≥ 1) successifs. Chaque symbole de localisation, de longueur P3 bribes cadencées à la fréquence bribe <¾ est transmis par la balise 1 10 en utilisant une largeur de bande BW3 (FC3≤BW3≤ 2*i¾) dépendante de la forme d'onde du signal RF transmis réglée par le coefficient de retombée β des filtres passe- bas analogiques 205 et 206. Le symbole de localisation est de durée Tsymb3 = P3 I FC3, de telle sorte que Tsymb3≥ Tsymb puisque, à coefficient de retombée β constant, la durée symbole est la même quelle que soit la largeur de bande utilisée. La largeur de bande BW3 = b * BW utilisée à ce stade est supérieure à la largeur de bande BWi utilisée pour le symbole de préambule transmis à l'étape 601 , et également supérieure à la largeur de bande BW2 utilisée pour le(s) symbole(s) de synchronisation transmis à l'étape 602 de manière à opérer en large-bande et ainsi obtenir une meilleure résolution temporelle, ce qui permet ultérieurement au calculateur central 130 d'affiner la localisation de la balise 1 10. In the next step 603, the beacon 1 10 transmits at least one location symbol. If there remain identifier bits to be transmitted (ie if the complete identifier of the tag 1 10 has not been transmitted within the synchronization symbol or symbols), the tag 1 10 transmits the remainder (NM3> 0 ) identification bits through N sym b3 locating symbols (N sym b3≥ 1) successive. Each location symbol, length P 3 chips clocked at the chip frequency <¾ is transmitted by the beacon 1 10 using a bandwidth BW 3 (FC3≤BW 3 ≤ 2 * i¾) depending on the waveform of the transmitted RF signal regulated by the drop coefficient β of the analog low-pass filters 205 and 206. The localization symbol has a duration T sym b3 = P3 I FC3, such that T sym b3≥ T sym b since, with a coefficient β constant fallout, the symbol duration is the same regardless of the bandwidth used. The bandwidth BW 3 = b * BW used at this stage is greater than the bandwidth BWi used for the preamble symbol transmitted in step 601, and also greater than the bandwidth BW 2 used for the (s). ) synchronization symbol (s) transmitted in step 602 so as to operate in broadband and thus obtain a better temporal resolution, which subsequently allows the central computer 130 to refine the location of the beacon 1 10.
Dans le cadre de l'exemple de réalisation déjà mentionné, on sélectionne bi = b2 = 8 et BWi = 2,5 MHz, ce qui conduit à une largeur de bande BW3 de 20 MHz pour la transmission des symboles de localisation. La fréquence bribe ¾ = bi * Fci est alors égale à 13 MHz, et chaque symbole de localisation est alors constitué de P3 = b2 * ?2 = 65 000 bribes cadencées à la fréquence bribe i¾. Dans cet exemple, chaque symbole de localisation a alors une durée unitaire Tsymb3 égale à 5,0 ms, i.e. de même valeur numérique que Tsymb2- Dans un mode de réalisation particulier, pour chaque keme symbole de localisation (hormis le premier en séquence, d'indice k = 1, pour lequel il n'existe pas de symbole de localisation précédent pouvant servir de référence de phase), un bit de signe bs3,k pondère l'ensemble des bribes (cadencées à la fréquence bribe Fci) dudit keme symbole de localisation par une même valeur binaire (±1). Ceci permet de transmettre un bit d'information par symbole de localisation d'indice 2 < k < Nsymb3 (hormis pour le premier en séquence, d'indice k = 1), lequel est facilement décodé en réception par comparaison de la phase du résultat d'une corrélation symbole avec la phase du symbole de localisation précédent, d'indice k - 1. Ainsi, les Nsymb3 symboles de localisation permettent la transmission de NbS3 = (Nsymb3 - 1) bits d'information au travers des bits de signe {bs3 k}^sb3 éventuellement disponibles (si Nsymb3≥ 2). In the context of the embodiment already mentioned, bi = b 2 = 8 and BWi = 2.5 MHz are selected, which leads to a BW 3 bandwidth of 20 MHz for the transmission of location symbols. The frequency chip ¾ = bi * Fci is then equal to 13 MHz, and each location symbol is then constituted of P3 = b2 *? 2 = 65 000 chips at the snap frequency i¾. In this example, each location symbol then has a unit duration T sym b3 equal to 5.0 ms, ie of the same numerical value as T sym b2- In a particular embodiment, for each k th location symbol (except the first in sequence, of index k = 1, for which there is no preceding location symbol that can serve as a phase reference), a bit of sign bs 3 , k weights all the chips (clocked at the frequency fragment Fci) of said k th location symbol by the same binary value (± 1). This makes it possible to transmit an information bit per location symbol of index 2 <k <N sym b3 (except for the first in sequence, of index k = 1), which is easily decoded in reception by comparison of the phase of the result of a symbol correlation with the phase of the preceding localization symbol, of index k - 1. Thus, the N sym b3 locating symbols allow the transmission of N bS 3 = (N sym b3 - 1) bits of information through the sign bits {bs 3 k } ^ sb3 possibly available (if N sym b3≥ 2).
En plus des NbS3 bits transmis au travers des éventuels bits de signe, il reste à transmettre à l'étape 603, un total de Λ/ = Nb%3 - NbS3 bits d'identifiant au travers desIn addition to the N bS 3 bits transmitted through any sign bits, it remains to transmit in step 603, a total of Λ / = Nb % 3 - Nb S 3 bits of identifier through the
NSymb3 * P3 bribes cadencées à la fréquence bribe ¾ composant les Nsymb3 symboles de localisation. Ces Λ/ bits sont préférentiellement répartis de manière équitable, entre les Nsymb3 symboles de localisation. Ainsi, sans compter l'éventuel bit de signe bs3,k d'un symbole de localisation d'indice k, le nombre de bits transmis au travers de chaque symbole de localisation est égal à :
Figure imgf000030_0001
N S ymb3 * P3 snatches clocked at the snap frequency ¾ composing the N sym b3 location symbols. These Λ / bits are preferentially distributed equitably, between the N sym b3 locating symbols. Thus, without counting the possible sign bit bs3, k of a location symbol of index k, the number of bits transmitted through each location symbol is equal to:
Figure imgf000030_0001
tandis que la valeur Λ/ est égale à Nsymb3 fois cette valeur : while the value Λ / is equal to N sym b3 times this value:
Nbi3' N bi3 '
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000030_0002
Il s'ensuit que la capacité totale des Nsymb3 symboles de localisation (en nombre de bits transmis à chaque émission d'un signal RF) lors de l'étape 603 est finalement égale à :It follows that the total capacity of the N sym b3 locating symbols (in number of bits transmitted at each transmission of an RF signal) during step 603 is finally equal to:
Nbi3 - Nbs3] N bi3 - N bs3 ]
NbS3 + Nbi3' = Nbs3 + Nsymb3 * ≥ N b, i3 N bS 3 + N bi3 '= N bs3 + N symb3 * ≥ N b, i3
Nsymb3  Nsymb3
Cette capacité totale des Nsymb3 symboles de localisation est nécessairement supérieure ou égale au nombre Nb%3 de bits d'identifiant devant être transmis à l'étape 603. Lorsque la balise 1 10 est par exemple équipée d'au moins un capteur et que la capacité totale des Nsymb3 symboles de localisation est supérieure au nombre Nbi3 de bits d'identifiant devant être transmis à l'étape 603, cela permet à la balise 1 10 de transmettre au calculateur central 130, via les bases du système de localisation temps- réel RTLS 100, des informations supplémentaires représentatives de mesures effectuées par le(s)dit(s) capteur(s). This total capacity of the N sym b3 locating symbols is necessarily greater than or equal to the number N b% 3 of identifier bits to be transmitted at step 603. When the beacon 1 is for example equipped with at least one sensor and that total capacity of the N sym b3 locating symbols is greater than the number Nbi3 of identifier bits to be transmitted at step 603, this allows the beacon 1 10 to transmit to the central computer 130, via the bases of the time localization system real RTLS 100, additional information representative of measurements made by the said sensor (s).
Il faut cependant garder à l'esprit que rajouter un ou plusieurs symboles de localisation entraîne une augmentation de la durée d'émission des signaux RF par les balises, ce qui augmente leurs consommations énergétiques respectives. Cela augmente aussi le risque de collision entre deux émissions concurrentes en provenance de deux balises distinctes du système de localisation temps-réel RTLS 100, pour une même fréquence de rafraîchissement des informations de localisation des balises. A titre illustratif, en considérant que le signal RF à transmettre par la balise 1 10 comporte quatre symbole de localisation (Nsymb3 = 4), et en considérant que 6 bits (Nbi2) parmi les 10 bits (NID) d'identifiant ont été transmis au préalable durant l'étape 602, le nombre Nbi3 = 4 bits d'identifiant restant à transmettre à l'étape 603 est dépassé au travers de NbS3 = 3 bits de signe et d'un ensemble de
Figure imgf000031_0001
It must be borne in mind, however, that adding one or more location symbols results in an increase in the duration of RF signals being transmitted by the beacons, which increases their respective energy consumption. This also increases the risk of collision between two competing broadcasts from two separate beacons of RTLS 100 real-time location system, for the same refresh rate of beacon location information. As an illustration, considering that the RF signal to be transmitted by the beacon 1 10 has four location symbols (N sym b3 = 4), and considering that 6 bits (Nbi2) among the 10 bits (NID) of identifier have previously transmitted during step 602, the number Nbi3 = 4 identifier bits remaining to be transmitted in step 603 is exceeded through N bS 3 = 3 sign bits and a set of
Figure imgf000031_0001
Nbi3 - = 4 bits d'information portés par les P3 bribes cadencées à la fréquence bribe ¾ de chacun des quatre (Nsymb3) symboles de localisation. Dans cet exemple, la capacité totale des Nsymb3 symboles de localisation est ainsi égale à 7 bits NbS3 + et fait donc apparaître un excédent de 3 bits par rapport au nombre de bits d'identifiant Nb%3 à transmettre : il est donc possible de transmettre 3 bits d'information supplémentaire à chaque émission d'un signal RF lors de cette étape 603. Dans cet exemple, le signal RF est composé d'un symbole de préambule d'une durée de 5.0018 ms (Tsymbi), d'un unique symbole de synchronisation (Nsymb2 = 1) d'une durée de 5.0 ms (Tsymb2) et de quatre symboles de localisation (Nsymb3 = 4), chacun ayant une durée de 5.0 ms (Tsymb3) : la durée d'émission dudit signal RF est donc au total égale à 30.0018 ms. Le format de trame choisi dans cet exemple permet donc la transmission d'une quantité additionnelle d'information de 3 bits durant un temps d'émission de 30.0018 ms, ce qui équivaut à un débit additionnel de 100 bits par seconde. Nbi3 - = 4 bits of information carried by the P3 chips clocked at the chip frequency ¾ of each of the four (N sym b3) location symbols. In this example, the total capacity of the N sym b3 locating symbols is thus equal to 7 bits Nb S 3 + and thus shows a 3-bit excess over the number of identifier bits N b% 3 to be transmitted: it it is therefore possible to transmit 3 bits of additional information each time an RF signal is transmitted during this step 603. In this example, the RF signal is composed of a preamble symbol with a duration of 5.0018 ms (T sym bi), a single synchronization symbol (N sym b2 = 1) with a duration of 5.0 ms (T sym b2) and four location symbols (N sym b3 = 4), each with a duration of 5.0 ms (T sym b3): the duration of transmission of said RF signal is therefore in total equal to 30.0018 ms. The frame format chosen in this example therefore allows the transmission of an additional quantity of 3-bit information during a transmission time of 30.0018 ms, which is equivalent to an additional bit rate of 100 bits per second.
Pour une transmission fiable de ces Λ/ bits d'information au travers des P3 bribes cadencées à la fréquence bribe ¾ un ensemble G de Nc = 2Nba' mots de For a reliable transmission of these Λ / bits of information through the P3 chips clocked at the chip frequency ¾ a set G of Nc = 2 N ba 'words of
f "1 ^(73—1  f "1 ^ (73-1
code Gj (G = (G j ) est défini sur un alphabet binaire (±1), chaque mot de code G, ayant une longueur de P3 bribes cadencées à la fréquence bribe ¾ et étant associé de manière univoque à un message de longueur Λ/ bits représentatifs d'au moins une partie de l'identifiant d'une balise appartenant au système de localisation temps-réel RTLS 100. Les différents mots de code Gj sont répartis dans l'espace des codes de manière à maximiser leurs distances deux à deux, et ainsi améliorer leur pouvoir correcteur d'erreur. La taille (Pi) de ces mots de code est généralement très grande comparée à la longueur de l'information à transmettre (Nw ), ce qui permet une redondance de codage très importante, et donc un fort pouvoir correcteur d'erreurs même dans des conditions très bruitées. code G j (G = (G j) is defined on a binary alphabet (± 1), each code word G, having a length of P3 chips clocked at the chip frequency ¾ and unambiguously associated with a message of length Λ / bits representative of at least one part of the identifier of a beacon belonging to the real-time location system RTLS 100. The different code words G j are distributed in the code space so as to maximize their distances in pairs, and thus improve their power. error corrector. The size (Pi) of these codewords is generally very large compared to the length of the information to be transmitted (Nw), which allows a very important coding redundancy, and therefore a high error-correcting power even in very noisy conditions.
Au niveau des bases, il convient de pouvoir retrouver les informations véhiculées par les mots de code de l'ensemble G transmis pour chaque symbole de localisation de manière à déterminer de quelle balise provient un signal RF reçu. Ceci est préférentiellement réalisé au moyen d'un banc de Nc3 corrélateurs en parallèle, puisqu'il faut déterminer, pour chaque symbole de localisation, quel mot de code Gj est effectivement utilisé par la balise émettrice du signal RF reçu parmi les Nc3 mots de code possibles de l'ensemble G. At the base level, it is appropriate to be able to retrieve the information conveyed by the code words of the set G transmitted for each location symbol so as to determine from which tag a received RF signal. This is preferably achieved by means of a bank of Nc3 correlators in parallel, since it is necessary to determine, for each location symbol, which code word G j is actually used by the transmitter beacon of the received RF signal among the Nc3 words of possible code of the set G.
Les mots de code de l'ensemble G présentent les caractéristiques suivantes : The code words of the set G have the following characteristics:
• de bonnes propriétés d'autocorrélation, de manière à pouvoir, en réception, observer de manière claire un pic par trajet du canal de propagation lors de la corrélation temporelle du signal reçu avec le mot de code Gj effectivement transmis (et avec ce code uniquement, parmi les Nc3 mots de codes à tester de l'ensemble G), et ce même avec un signal reçu très atténué et en présence de bruit. L'estimation de l'instant d'arrivée du trajet direct, seul garant d'une mesure de localisation non- biaisée, correspond à l'indice temporel du premier pic de corrélation détecté dans le flux des échantillons reçus; Good autocorrelation properties, so that, in reception, it is possible to clearly observe a peak per path of the propagation channel during the time correlation of the received signal with the code word G j actually transmitted (and with this code only among the Nc3 test code words of the set G), even with a very attenuated received signal and in the presence of noise. Estimating the instant of arrival of the direct path, the sole guarantor of an unbiased location measurement, corresponds to the time index of the first correlation peak detected in the flow of the received samples;
• de bonnes propriétés d' intercorrélation pour que différents échos d'une même transmission qui sont reçus par une base à travers un canal de propagation multi-trajet interfèrent entre eux le moins possible, et qu'un symbole de localisation (portant un code GA appartenant à l'ensemble G) correspondant à une balise zA ne puisse pas être confondu avec un symbole de localisation (portant un code GB différent de GA, mais appartenant aussi à l'ensemble G) correspondant à une autre balise zg. Good cross-correlation properties so that different echoes of the same transmission that are received by a base through a multi-path propagation channel interfere with each other as little as possible, and that a location symbol (carrying a G-code A belonging to the set G) corresponding to a tag z A can not be confused with a location symbol (carrying a code G B different from G A , but also belonging to the set G) corresponding to another tag zg .
II convient de noter que si tous les bits d'identifiant des balises du système de localisation temps-réel RTLS 100 peuvent être transmis au sein du ou des symboles de synchronisation à l'étape 602, c'est-à-dire si Nbi3 = 0, alors l'ensemble de Nc3 mots de codes G se réduit à un seul et même mot de code Gj utilisé par l'ensemble des balises du système de localisation temps-réel RTLS 100, ce qui réduit, côté réception, la complexité de traitement des symboles de localisation reçus. It should be noted that if all beacon identifier bits of RTLS real-time location system 100 can be transmitted within synchronization symbol (s) at step 602, i.e., if Nbi3 = 0, then the set of Nc3 code words G is reduced to one and the same code word G j used by the set of tags the real-time location system RTLS 100, which reduces, on the receiving side, the processing complexity of the location symbols received.
Une amélioration consiste à brouiller chaque symbole de localisation transmis par superposition d'un code de brouillage S'. Ce code de brouillage S' est propre au système de localisation temps-réel RTLS 100, et toutes les balises du système de localisation temps-réel RTLS 100 brouillent leurs symboles de localisation en utilisant le même code de brouillage S', qui est alors prédéfini et connu des bases du système de localisation temps-réel RTLS 100. Lorsque des systèmes de localisation temps-réel RTLS sont co-localisés, le code de brouillage S' diffère d'un système de localisation temps-réel RTLS à l'autre, ce qui permet à chaque base de distinguer les signaux RF transmis par une balise du système de localisation temps-réel RTLS auquel appartient ladite base de signaux RF transmis par une balise d'un autre système de localisation temps-réel RTLS, grâce à une propriété d' intercorrélation quasi-nulle entre les deux codes de brouillage. Ainsi, la distinction entre des signaux RF transmis par des balises appartenant à des systèmes de localisation temps-réel RTLS co-localisés se fait en réception dès la couche physique, ce qui est un avantage par deux aspects : impossibilité pour un système de localisation temps-réel RTLS de déchiffrer les données destinées à un autre système de localisation temps-réel RTLS ; et inutilité d'implémenter (côté transmission, comme côté réception) des fonctionnalités de cryptage de données dans les couches supérieures à la couche physique. Le code de brouillage S' peut être un code de type PN, comme par exemple une combinaison de m-séquences, un code de Gold ou un code de Kasami pour leurs bonnes propriétés d' intercorrélation et la relative simplicité de génération.  An improvement consists in scrambling each transmitted location symbol by superimposing a scrambling code S '. This scrambling code S 'is specific to the real-time location system RTLS 100, and all the beacons of the real-time location system RTLS 100 scramble their location symbols using the same scrambling code S', which is then predefined. and known basics of real-time location system RTLS 100. When RTLS real-time location systems are co-located, the scrambling code S 'differs from RTLS real-time location system to another, which allows each base to distinguish the RF signals transmitted by a beacon of RTLS real-time location system to which said base of RF signals transmitted by a beacon of another real-time RTLS location system belongs, thanks to a property virtually zero intercorrelation between the two scrambling codes. Thus, the distinction between RF signals transmitted by beacons belonging to RTLS co-localized real-time location systems is in reception from the physical layer, which is an advantage in two aspects: impossibility for a time location system -Real RTLS to decrypt the data for another RTLS real-time location system; and no need to implement (on the transmission side, as the receiving side) data encryption features in the layers above the physical layer. The scrambling code S 'may be a PN type code, for example a combination of m-sequences, a Gold code or a Kasami code for their good intercorrelation properties and the relative simplicity of generation.
Par application du code de brouillage S', chaque keme (1 < k < Nsymb3) symbole de localisation transmis à l'étape 603, portant un éventuel bit de signe bs3,k et un mot de code Gj appartenant à l'ensemble G, est un symbole Et = Gj * bs3,k * S', où « * » représente l'opération de multiplication terme à terme de P3 bribes cadencées à la fréquence bribe ¾ et à valeurs binaires (±1). De la même manière que sans code de brouillage, le symbole de localisation transmis, long de P3 bribes cadencées à la fréquence bribe <¾ a les bonnes propriétés d'autocorrélation et d' intercorrélation précédemment mentionnées. By application of the scrambling code S ', each kem (1 <k <N sy mb3) localization symbol transmitted in step 603, carrying a possible bit of sign bs 3, k and a code word G j belonging to the set G, is a symbol Et = G j * bs 3, k * S ', where "*" represents the term-to-term multiplication operation of P 3 chips clocked at the chip frequency à and at binary values (± 1). In the same way as without scrambling code, the transmitted location symbol, along P 3 chips clocked at the chip frequency <¾ has the good properties of autocorrelation and intercorrelation previously mentioned.
Une amélioration supplémentaire consiste à superposer au code de brouillage S', pour chaque symbole de localisation k, un code de brouillage secondaire S'y spécifique à une sous-famille de balises à laquelle appartient la balise 1 10, ladite sous- famille étant définie, de manière univoque et pour chaque symbole de localisation k, par l'ensemble des balises ayant les mêmes bits d'identifiant que ceux préalablement transmis au travers de l'ensemble des Nsymb2 symboles de synchronisation au sein du même signal RF, ainsi que des (k-1) symboles de localisation précédents au sein du même signal RF. Le code de brouillage S'y (1 < k < NSymbi) est ainsi différent et de plus en plus spécifique à la balise 110 à chaque nouveau symbole de localisation k transmis {1 < k < NSymbi) au sein du signal RF. Si un certain nombre W3 (0 < W3 < Nsymbi) parmi les Nsymb3 symboles de localisation ne porte aucun bit d'identifiant de ladite balise, alors les W3 symboles de localisation restants sont brouillés par un code de brouillage secondaire propre à ladite balise et à elle-seule. Cette amélioration supplémentaire permet une meilleure isolation des symboles de localisation par rapport à une possible émission concomitante (cas de collision) d'un autre symbole de localisation en provenance d'une autre balise appartenant au système de localisation temps-réel RTLS 100, ladite autre balise utilisant, de la même manière, un code de brouillage secondaire différent qui lui est propre. A further improvement consists in superimposing on the scrambling code S ', for each location symbol k, a secondary scrambling code S'y specific to a subfamily of tags to which the tag 1 10 belongs, said subset family being defined uniquely and for each location symbol k, by the set of tags having the same identifier bits as those previously transmitted through the set of N sym b2 synchronization symbols within the same signal RF, as well as previous (k-1) location symbols within the same RF signal. The scrambling code S'y (1 <k <N S y m bi) is thus different and more and more specific to the tag 110 with each new location symbol k transmitted {1 <k <N S y m bi) within the RF signal. If a number W3 (0 <W3 <Nsymbi) among the N sym b3 location symbols carries no identifying bit of said beacon, then the remaining W3 location symbols are scrambled by a secondary scrambling code specific to said beacon and to herself. This additional improvement allows a better isolation of the location symbols with respect to a possible concomitant emission (collision case) of another location symbol from another beacon belonging to the real-time location system RTLS 100, the said other tag using, in the same way, a different secondary scrambling code of its own.
Dans ce cas, par application des codes de brouillage S' et S'y, chaque keme (1 < k < Nsymbi) symbole de localisation transmis à l'étape 603, portant un éventuel bit de signe ôsy et un mot de code G, appartenant à l'ensemble G, est un symbole Ek = Gj * bs3,k * S' * S'y. Ce symbole de localisation, long de P3 bribes cadencées à la fréquence bribe <¾ présente alors les bonnes propriétés d'autocorrélation et d' intercorrélation précédemment mentionnées. In this case, by applying the scrambling codes S 'and S'y, each keme (1 <k <Nsy m bi) location symbol transmitted in step 603, carrying a possible bit of sign ôsy and a word of code G, belonging to the set G, is a symbol E k = G j * bs3, k * S '* S'y. This symbol of location, along P3 chips clocked at the chip frequency <¾ then has the good properties of autocorrelation and intercorrelation previously mentioned.
Le fait pour la balise 110 d'émettre plusieurs symboles de localisation successifs (dans ce cas, Nsymb3 > 1) permet, côté réception, de disposer de plusieurs mesures de localisation (une mesure par symbole de localisation) par signal RF transmis par la balise 110, et donc de fiabiliser le calcul de position de la balise 110 par le calculateur central 130. Il faut toutefois être conscient que rajouter un ou plusieurs symboles de localisation entraîne une augmentation de la durée d'émission du signal RF par les balises, ce qui augmente leurs consommations énergétiques respectives. Cela augmente aussi le risque de collision entre deux émissions concurrentes en provenance de deux balises distinctes du système de localisation temps-réel RTLS 100, pour une même fréquence de rafraîchissement des informations de localisation des balises. The fact that the beacon 110 emits several successive location symbols (in this case, N sym b3> 1) makes it possible, on the reception side, to have several location measurements (one measurement per location symbol) per RF signal transmitted by the beacon 110, and thus to make reliable the calculation of the position of the beacon 110 by the central computer 130. It must however be aware that adding one or more location symbols leads to an increase in the duration of transmission of the RF signal by the beacons , which increases their respective energy consumption. This also increases the risk of collision between two competing broadcasts from two separate beacons of RTLS 100 real-time location system, for the same refresh rate of beacon location information.
Dans une étape 604 suivante, la balise 110 se met préférentiellement en veille, de manière à réduire la consommation énergétique de ladite balise 1 10, jusqu'à devoir transmettre de nouveau un signal RF destiné à permettre au calculateur central 130 de mettre à jour l'estimation de la position géographique de la balise 110 (i.e. rafraîchissement des informations de localisation de la balise 110). In a next step 604, the beacon 110 is preferably placed in standby, so as to reduce the energy consumption of said beacon 1 10, until duty transmit again an RF signal to allow the central computer 130 to update the estimate of the geographical position of the beacon 110 (ie refreshing the location information of the beacon 110).
La Fig. 7 illustre schématiquement un signal RF transmis par implémentation de l'algorithme de la Fig. 6. Le signal RF représenté à la Fig. 7 est centré autour de la fréquence nulle (plutôt que centré sur la fréquence porteuse fo) par souci de simplification.  Fig. 7 schematically illustrates an RF signal transmitted by implementation of the algorithm of FIG. 6. The RF signal shown in FIG. 7 is centered around the null frequency (rather than centered on the carrier frequency fo) for the sake of simplification.
Le signal RF est ainsi représenté selon trois dimensions : la fréquence /, le temps t et la densité spectrale de puissance d.  The RF signal is thus represented in three dimensions: the frequency /, the time t and the power spectral density d.
Le signal RF débute avec un symbole de préambule 701 sur la durée Tsymbi transmis avec la largeur de bande BWi prédéfinie. The RF signal starts with a preamble symbol 701 on the duration T sym bi transmitted with the predefined bandwidth BWi.
Le signal RF continue avec au moins un symbole de synchronisation 702, chaque symbole de synchronisation étant transmis sur la durée Tsymb2 dans la largeur de bande BW2 prédéfinie. Dans l'exemple schématiquement illustré à la Fig. 7, le signal RF comporte un seul symbole de synchronisation 702. The RF signal continues with at least one synchronization symbol 702, each synchronization symbol being transmitted over the duration T symb2 in the predefined bandwidth BW 2 . In the example schematically illustrated in FIG. 7, the RF signal comprises a single synchronization symbol 702.
Le signal RF termine avec au moins un symbole de localisation 703, chaque symbole de localisation étant transmis sur la durée Tsymbî dans la largeur de bande BW3 prédéfinie. Dans l'exemple schématiquement illustré à la Fig. 7, la largeur de bande BW3 est supérieure à la largeur de bande BW2, elle-même supérieure ou égale à la largeur de bande BWi, et le signal RF comporte un seul symbole de localisation 703. The RF signal terminates with at least one location symbol 703, each location symbol being transmitted over the duration T sym b i within the predefined bandwidth BW 3 . In the example schematically illustrated in FIG. 7, the bandwidth BW 3 is greater than the bandwidth BW 2 , itself greater than or equal to the bandwidth BWi, and the RF signal comprises a single location symbol 703.
Dans l'exemple schématiquement illustré à la Fig. 7, la puissance utilisée pour transmettre le symbole de préambule 701, égale à l'intégrale suivant l'axe fréquentiel/ de la densité spectrale de puissance d est représentée par la surface latérale (apparaissant en grisée) du parallélépipède rectangle représentant ledit symbole de préambule 701. Il en va de même pour chaque symbole de synchronisation 702 et chaque symbole de localisation 703. Dans un mode de réalisation particulier, cette puissance est la même pour transmettre le symbole de préambule 701, chaque symbole de synchronisation 702, ainsi que chaque symbole de localisation 703 (les surfaces latérales (grisées) des parallélépipèdes rectangles les représentant respectivement ayant la même aire).  In the example schematically illustrated in FIG. 7, the power used to transmit the preamble symbol 701 equal to the integral along the frequency / power density axis d is represented by the lateral surface (appearing in gray) of the rectangular parallelepiped representing said preamble symbol 701. The same applies to each synchronization symbol 702 and to each location symbol 703. In a particular embodiment, this power is the same to transmit the preamble symbol 701, each synchronization symbol 702, as well as each symbol. localization 703 (the lateral surfaces (grayed) rectangular parallelepipeds representing respectively having the same area).
Les durées de symbole Tsymbi, symb2 et Tsymb3 étant substantiellement identiques sur cette Fig. 7, l'énergie utilisée pour transmettre chaque symbole, définie comme l'intégrale de la puissance suivant l'axe temporel t sur la durée respective de chaque symbole est également constante et correspond au volume de chacun des trois parallélépipèdes rectangles représentés. The symbol times T sym bi, sym b2 and T sym b3 being substantially identical in this FIG. 7, the energy used to transmit each symbol, defined as the integral of the power along the time axis t on the respective duration of each symbol is also constant and corresponds to the volume of each of the three parallelepipeds rectangles represented.
La largeur de bande BW2 est préférentiellement choisie plutôt faible de manière à ce que l'émission de chaque symbole de synchronisation 702 se fasse en bande étroite pour réduire la complexité de calcul côté réception. Néanmoins, cette largeur de bande BW2 peut être choisie plus grande que la largeur de bande BWi de manière à augmenter le débit d'informations transmises via chaque symbole de synchronisation 702, réduisant alors le nombre de bits à transmettre via le ou les symboles de localisation 703 et par conséquent la complexité de traitement, en réception, desdits symboles de localisation 703. La largeur de bande BW2 peut donc constituer une variable d'ajustement pour optimiser la répartition de complexité de calcul, au niveau des bases, entre le traitement du ou des symboles de synchronisation 702 et le traitement du ou des symboles de localisation 703. The bandwidth BW 2 is preferably chosen rather low so that the transmission of each synchronization symbol 702 is done in narrow band to reduce the computation complexity on the reception side. Nevertheless, this bandwidth BW 2 may be chosen larger than the bandwidth BWi so as to increase the bit rate of information transmitted via each synchronization symbol 702, thereby reducing the number of bits to be transmitted via the symbol or symbols of localization 703 and therefore the processing complexity, in reception, of said location symbols 703. The bandwidth BW 2 may therefore constitute an adjustment variable for optimizing the calculation complexity distribution, at the base level, between the processing synchronization symbol (s) 702 and the processing of location symbol (s) 703.
Dans le cadre de l'exemple de réalisation déjà mentionné, la largeur de bande BW3 utilisée pour la transmission des symboles de localisation est égale à 20 MHz et la fréquence bribe associée ¾ à 13 Mcps. Pour les symboles de préambule et de synchronisation, une même largeur de bande est choisie, plus étroite d'un facteur égal à « 8 » que la largeur de bande BW3 utilisée pour la transmission des symboles de localisation (soit BWi = BW2 = 2,5 MHz), avec des fréquences bribe Fci = Fc2 = 1,625 Mcps. En utilisant un facteur de suréchantillonnage de deux échantillons par bribe pour l'ensemble des symboles, il en résulte les valeurs de fréquences d'échantillonnage suivantes : Fsi = FS2 = 2 * Fci = 3,25 MHz et Fs3 = 2 * Fc 3 = 26 MHz. Quant au facteur de décimation DA de l'étage de changement de rythme 401, sa valeur peut être fixée à « 2 » (DÂ = 2) de manière à disposer d'un facteur de suréchantillonnage au niveau des convertisseurs analogique-numérique ADC 312, 313, facilitant ainsi le filtrage de répliques spectrales en aval. La valeur de fréquence d'échantillonnage des convertisseurs analogique-numérique ADC 312, 313 est donc égale à FSADC = DÂ * FS3 = 52 MHz dans cet exemple de réalisation. In the context of the embodiment already mentioned, the bandwidth BW 3 used for the transmission of the location symbols is equal to 20 MHz and the chip frequency associated with 13 Mcps. For the preamble and synchronization symbols, the same bandwidth is chosen, narrower by a factor equal to "8" than the BW bandwidth 3 used for the transmission of the location symbols (ie BWi = BW 2 = 2.5 MHz), with fcc frequencies Fc 1 = Fc 2 = 1.625 Mcps. Using an oversampling factor of two samples per chip for all symbols, the following sampling frequency values result: Fsi = FS2 = 2 * Fci = 3.25 MHz and Fs 3 = 2 * Fc 3 = 26 MHz. As for the decimation factor D A to the floor of change of pace 401, its value can be set to "2" (D = Â 2) to have a oversampling factor at the analog to digital converters ADC 312, 313, thus facilitating the filtering of spectral replicas downstream. The value of sampling frequency of the analog-digital converter ADC 312, 313 is equal to FS ADC = D * Â FS3 = 52 MHz in this embodiment.
La Fig. 8 illustre schématiquement un algorithme de réception de signaux RF, implémenté par chaque base du système de localisation temps-réel RTLS 100. Considérons, de manière illustrative, que l'algorithme de la Fig. 8 est implémenté par la base 120.  Fig. 8 schematically illustrates an RF signal receiving algorithm implemented by each base of the RTLS 100 real-time location system. Let us consider, illustratively, that the algorithm of FIG. 8 is implemented by the base 120.
Dans une étape 801, la base 120 active de manière permanente un mécanisme de détection de symbole de préambule 810. En référence à la Fig. 4, la base 120 active le module de traitement de symboles de préambule 411 ; le module de traitement de symboles de synchronisation 412 et le module de traitement de symboles de localisation 413 sont en mode d'économie d'énergie. In a step 801, the base 120 permanently activates a preamble symbol detection mechanism 810. Referring to FIG. 4, the base 120 activates the preamble symbol processing module 411; the synchronization symbol processing module 412 and the location symbol processing module 413 are in energy saving mode.
L'objectif de ce mécanisme de détection de symbole de préambule 810 est de commencer une synchronisation temporelle, en déterminant une synchronisation bloc, i.e. déterminer des instants de début (et donc de fin) de blocs composant le symbole de préambule dans un signal RF reçu.  The purpose of this preamble symbol detection mechanism 810 is to start a time synchronization, by determining a block synchronization, ie to determine the start (and therefore the end) times of blocks composing the preamble symbol in a received RF signal. .
Dans le cadre de ce mécanisme de détection de symbole de préambule 810, la base 120 analyse les échantillons du signal RF qui sont obtenus selon la fréquence d'échantillonnage Fsi, et ce dans une fenêtre glissante de taille égale à Tsymbi. En référence à la Fig. 4, la sortie de l'étage de changement de rythme 403 est connectée au sein du module de traitement de symboles de préambule 411 à une mémoire tampon de taille permettant de contenir des échantillons obtenus selon la fréquence d'échantillonnage Fsi, pendant une durée au moins égale à Tsymbi. La base 120 effectue ainsi une intégration cohérente sur une durée au moins égale à Tsymbi, de manière à détecter au moins un pic de corrélation entre les échantillons de la fenêtre glissante et le code C (connu à l'avance par la base 120), la valeur dudit pic de corrélation étant supérieure à une valeur de seuil Thi prédéfinie. In the context of this preamble symbol detection mechanism 810, the base 120 analyzes the samples of the RF signal which are obtained according to the sampling frequency Fsi, and this in a sliding window of size equal to T sym bi. With reference to FIG. 4, the output of the rate change stage 403 is connected within the preamble symbol processing module 411 to a size buffer for holding samples obtained at the sampling frequency Fsi for a duration of less than T sym bi. The base 120 thus performs a coherent integration over a duration at least equal to T sym bi, so as to detect at least one correlation peak between the samples of the sliding window and the code C (known in advance by the base 120 ), the value of said correlation peak being greater than a predefined threshold value Thi.
La valeur du seuil Thi prédéfinie est le fruit d'un compromis entre :  The value of the predefined Thi threshold is the result of a compromise between:
· maximiser la probabilité de détection (en abaissant la valeur du seuil Thi), mais en prenant un risque de fausses détections déclenchant à tort des traitements de symboles de synchronisation, ce qui engendre donc une consommation excessive de ressources de traitement ; et · Maximize the probability of detection (by lowering the Thi threshold), but by taking the risk of false detections that falsely trigger synchronization symbol processing, which therefore leads to excessive consumption of processing resources; and
• minimiser la probabilité de fausse alarme (en augmentant la valeur du seuil Thi), mais en risquant de rater certains symboles de préambule pourtant effectivement transmis par des balises du système de localisation temps-réel RTLS 100, et donc de rater des occasions d'aboutir à une mesure de localisation desdites balises.  • minimize the likelihood of false alarms (by increasing the value of the Thi threshold), but by missing certain preamble symbols actually transmitted by beacons of RTLS 100 real-time location system, and thus miss opportunities to result in a measurement of location of said tags.
Ainsi, dans une étape 811, la base 120 vérifie si un symbole de préambule est détecté, i.e. si au moins un pic de corrélation supérieur à la valeur de seuil Thi prédéfinie est détecté dans la fenêtre glissante. Lorsqu'au moins un tel pic de corrélation est détecté, une étape 812 est effectuée ; sinon, le mécanisme de détection de symbole de préambule décale la fenêtre glissante d'un échantillon (introduction d'un échantillon plus récent et retrait de l'échantillon le plus ancien) et l'étape 81 1 est réitérée avec cette fenêtre glissante décalée d'un échantillon. On peut noter qu'en réception, le symbole de préambule est toujours recherché avec sa durée nominale, à savoir sur le nombre M de blocs, sans prendre en compte une éventuelle extension du symbole de préambule par M' blocs. Le fait que le symbole de préambule soit plus long de M' blocs permet à chaque base du système de localisation temps-réel RTLS 100 d'augmenter la probabilité de détecter le symbole de préambule en enchaînant plusieurs tentatives de détection successives sur des fenêtres de réception décalées. Thus, in a step 811, the base 120 checks whether a preamble symbol is detected, ie if at least one correlation peak greater than the predefined Thi threshold value is detected in the sliding window. When at least one such correlation peak is detected, a step 812 is performed; otherwise, the preamble symbol detection mechanism shifts the sliding window of a sample (introduction of a newer sample and removal of the oldest sample) and step 81 1 is repeated with this sliding window shifted by 'a sample. It may be noted that, in reception, the preamble symbol is always searched for with its nominal duration, namely on the number M of blocks, without taking into account a possible extension of the preamble symbol by M 'blocks. The fact that the preamble symbol is longer than M 'blocks allows each base of the real-time location system RTLS 100 to increase the probability of detecting the preamble symbol by concatenating several successive detection attempts on reception windows. offset.
Dans l'étape 812, la base 120 effectue la synchronisation bloc, Le. détermine l'instant de début (et donc de fin puisque la taille du code C est connue de la base 120) d'au moins un bloc composant le symbole de préambule dont la présence a été détectée. Chaque pic de corrélation (de valeur supérieure à la valeur de seuil Thi prédéfinie) détecté à l'étape 811 correspond à un instant de fin de bloc au sein des M blocs (ou au sein des M + M' blocs si le symbole de préambule est étendu de M' blocs) du symbole de préambule. Il reste alors à lever l'incertitude sur la position temporelle précise du premier bloc en séquence, ou du dernier bloc en séquence, parmi les blocs composant le symbole de préambule. Cet aspect est traité par un mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820 détaillé ci-après.  In step 812, the base 120 performs block synchronization, Le. determines the start time (and therefore the end since the size of the code C is known from the base 120) of at least one block composing the preamble symbol whose presence has been detected. Each correlation peak (of value greater than the predefined Thi threshold value) detected in step 811 corresponds to an end-of-block instant within the M blocks (or within the M + M 'blocks if the preamble symbol is extended by M 'blocks) of the preamble symbol. It then remains to raise the uncertainty on the precise temporal position of the first block in sequence, or the last block in sequence, among the blocks composing the preamble symbol. This aspect is processed by a synchronization symbol detection mechanism 820 detailed below.
Ensuite, dans une étape 813, le mécanisme de détection de symbole de préambule 810 active le mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820. Cette activation sélective du mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820 permet de réduire la consommation énergétique de la base 120. En référence à la Fig. 4, le module de traitement de symboles de préambule 411 active le module de traitement de symboles de synchronisation 412 (qui sort alors du mode d'économie d'énergie). En outre, le module de traitement de symboles de préambule 411 fournit au module de traitement de symboles de synchronisation 412 une information représentative du résultat de la synchronisation bloc effectuée à l'étape 812 (à savoir un instant de début ou de fin de bloc).  Then, in a step 813, the preamble symbol detection mechanism 810 activates the synchronization symbol detection mechanism 820. This selective activation of the synchronization symbol detection mechanism 820 reduces the power consumption of the base 120. With reference to FIG. 4, the preamble symbol processing module 411 activates the synchronization symbol processing module 412 (which then exits the energy saving mode). In addition, the preamble symbol processing module 411 provides the timing symbol processing module 412 with information representative of the result of the block synchronization performed at step 812 (i.e., a start or end time of the block). .
Les objectifs de ce mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820 sont :  The objectives of this synchronization symbol detection mechanism 820 are:
· terminer la phase de synchronisation temporelle, en déterminant la synchronisation symbole ; · Terminate the time synchronization phase by determining the symbol synchronization;
• décoder tout ou partie de l'identifiant de la balise émettrice du signal RF reçu ; et • optionnellement, décoder certaines informations supplémentaires (e.g. les mesures de capteur(s) précédemment évoquées) transmises par la balise émettrice du signal RF reçu. • decode all or part of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal; and Optionally, to decode certain additional information (eg sensor measurements previously mentioned) transmitted by the beacon transmitting the received RF signal.
Dans le cadre de ce mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820, la base 120 analyse les échantillons du signal RF qui sont obtenus selon la fréquence d'échantillonnage i¾, et ce dans une fenêtre glissante de taille égale à Tsymbi + Tsymb2 à partir de l'instant de début ou de fin de bloc résultant de la synchronisation bloc. En référence à la Fig. 4, la sortie de l'étage de changement de rythme 402 est connectée au sein du module de traitement de symboles de préambule 412 à une mémoire tampon de taille permettant de contenir des échantillons obtenus selon la fréquence d'échantillonnage i¾, pendant une durée au moins égale à Tsymbi + Tsymb2. La taille de cette mémoire tampon est au moins égale à Tsymbi + Tsymb2, du fait que la position effective du symbole de synchronisation qui suit le symbole de préambule par rapport à l'instant de début ou de fin de bloc résultant de la synchronisation bloc peut fluctuer de blocs, en fonction de la position relative de la balise émettrice du signal RF par rapport à la base 120. Cet aspect est détaillé ci-après en relation avec les Figs. 9A et 9B. In the context of this synchronization symbol detection mechanism 820, the base 120 analyzes the samples of the RF signal which are obtained according to the sampling frequency i¾, and this in a sliding window of size equal to T sym bi + T sym b2 from the start or end time of the block resulting from the block synchronization. With reference to FIG. 4, the output of the rate change stage 402 is connected within the preamble symbol processing module 412 to a size buffer for holding samples obtained at the sampling frequency i¾ for a duration of less than T sym bi + T sym b2. The size of this buffer memory is at least equal to T sym bi + T sym b2, because the actual position of the synchronization symbol which follows the preamble symbol with respect to the start or end time of the block resulting from block synchronization can fluctuate in blocks, depending on the relative position of the beacon transmitting the RF signal relative to the base 120. This aspect is detailed below in relation to FIGS. 9A and 9B.
Dans une étape 821, la base 120 effectue la synchronisation symbole en recherchant la présence de tout ou partie (un nombre de bits N¾2 prédéfini) de l'identifiant d'une balise du système de localisation temps-réel RTLS 100, i.e. détermine l'instant de début (et donc de fin puisque la taille des symboles transmis est connue de la base 120) des symboles constituant le signal RF. Pour ce faire, la base 120 cherche à détecter au moins un pic de corrélation entre les échantillons reçus et un mot de code H parmi tous les mots de code H susceptibles d'être transmis par une balise du système de localisation temps-réel RTLS 100 {i.e. ceux de l'ensemble H). La base 120 utilise un corrélateur symbole (de longueur égale à celle des symboles de synchronisation) et le cale m blocs après l'instant de début ou de fin de bloc résultant de la synchronisation bloc, où m est un index que la base 120 fait varier successivement de 1 à jusqu'à ce qu'un pic de corrélation de valeur supérieure à une valeur de seuil Z¾2 prédéfinie apparaisse. Si, après ces tentatives, aucun pic de corrélation supérieur à la valeur de seuil 7¾ prédéfinie n'a été trouvé, la synchronisation symbole échoue.  In a step 821, the base 120 performs the symbol synchronization by searching for the presence of all or part (a predefined number of bits N 2) of the identifier of a beacon of the real-time location system RTLS 100, ie determines the start time (and therefore end since the size of the transmitted symbols is known from the base 120) symbols constituting the RF signal. To do this, the base 120 seeks to detect at least one correlation peak between the received samples and a code word H among all the code words H that may be transmitted by a beacon of the real-time location system RTLS 100. {ie those of the set H). The base 120 uses a symbol correlator (of length equal to that of the synchronization symbols) and the block m blocks after the block start or end time resulting from the block synchronization, where m is an index that the base 120 makes. vary successively from 1 to until a correlation peak greater than a predefined threshold value Z¾2 appears. If, after these attempts, no correlation peak greater than the predefined threshold value 7¾ has been found, symbol synchronization fails.
Dans un mode de réalisation particulier, lorsque le symbole de préambule comporte M + M' blocs, la base 120 fait varier successivement l'index m de 1 à M + M' jusqu'à ce qu'un pic de corrélation supérieur à la valeur de seuil Z¾2 prédéfinie apparaisse. In a particular embodiment, when the preamble symbol has M + M 'blocks, the base 120 successively varies the index m from 1 to M + M 'until a correlation peak greater than the predefined threshold value Z¾2 appears.
La valeur du seuil Z¾2 prédéfinie est le fruit d'un compromis entre :  The value of the predefined Z seuil2 threshold is the result of a compromise between:
• maximiser la probabilité de détection (en abaissant la valeur du seuil Thi), mais en prenant un risque de fausses détections déclenchant à tort des traitements de symboles de synchronisation, ce qui engendre donc une consommation excessive de ressources de traitement ; et  • Maximize the probability of detection (by lowering Thi threshold value), but by taking the risk of false detections that falsely trigger synchronization symbol processing, which leads to excessive consumption of processing resources; and
• minimiser la probabilité de fausse alarme (en augmentant la valeur du seuil Thi), mais en risquant de rater certains symboles de synchronisation pourtant effectivement transmis par des balises du système de localisation temps-réel RTLS 100, et donc de rater des occasions d'aboutir à une mesure de localisation desdites balises.  • to minimize the probability of false alarm (by increasing the Thi threshold value), but by missing certain synchronization symbols actually transmitted by beacons of RTLS 100 real-time localization system, and thus to miss opportunities to result in a measurement of location of said tags.
Dans une étape 822 suivante, la base 120 détermine tout ou partie de l'identifiant de la balise émettrice du signal RF reçu. En effet, le symbole de synchronisation portant le mot de code H qui, parmi tous les mots de code H susceptibles d'être transmis par une balise du système de localisation temps-réel RTLS 100, a fait apparaître, après éventuel désembrouillage, le pic de corrélation supérieur à la valeur de seuil Z¾2 prédéfinie inclut tout ou partie des bits de l'identifiant de la balise émettrice du signal RF reçu. Le désembrouillage est l'opération inverse de celle du brouillage réalisé par la balise émettrice du signal RF reçu et consiste à multiplier bribe à bribe le symbole reçu par le conjugué du code de brouillage utilisé par la balise émettrice du signal RF reçu, ledit code de brouillage (auquel est éventuellement adjoint un code de brouillage secondaire) étant connu de la base 120.  In a next step 822, the base 120 determines all or part of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal. In fact, the synchronization symbol carrying the code word H which, among all the code words H that can be transmitted by a beacon of the real-time location system RTLS 100, has revealed, after any descrambling, the peak correlation greater than the predefined threshold value Z¾2 includes all or part of the bits of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal. The descrambling is the opposite operation to that of the scrambling carried out by the beacon transmitting the received RF signal and consists in multiplying, in a piecemeal manner, the symbol received by the scrambling code conjugate used by the beacon transmitting the received RF signal, said code of scrambling (which is possibly associated with a secondary scrambling code) being known from the base 120.
Dans une étape 823 suivante, si la synchronisation symbole a pu être effectuée, le mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820 active un mécanisme de détection de symbole de localisation 830, avant d'être mis en mode d'économie d'énergie. Si la synchronisation symbole a échoué, le mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820 est mis en mode d'économie d'énergie sans activer le mécanisme de détection de symbole de localisation 830 (cas non représenté sur la Fig. 8). Cette activation sélective du mécanisme de détection de symbole de localisation 830 permet de réduire la consommation énergétique de la base 120. En référence à la Fig. 4, le module de traitement de symboles de synchronisation 412 active le module de traitement de symboles de localisation 413 (qui sort alors du mode d'économie d'énergie). En outre, le module de traitement de symboles de synchronisation 412 fournit au module de traitement de symboles de localisation 413 une information représentative du résultat de la synchronisation symbole (à savoir un instant de début de symbole de localisation) effectuée à l'étape 821. In a next step 823, if the symbol synchronization could be performed, the synchronization symbol detection mechanism 820 activates a locator symbol detection mechanism 830, before being put into a power saving mode. If the symbol synchronization has failed, the synchronization symbol detection mechanism 820 is put in the energy saving mode without activating the locator symbol detection mechanism 830 (not shown in Fig. 8). This selective activation of the location symbol detection mechanism 830 makes it possible to reduce the energy consumption of the base 120. Referring to FIG. 4, the synchronization symbol processing module 412 activates the location symbol processing module 413 (which then exits the energy saving mode). In addition, the symbol processing module of synchronization 412 provides the location symbol processing module 413 with information representative of the result of the symbol timing (i.e., a start time of the location symbol) performed in step 821.
Les objectifs de ce mécanisme de détection de symbole de localisation 830 sont :  The objectives of this location symbol detection mechanism 830 are:
• déterminer précisément quelle est la balise émettrice du signal RF reçu (en terminant le décodage de l'identifiant de ladite balise qui a été commencé par le mécanisme de détection de symbole de synchronisation 820), si besoin ;  Precisely determining which beacon transmitting the received RF signal (by ending the decoding of the identifier of said beacon which was started by the synchronization symbol detection mechanism 820), if necessary;
• détecter et estimer précisément l'instant d'arrivée de la réplique du signal RF correspondant au trajet direct du signal RF depuis la balise émettrice jusqu'à la base Accurately detect and estimate the instant of arrival of the replica of the RF signal corresponding to the direct path of the RF signal from the transmitting beacon to the base
120, afin de permettre au calculateur central 130 d'estimer la distance entre ladite balise et la base 120 pour localiser ladite balise après recoupement (au niveau du calculateur central 130) avec des mesures effectuées au niveau d'autres bases ; et120, to allow the central computer 130 to estimate the distance between said beacon and the base 120 to locate said beacon after cross-checking (at the central computer 130) with measurements made at other bases; and
• optionnellement, décoder certaines informations supplémentaires (e.g. les mesures de capteur(s) précédemment évoquées) transmises par la balise émettrice du signal RF reçu. Optionally, decoding certain additional information (e.g. the sensor measurements previously mentioned) transmitted by the beacon transmitting the received RF signal.
Dans le cadre de ce mécanisme de détection de symbole de localisation 830, la base 120 analyse les échantillons du signal RF qui sont obtenus selon la fréquence d'échantillonnage i¾, et ce dans une fenêtre temporelle glissante de durée égale à Tsymb3 + Axbackward ouverte plus tôt (d'une valeur temporelle relative appelée paramètre Axbackward) que l'instant estimé de début de symbole de localisation résultant de la synchronisation symbole : l'instant précis de début de symbole de localisation doit en effet être recherché antérieurement audit instant estimé obtenu à l'issue de l'étape 820, en mettant à profit la résolution temporelle &2 fois plus fine à l'étape 830 qu'à l'étape 820 : la localisation précise de la balise émettrice du signal RF nécessite en effet d'être capable de détecter le trajet direct, seul garant d'une mesure non biaisée, lequel est aussi le tout premier trajet en temps et qui peut arriver très atténué au niveau de la base 120, et donc ne pas avoir été détecté au cours des étapes précédentes 810 et 820 pour lesquelles la résolution temporelle est plus grossière (la largeur de bande étant plus faible). Le paramètre Azbackward, homogène à un temps et exprimé en secondes, est défini supérieur ou égal à un étalement des retards (« delay spread » en anglais) ATchannei du canal de propagation dans l'environnement considéré. En référence à la Fig. 4, la sortie de l'étage de changement de rythme 401 est connectée au sein du module de traitement de symboles de localisation 413 à une mémoire tampon de taille permettant de contenir des échantillons obtenus selon la fréquence d'échantillonnage Fs3, pendant une durée au moins égale à Tsymb3 + Axbackward- La taille de cette mémoire tampon est au moins égale à Tsymb3 + Axbackward, car, suite à la synchronisation symbole et sachant que les tailles des symboles de synchronisation et de localisation sont connues de la base 120, les instants de début et de fin des symboles de synchronisation et de localisation sont connus (de manière grossière) de la base 120. In the context of this location symbol detection mechanism 830, the base 120 analyzes the samples of the RF signal which are obtained according to the sampling frequency i¾, and this in a sliding time window of duration equal to T sym b3 + Axbackward opened earlier (of a relative time value called Axbackward parameter) than the estimated start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization: the precise start time of the location symbol must indeed be sought earlier than said estimated instant obtained at the end of step 820, taking advantage of the temporal resolution & 2 times finer at step 830 than at step 820: the precise location of the beacon transmitting the RF signal indeed requires that to be able to detect the direct path, the only guarantor of an unbiased measurement, which is also the very first path in time and which can happen very attenuated at the level of the base 120 , and thus not to have been detected in the previous steps 810 and 820 for which the temporal resolution is coarser (the bandwidth being lower). The parameter Azbackward, homogeneous at a time and expressed in seconds, is defined as greater than or equal to a delay spread ATchannei of the propagation channel in the considered environment. With reference to FIG. 4, the output of the rate change stage 401 is connected within the location symbol processing module 413 to a size buffer to contain samples obtained according to the sampling frequency Fs3, for a duration at least equal to T sym b3 + Axbackward- The size of this buffer memory is at least equal to T sym b3 + Axbackward, because, following the synchronization symbol and knowing that the sizes of the synchronization and location symbols are known from the base 120, the start and end times of the synchronization and location symbols are known (roughly) of the base 120.
Dans une étape 831, la base 120 détermine le reste de l'identifiant de la balise émettrice du signal RF reçu, si besoin (si l'ensemble des bits de l'identifiant n'a pas été transmis via le(s) symbole(s) de synchronisation). Pour ce faire, la base 120 cherche à détecter au moins un pic de corrélation entre les échantillons reçus et un mot de code G, parmi tous les mots de code G, susceptibles d'être transmis par une balise du système de localisation temps-réel RTLS 100. La base 120 utilise un corrélateur symbole (de longueur égale à celle des symboles de localisation) et le cale sur l'instant de début de symbole de localisation résultant de la synchronisation symbole. Le mot de code G, parmi tous les mots de code G, susceptibles d'être transmis par une balise du système de localisation temps-réel RTLS 100 qui montre un pic de corrélation, après éventuel désembrouillage, supérieur à une valeur de seuil 7¾ prédéfinie est celui retenu, ce qui donne le reste de l'identifiant de la balise émettrice du signal RF reçu (et/ou les informations supplémentaires (e.g. les mesures de capteur(s) précédemment évoquées) que la balise émettrice du signal RF a voulu transmettre).  In a step 831, the base 120 determines the remainder of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal, if necessary (if all the bits of the identifier have not been transmitted via the symbol (s) ( s) synchronization). To do this, the base 120 seeks to detect at least one correlation peak between the received samples and a code word G, among all the code words G, that can be transmitted by a beacon of the real-time location system. RTLS 100. The base 120 uses a symbol correlator (of length equal to that of the location symbols) and the shim on the start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization. The code word G, of all the code words G, capable of being transmitted by a beacon of the real-time location system RTLS 100 which shows a correlation peak, after any descrambling, greater than a predefined threshold value 7¾ is the one retained, which gives the remainder of the identifier of the transmitter beacon of the received RF signal (and / or the additional information (eg sensor measurements (s) previously mentioned) that the beacon transmitting the RF signal wanted to transmit ).
La valeur du seuil 7¾ prédéfinie est le fruit d'un compromis entre :  The value of the predefined threshold 7¾ is the result of a compromise between:
• maximiser la probabilité de détection (en abaissant la valeur du seuil 7¾), mais en prenant un risque de fausses détections déclenchant à tort des traitements de symboles de localisation, ce qui engendre donc une consommation excessive de ressources de traitement ; et  • Maximize the probability of detection (by lowering the value of the 7¾ threshold), but by taking the risk of false detections that falsely trigger location symbol processing, which leads to excessive consumption of processing resources; and
• minimiser la probabilité de fausse alarme (en augmentant la valeur du seuil 7¾), mais en risquant de rater certains symboles de localisation pourtant effectivement transmis par des balises du système de localisation temps-réel RTLS 100, et donc de rater des occasions d'aboutir à une mesure de localisation desdites balises.  • minimize the likelihood of false alarms (by increasing the value of the threshold 7¾), but by missing certain location symbols actually transmitted by RTLS 100 real-time location system beacons, and thus miss opportunities to result in a measurement of location of said tags.
L'estimation de la synchronisation symbole obtenue à l'étape 821 indique l'instant d'arrivée, au niveau de la base 120, du symbole de localisation avec une résolution temporelle relativement grossière (de l'ordre de 1 / ¾ = 308 ns selon l'exemple d'une fréquence d'échantillonnage ¾ égale à 3,25 MHz). Dû au caractère bande-étroite de l'émission des symboles de préambule et de synchronisation, différentes répliques d'un canal de propagation multi-trajet, espacées entre elles d'un retard inférieur à cette résolution temporelle grossière, arrivent typiquement confondues et ne peuvent alors être discriminées : la base 120 ne peut ainsi, à ce stade, que déterminer approximativement l'instant d'arrivée (à ± = ± 154 ns selon ledit The estimation of the symbol synchronization obtained in step 821 indicates the time of arrival, at the level of the base 120, of the location symbol with a relatively coarse temporal resolution (of the order of 1 / ¾ = 308 ns according to the example of a sampling frequency ¾ equal to 3.25 MHz). Due to the band-narrow nature of the emission of preamble and synchronization symbols, different replicas of a multi-path propagation channel, spaced apart from each other by a delay less than this coarse temporal resolution, typically come together and can not be discriminated: the base 120 can thus, at this stage, only determine approximately the time of arrival (at ± = ± 154 ns according to said
2.Fs2 2.Fs 2
exemple) du paquet d'énergie étalé en temps après transmission à travers le canal de propagation possiblement multi-trajet, ce qui ne permet d'atteindre à ce stade qu'une précision de distance grossière (à ± -^— = ± 46 m selon l'exemple d'une fréquence d'échantillonnage ¾ égale à 3,25 MHz, et c = 3e8 m/s étant la vitesse de propagation du signal RF égale à la vitesse de la lumière). Le caractère large-bande de l'émission des symboles de localisation permet d'obtenir une meilleure résolution temporelle (de l'ordre de i /i¾ = 38,5 ns selon l'exemple d'une fréquence d'échantillonnage ¾ égale à 26 MHz, pour une largeur de bande BW3 égale à 20 MHz), et donc une meilleure précision de localisation (à ± -^— = ± 5,8 m selon l'exemple d'une largeur de bande BW3 égale à 20 MHz). Les fréquences d'échantillonnage pour les traitements des symboles de préambule et de synchronisation ne permettent donc qu'une estimation grossière de la réponse du canal de propagation possiblement multi-trajet, tandis que la fréquence d'échantillonnage pour les traitements des symboles de localisation permet une reconstruction plus fidèle de la réponse du canal de propagation, avec possibilité cette fois de distinguer les éventuelles différentes répliques temporelles du canal de propagation possiblement multi-trajet grâce à une meilleure résolution temporelle. example) of the packet of energy spread in time after transmission through the possibly multi-path propagation channel, which makes it possible to reach at this stage only a coarse distance precision (at ± - ^ - = ± 46 m according to the example of a sampling frequency ¾ equal to 3.25 MHz, and c = 3e8 m / s being the speed of propagation of the RF signal equal to the speed of light). The wide-band character of the emission of the location symbols makes it possible to obtain a better temporal resolution (of the order of i / i¾ = 38.5 ns according to the example of a sampling frequency ¾ equal to 26 MHz, for a bandwidth BW 3 equal to 20 MHz), and therefore a better location accuracy (at ± - ^ - = ± 5.8 m according to the example of a bandwidth BW 3 equal to 20 MHz ). Sampling frequencies for preamble and synchronization symbol processing therefore only allow a rough estimate of the response of the possibly multi-path propagation channel, while the sampling frequency for the processing of location symbols allows a more faithful reconstruction of the response of the propagation channel, this time possible to distinguish the possible different time replicas of the possibly multi-path propagation channel thanks to a better temporal resolution.
Pour faire une estimation de distance fiable et non-biaisée, il est nécessaire de parvenir à détecter l'instant d'arrivée de la réplique du symbole de localisation correspondant au trajet direct de la balise émettrice jusqu'à la base 120, et de ne pas se baser sur un trajet secondaire (non direct) qui serait potentiellement reçu avec une puissance plus forte mais qui aurait parcouru une distance plus longue que le trajet direct entre la balise émettrice et la base 120, typiquement par réflexion sur des objets environnants.  To make a reliable and unbiased unbiased distance estimation, it is necessary to be able to detect the instant of arrival of the replica of the location symbol corresponding to the direct path of the transmitting beacon to the base 120, and not to not be based on a secondary path (not direct) that would potentially be received with a higher power but that would have traveled a distance longer than the direct path between the transmitting beacon and the base 120, typically by reflection on surrounding objects.
Dans une étape 832 suivante, la base 120 détermine quelle réplique du signal RF correspond au trajet direct du symbole de localisation via le canal de propagation possiblement multi-trajet et en détermine l'instant d'arrivée au niveau de la base 120. Pour ce faire, la base 120 analyse les échantillons reçus en remontant dans le temps par rapport à l'instant estimé de début de symbole de localisation résultant de la synchronisation symbole à la recherche de la réplique du signal RF correspondant au trajet direct, comme précédemment décrit. Pour un environnement extérieur (« outdoor » en anglais), on peut considérer Azchannei = 500 ns (correspondant à une distance de 150 m), et pour un environnement intérieur (« indoor » en anglais), on peut par exemple considérer Azchannei = 100 ns (correspondant à une distance de 30 m). De plus, la base 120 analyse les échantillons reçus postérieurement à l'instant estimé de début de symbole de localisation résultant de la synchronisation symbole, à la recherche de la réplique du symbole de localisation correspondant au trajet direct : cette analyse se fait sur une durée temporelle Axforward égale à la moitié de la période d'échantillonnage ¾ utilisée pour les symboles de synchronisation, soit, selon l'exemple d'une fréquence d'échantillonnage ¾ égale à 3,25 MHz, Axforward = 154 ns (correspondant à une distance de 46 m). L'analyse des échantillons se fait donc au total sur une fenêtre temporelle de largeur Axwindow = Axbackward + Axforward qui est ainsi par exemple égale à 654 ns en environnement extérieur (correspondant à une distance de 195 m). Dans cette fenêtre temporelle de largeur Axwindow autour de l'instant estimé de début de symbole de localisation résultant de la synchronisation symbole, la base 120 recherche les pics de puissance supérieure à une valeur de seuil prédéfinie T¾4 dans l'estimée de la réponse impulsionnelle du canal de propagation possiblement multi-trajet. Le premier (en séquence) pic de puissance au sein de cette fenêtre temporelle de largeur Axwind0W correspond au trajet direct recherché, et sa position au sein de la fenêtre temporelle de largeur Axwimjow définit l'instant précis Tioc,k , à la résolution temporelle 1 / FS3 près (= 38,5 ns dans l'exemple de réalisation déjà mentionné), de démarrage de chaque symbole de localisation k (1 < k < Nsymb3) parmi les Nsymb3 symboles de localisation du signal RF reçu. L'estimé ¾ de l'instant d'arrivée du trajet direct pour le keme symbole de localisation au niveau de la base 120 est alors déduit comme suit, connaissant la durée et le nombre de symboles qui précédent ledit keme symbole de localisation dans le signal RF : In a next step 832, the base 120 determines which replica of the RF signal corresponds to the direct path of the location symbol via the possibly multi-path propagation channel and determines the time of arrival at the base 120. For this base 120 analyzes the received samples going back in time with respect to the estimated start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization in search of the replica of the RF signal corresponding to the direct path, as previously described. For an outdoor environment ("outdoor" in English), we can consider Az c hannei = 500 ns (corresponding to a distance of 150 m), and for an indoor environment ("indoor" in English), we can for example consider Az c hannei = 100 ns (corresponding to a distance of 30 m). In addition, the base 120 analyzes the samples received after the estimated start time of the location symbol resulting from the symbol synchronization, in search of the replica of the location symbol corresponding to the direct path: this analysis is done over a period of time. temporal Axf orwar d equal to half the sampling period ¾ used for the synchronization symbols, ie, according to the example of a sampling frequency ¾ equal to 3.25 MHz, Axf orwar d = 154 ns ( corresponding to a distance of 46 m). Analysis of samples is thus the total on a time window of width Ax win d ow = Axbackward + AXF orwar of which is thus for example equal to 654 ns in external environment (corresponding to a distance of 195 m). In this time window of width Ax win ow around the estimated time of start of location symbol resulting from the symbol synchronization, the base 120 searches for power peaks greater than a predefined threshold value T¾4 in the estimate of the impulse response of the possibly multi-path propagation channel. The first (in sequence) peak of power within this time window of width Ax win d 0W corresponds to the direct path sought, and its position within the time window of width Ax w j j ow defines the precise instant Ti oc , k, at the temporal resolution 1 / FS3 near (= 38.5 ns in the embodiment already mentioned), starting each location symbol k (1 <k <N sy mb3) among the N sym b3 symbols of location of the received RF signal. The estimate ¾ of the instant of arrival of the direct path for the k th location symbol at the base 120 is then deduced as follows, knowing the duration and the number of symbols preceding said k th location symbol in the RF signal:
¾ Tloc,k ~ [ TSymt,i NSymb2 * Tsymb2 (k-1) * T$ymb2 ] ¾ Tloc, k ~ [T S y m t, i N S ymb2 * Tsymb2 (k-1) * T $ ymb2]
Le signal RF transmis étant composé de Nsymb3 symboles de localisation, la base 120 effectue ainsi Nsymb3 mesures d'instant d'arrivée du trajet direct
Figure imgf000044_0001
The transmitted RF signal being composed of N sym b3 locating symbols, the base 120 thus performs N sym b3 instant arrival measurements of the direct path
Figure imgf000044_0001
La valeur du seuil T¾4 prédéfinie est choisie suffisamment basse (peu sélective) pour déterminer quelle réplique du symbole de localisation correspond au trajet direct du symbole de localisation considéré via le canal de propagation possiblement multi- trajet, tout en garantissant une probabilité réduite de fausse alarme. Dans une étape 833 suivante, la base 120 transmet au calculateur central 130 une information représentative de l'identifiant de la balise émettrice du signal RF reçu, ainsi qu'une information représentative de l'instant d'arrivée au niveau de la base 120 de la réplique de chaque symbole de localisation correspondant au trajet direct du signal RF via le canal de propagation (Nsymb3 informations d'instant d'arrivée). La base 120 peut aussi transmettre au calculateur central 130 des informations supplémentaires (e.g. les mesures de capteur(s) précédemment évoquées) transmises par la balise émettrice. Ainsi, en collectant de telles informations auprès de différentes bases du système de localisation temps-réel RTLS 100, le calculateur central 130 est capable de déterminer la position de la balise identifiée, grâce à un algorithme de localisation (triangulation, multilatération) utilisant comme variables d'entrées les différences des temps d'arrivée TDOA dudit ou desdits symboles de localisation au niveau desdites différentes bases. The value of the predefined threshold T4 is chosen sufficiently low (selectively) to determine which replica of the location symbol corresponds to the direct path of the location symbol considered via the possibly multipath propagation channel, while guaranteeing a reduced probability of false alarm. . In a subsequent step 833, the base 120 transmits to the central computer 130 information representative of the identifier of the beacon transmitting the received RF signal, as well as information representative of the time of arrival at the base 120 of the the replica of each location symbol corresponding to the direct path of the RF signal via the propagation channel (N sym b3 arrival time information). The base 120 can also transmit to the central computer 130 additional information (eg sensor measurements (s) previously mentioned) transmitted by the transmitting beacon. Thus, by collecting such information from different bases of the real-time location system RTLS 100, the central computer 130 is able to determine the position of the tag identified, thanks to a location algorithm (triangulation, multilateration) using as variables the differences in TDOA arrival times of said one or more location symbols at said different bases.
Des techniques de post-traitement numériques d'interpolation peuvent être implémentées pour augmenter la précision de l'estimation de localisation géographique des balises au sein du périmètre de fonctionnement du système de localisation temps-réel RTLS 100. D'autres techniques de post-traitement liées à une évaluation de la vitesse de déplacement et de la trajectoire de chaque balise peuvent en outre être implémentées pour augmenter cette précision d'estimation. Il est en outre possible de profiter de plusieurs mesures successives de distance pour une même balise, sans que la position de ladite balise n'ait changée : utiliser la moyenne de ces mesures permet de réduire la variance due aux bruits de mesure.  Numeric interpolation postprocessing techniques can be implemented to increase the accuracy of the beacon location estimation within the RTLS 100 real-time location system perimeter. Other post-processing techniques related to an evaluation of the speed of movement and the trajectory of each beacon may further be implemented to increase this estimation accuracy. It is also possible to take advantage of several successive measurements of distance for the same beacon, without the position of said beacon has changed: using the average of these measures reduces the variance due to measurement noise.
La Fig. 9A illustre schématiquement le système de localisation temps-réel RTLS 100, dans une configuration selon laquelle la balise 1 10 est située plus proche de la base 121 que de la base 122.  Fig. 9A schematically illustrates the real-time location system RTLS 100, in a configuration in which the beacon 1 10 is located closer to the base 121 than to the base 122.
La Fig. 9 A reprend les éléments de la Fig. 1 en plaçant la balise 1 10 bien plus proche de la base 121 que de la base 122. Lorsque la balise 1 10 transmet un signal RF, la base 121 reçoit une première version 15 du signal RF avec une latence de propagation Lj ', et la base 122 reçoit une seconde version 152' du signal RF avec une latence de propagation L2 '. Du fait de la différence de distance desdites bases 121 , 122 par rapport à la balise 1 10, la latence de propagation Li ' est faible comparativement à la latence de propagation L2 '. De plus, la seconde version 152' du signal RF est reçue par la base 122 avec un niveau de puissance typiquement plus atténué que la première version 15 reçue par la base 121. Ainsi, il est probable que la base 121 trouve rapidement (par exemple après seulement quelques blocs reçus) la synchronisation bloc du signal RF, car un très faible gain d'intégration lui est nécessaire pour faire ressortir le signal du bruit. A l'inverse, il faut probablement une durée d'intégration beaucoup plus longue (et, à l'extrême, proche de la durée Tsymbi du symbole de préambule) pour réussir à détecter la synchronisation bloc au niveau de la base 122. Cet aspect est schématiquement représenté sur la Fig. 9B. Fig. 9A shows the elements of FIG. 1 by placing the beacon 1 10 much closer to the base 121 than the base 122. When the beacon 1 10 transmits an RF signal, the base 121 receives a first version 15 of the RF signal with a propagation latency Lj ', and the base 122 receives a second version 152 'of the RF signal with a propagation latency L 2 '. Due to the difference in distance of said bases 121, 122 relative to the beacon 1 10, the propagation latency Li 'is low compared to the propagation latency L 2 '. In addition, the second version 152 'of the RF signal is received by the base 122 with a power level typically more attenuated than the first version received by the base 121. Thus, it is likely that the base 121 finds quickly (for example after only a few blocks received) block synchronization of the RF signal, because a very small integration gain is needed to bring out the noise signal. Conversely, a much longer integration time (and, to the extreme, close to the duration T sym bi of the preamble symbol) is probably required to successfully detect the block synchronization at the level of the base 122. This aspect is schematically shown in FIG. 9B.
La Fig. 9B illustre ainsi schématiquement des instants de début de bloc résultant de la synchronisation bloc et des instants de début de symbole de synchronisation résultant de la synchronisation symbole, dans le cadre de la configuration représentée à la Fig. 9A.  Fig. 9B schematically illustrates block start times resulting from the block synchronization and timing symbol start times resulting from the symbol synchronization, in the context of the configuration shown in FIG. 9A.
La Fig. 9B représente schématiquement une partie d'un signal RF 900 transmis par la balise 110 dans le contexte de la Fig. 9A. Le signal RF 900 comporte un symbole de préambule 901, tel que précédemment décrit, composé d'une quantité M de blocs 903 répétés.  Fig. 9B schematically represents a portion of an RF signal 900 transmitted by beacon 110 in the context of FIG. 9A. The RF 900 signal includes a preamble symbol 901, as previously described, composed of an amount M of blocks 903 repeated.
La Fig. 9B représente aussi schématiquement une partie d'un signal RF 910 correspondant à la version du signal RF 900 telle que reçue par la base 121 dans le contexte de la Fig. 9A. La synchronisation bloc est déterminée par la base 121 à un instant 911, correspondant par exemple à la frontière entre le premier bloc et le second bloc en séquence dans le symbole de préambule 901. La base 121 tente alors de trouver la synchronisation symbole à partir de cet instant 911. En appliquant une opération de corrélation sur la taille du symbole de synchronisation à partir de l'instant 911, la base 121 ne trouve pas de correspondance avec un mot de code H de l'ensemble H. La base 121 retente alors une telle opération de corrélation à partir d'un instant décalé dans le futur de la durée d'un bloc par rapport à l'instant 911, et ne trouve pas non plus de correspondance avec un mot de code H de l'ensemble H. La correspondance avec un mot de code H de l'ensemble H est obtenue en appliquant une telle opération de corrélation à partir d'un instant 912 qui marque la frontière entre le symbole de préambule 901 et le symbole de synchronisation 902. Il a ainsi fallu M tentatives à la base 121 pour détecter la synchronisation symbole après la détection de la synchronisation bloc.  Fig. 9B also schematically represents a portion of an RF signal 910 corresponding to the version of the RF signal 900 as received by the base 121 in the context of FIG. 9A. The block synchronization is determined by the base 121 at a time 911, corresponding for example to the boundary between the first block and the second block in sequence in the preamble symbol 901. The base 121 then attempts to find the symbol synchronization from this instant 911. By applying a correlation operation on the size of the synchronization symbol from time 911, the base 121 does not find a correspondence with a code word H of the set H. The base 121 retains then such a correlation operation from a time offset in the future of the duration of a block from time 911, and also does not find a correspondence with a code word H of the set H. The correspondence with a code word H of the set H is obtained by applying such a correlation operation from an instant 912 which marks the boundary between the preamble symbol 901 and the synchronization symbol 902. allu M attempts at the base 121 to detect the symbol synchronization after the detection of the block synchronization.
La Fig. 9B représente aussi schématiquement une partie d'un signal RF 920 correspondant à la version du signal RF 900 telle que reçue par la base 122 dans le contexte de la Fig. 9A. La synchronisation bloc est déterminée par la base 122 à un instant 921, correspondant par exemple à la frontière entre Γ avant-dernier bloc et le dernier bloc en séquence dans le symbole de préambule 901. La base 122 tente alors de trouver la synchronisation symbole à partir de cet instant 921. En appliquant une opération de corrélation sur la taille du symbole de synchronisation à partir de l'instant 921, la base 122 ne trouve pas de correspondance avec un mot de code H de l'ensemble H. La base 122 retente alors une telle opération de corrélation à partir d'un instant 922 décalé dans le futur de la durée d'un bloc par rapport à l'instant 921, et trouve une correspondance avec un mot de code H de l'ensemble H, puisque l'instant 922 marque la frontière entre le symbole de préambule 901 et le symbole de synchronisation 902. Il a ainsi fallu deux tentatives à la base 122 pour détecter la synchronisation symbole après la détection de la synchronisation bloc. Fig. 9B also schematically represents a portion of an RF signal 920 corresponding to the version of the RF signal 900 as received by the base 122 in the context of FIG. 9A. The block synchronization is determined by the base 122 at a time 921, for example corresponding to the border between Γ penultimate block and the last block in sequence in the preamble symbol 901. The base 122 then tries to find the symbol synchronization from that moment 921. By applying a correlation operation on the size of the synchronization symbol from the instant 921, the base 122 does not find a correspondence with a code word H of the set H. The base 122 then retries such a correlation operation from a moment 922 shifted in the future of the duration of a block with respect to the instant 921, and finds a correspondence with a codeword H of the set H, since the instant 922 marks the boundary between the preamble symbol 901 and the synchronization symbol 902. It thus took two attempts at the base 122 to detect the symbol synchronization after the detection of the block synchronization.

Claims

REVENDICATIONS
1) Balise (110) destinée à être utilisée dans un système de localisation temps- réel (100) comportant une pluralité de bases (120, 121, 122) adaptées pour déterminer des temps d'arrivée d'un signal radio fréquence émis par ladite balise, ainsi qu'un calculateur central (130) adapté pour localiser ladite balise à partir desdits temps d'arrivée, caractérisée en ce que ladite balise (110) est adaptée pour générer ledit signal radio fréquence par symboles successifs comme suit : 1) Beacon (110) for use in a real-time location system (100) having a plurality of bases (120, 121, 122) adapted to determine arrival times of a radio frequency signal transmitted by said beacon, and a central computer (130) adapted to locate said beacon from said arrival times, characterized in that said beacon (110) is adapted to generate said radio frequency signal by successive symbols as follows:
- un symbole de préambule (701), de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande (BWi), constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ;  a preamble symbol (701) of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth (BWi), constituted by a plurality of identical M successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word;
- au moins un symbole de synchronisation (702), chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes ? cadencées à une seconde fréquence bribe ¾ sur une seconde largeur de bande {BWi) au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de Nbi2 bits ; et at least one synchronization symbol (702), each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency ¾ over a second bandwidth {BWi) at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of N bi2 bits; and
- au moins un symbole de localisation (703), chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande (BW3) plus large que la seconde largeur de bande, et étant constitué d'un troisième mot de code G,, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nba bits ;  at least one location symbol (703), each location symbol having a length defined by a third quantity of chips P3 clocked at a third chip frequency ¾ over a third bandwidth (BW3) wider than the second bandwidth , and consisting of a third code word G ,, said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of a second piece of information Nba bits;
de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nba bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central. 2) Balise selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : pour chaque symbole de synchronisation k, un premier bit de signe bs2,k pondère ladite seconde quantité de bribes P2 cadencées à une seconde fréquence bribe Fc2 par une même valeur binaire. 3) Balise selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : un premier code de brouillage S propre audit système de localisation temps-réel est superposé à tout dit premier mot de code H. such that the N¾2 bits of said first piece of information plus the Nba bits of said second piece of information bear, at least, an identifier of said known tag of said central calculator. 2) Beacon according to claim 1, characterized in that said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: for each synchronization symbol k, a first sign bit bs 2 , k weight said second quantity of P chips 2 clocked at a second chip frequency Fc 2 by the same binary value. 3) Beacon according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: a first scrambling code S specific to said real-time location system is superimposed on everything says first code word H.
4) Balise selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : un premier code de brouillage secondaire spécifique à une sous-famille de balises à laquelle appartient ladite balise (110) est superposé au premier code de brouillage S, pour chaque symbole de synchronisation k, ladite sous-famille étant définie, de manière univoque et pour chaque symbole de synchronisation dudit signal radio fréquence, par l'ensemble des balises dudit système de localisation temps-réel (100) ayant les mêmes bits d'identifiant que ceux préalablement transmis au travers du ou des symboles de synchronisation précédents au sein dudit signal radio fréquence. 4) Beacon according to claim 3, characterized in that said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: a first secondary scrambling code specific to a subfamily of beacons to which said beacon (110) belongs superimposed on the first scrambling code S, for each synchronization symbol k, said subfamily being uniquely defined, and for each synchronization symbol of said radio frequency signal, by all the beacons of said real-time location system ( 100) having the same identifier bits as those previously transmitted through the previous synchronization symbol (s) within said radio frequency signal.
5) Balise selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite balise est en outre adaptée pour générer ledit signal radio fréquence comme suit : pour chaque symbole de localisation k', un second bit de signe bs^ pondère ladite troisième quantité de bribes P3 cadencées à la troisième fréquence bribe ¾ par une même valeur binaire. 5) Beacon according to any one of claims 1 to 4, characterized in that said beacon is further adapted to generate said radio frequency signal as follows: for each location symbol k ', a second sign bit bs ^ weight said third quantity of chips P3 clocked at the third chip frequency ¾ by the same binary value.
6) Balise selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un second code de brouillage S' propre audit système de localisation temps-réel est superposé à tout dit second mot de code Gj. 6) Beacon according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a second scrambling code S 'specific to said real-time location system is superimposed on any said second code word G j .
7) Balise selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un second code de brouillage secondaire S'2,k' spécifique à une sous-famille de balises à laquelle appartient ladite balise (110) est superposé au code de brouillage S', pour chaque symbole de localisation k', ladite sous-famille étant définie, de manière univoque et pour chaque symbole de localisation dudit signal radiofréquence, par l'ensemble des balises dudit système de localisation temps-réel (100) ayant les mêmes bits d'identifiant que ceux préalablement transmis au travers du ou des symboles de synchronisation et du ou des symboles de localisation précédents au sein dudit signal radio fréquence. 7) Beacon according to claim 6, characterized in that a second secondary scrambling code S'2, k 'specific to a subfamily of beacons to which said beacon (110) belongs is superimposed on the scrambling code S', for each location symbol k ', said subfamily being uniquely defined, and for each location symbol of said radio frequency signal, by all tags of said real-time location system (100) having the same bits of identifying those previously transmitted through the symbol or symbols of synchronization and the previous location symbol (s) within said radio frequency signal.
8) Balise selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite balise est, entre deux réveils de ladite balise pour générer ledit signal radiofréquence, en mode de veille. 8) Beacon according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said beacon is between two alarms of said beacon for generating said radio frequency signal in standby mode.
9) Balise selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite balise comporte un ou plusieurs capteurs, et en ce que lesdites première et seconde informations contiennent, outre l'identifiant de ladite balise, des informations supplémentaires représentatives de mesures effectuées par le(s)dit(s) capteur(s). 9) Beacon according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said beacon comprises one or more sensors, and in that said first and second information contain, in addition to the identifier of said beacon, additional information representative of measurements made by the said sensor (s).
10) Base (120) destinée à être utilisée dans un système de localisation temps- réel (100) comportant une pluralité de telles bases (120, 121, 122) adaptées pour déterminer des temps d'arrivée des signaux radiofréquence émis par des balises, ainsi qu'un calculateur central (130) adapté pour localiser lesdites balises à partir desdits temps d'arrivée, caractérisée en ce que ladite base (120) est adaptée pour recevoir lesdits signaux radiofréquence respectivement par symboles successifs comme suit : 10) Base (120) for use in a real-time location system (100) having a plurality of such bases (120, 121, 122) adapted to determine arrival times of radiofrequency signals transmitted by beacons, and a central computer (130) adapted to locate said beacons from said arrival times, characterized in that said base (120) is adapted to receive said radio frequency signals respectively by successive symbols as follows:
- un symbole de préambule (701), de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande (BWi), constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ;  a preamble symbol (701) of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth (BWi), constituted by a plurality of identical M successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word;
- au moins un symbole de synchronisation (702), chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes ? cadencées à une seconde fréquence bribe ¾ sur une seconde largeur de bande {BWi) au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de Nbi2 bits ; et at least one synchronization symbol (702), each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency ¾ over a second bandwidth {BWi) at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of N bi2 bits; and
- au moins un symbole de localisation (703), chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande (BW3) au moins aussi large que la seconde largeur de bande, constitué d'un troisième mot de code Gj, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nb%3 bits ; at least one location symbol (703), each location symbol having a length defined by a third quantity of chips P3 clocked at a third chip frequency ¾ over a third bandwidth (BW 3 ) at least as wide as the second bandwidth, consisting of a third code word G j , said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of a second information of Nb % 3 bits;
de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nb%3 bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central, such that the N¾2 bits of said first information plus the Nb % 3 bits of said second information carry, at least, an identifier of said known tag of said central computer,
et en ce que ladite base (120) est adaptée pour :  and in that said base (120) is adapted for:
- effectuer une synchronisation bloc (812) sur réception dudit symbole de préambule ;  - performing a block synchronization (812) on receipt of said preamble symbol;
- effectuer une synchronisation symbole (821) à partir de la synchronisation bloc ;  - perform a symbol synchronization (821) from the block synchronization;
- récupérer (822, 831) l'identifiant de la balise émettrice du signal radiofréquence à partir du ou des symboles de synchronisation et du ou des symboles de localisation, en fonction de la synchronisation symbole ; et  recovering (822, 831) the identifier of the beacon transmitting the radio frequency signal from the synchronization symbol or symbols and the location symbol or symbols, as a function of symbol synchronization; and
- déterminer le temps d'arrivée dudit signal radiofréquence dans une fenêtre temporelle définie en fonction de la synchronisation symbole.  - Determining the arrival time of said radio frequency signal in a time window defined according to the symbol synchronization.
11) Système de localisation temps-réel (100), caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de bases (120, 121, 122) selon la revendication 10 qui sont adaptées pour déterminer des temps d'arrivée de signaux radiofréquence émis par des balises selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ainsi qu'un calculateur central (130) adapté pour localiser chaque balise à partir desdits temps d'arrivée. 11) real-time location system (100), characterized in that it comprises a plurality of bases (120, 121, 122) according to claim 10 which are adapted to determine arrival times of radiofrequency signals emitted by beacons according to any one of claims 1 to 9, and a central computer (130) adapted to locate each beacon from said arrival times.
12) Procédé implémenté par une balise (110) dans un système de localisation temps-réel (100) comportant une pluralité de bases (120, 121, 122) déterminant des temps d'arrivée d'un signal radiofréquence émis par ladite balise, ainsi qu'un calculateur central (130) localisant ladite balise à partir desdits temps d'arrivée, caractérisé en ce que ladite balise (110) génère ledit signal radiofréquence par symboles successifs comme suit : A method implemented by a beacon (110) in a real-time location system (100) having a plurality of bases (120, 121, 122) determining arrival times of a radio frequency signal transmitted by said beacon, and a central computer (130) locating said beacon from said arrival times, characterized in that said beacon (110) generates said radio frequency signal by successive symbols as follows:
- un symbole de préambule (701), de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande (BWi), constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ;  a preamble symbol (701) of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth (BWi), constituted by a plurality of identical M successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word;
- au moins un symbole de synchronisation (702), chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes ? cadencées à une seconde fréquence bribe ¾ sur une seconde largeur de bande (BW2) au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de
Figure imgf000052_0001
at least one synchronization symbol (702), each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips; clocked at a second chip frequency ¾ over a second bandwidth (BW 2 ) at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first information of
Figure imgf000052_0001
- au moins un symbole de localisation (703), chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande (BW3) au moins aussi large que la seconde largeur de bande, et étant constitué d'un troisième mot de code Gj, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nba bits ; at least one location symbol (703), each location symbol having a length defined by a third quantity of chips P 3 clocked at a third chip frequency ¾ over a third bandwidth (BW 3 ) at least as wide as the second bandwidth, and consisting of a third code word G j , said location symbol or the set formed by said location symbols being representative of a second piece of information N b a bit;
de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nba bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central. such that the N¾2 bits of said first piece of information plus the N b a bits of said second piece of information bear, at least, an identifier of said known tag of said central calculator.
13) Procédé implémenté par une base (120) utilisée dans un système de localisation temps-réel (100) comportant une pluralité de telles bases (120, 121, 122) déterminant des temps d'arrivée des signaux radio fréquence émis par des balises, ainsi qu'un calculateur central (130) localisant lesdites balises à partir desdits temps d'arrivée, caractérisé en ce que ladite base (120) reçoit lesdits signaux radio fréquence respectivement par symboles successifs comme suit : A method implemented by a base (120) used in a real-time location system (100) having a plurality of such bases (120, 121, 122) determining arrival times of the radio frequency signals transmitted by beacons, and a central computer (130) locating said beacons from said arrival times, characterized in that said base (120) receives said radio frequency signals respectively by successive symbols as follows:
- un symbole de préambule (701), de longueur définie par une première quantité de bribes Pi cadencées à une première fréquence bribe Fci sur une première largeur de bande (BWi), constitué d'une pluralité de M blocs successifs identiques formant une répétition d'un premier mot de code de séquence binaire pseudo-aléatoire ;  a preamble symbol (701) of length defined by a first quantity of chips Pi clocked at a first chip frequency Fci over a first bandwidth (BWi), constituted by a plurality of identical M successive blocks forming a repetition of a first pseudo-random bit sequence code word;
- au moins un symbole de synchronisation (702), chaque symbole de synchronisation ayant une longueur définie par une seconde quantité de bribes P2 cadencées à une seconde fréquence bribe ¾ sur une seconde largeur de bande (BW2) au moins aussi large que la première largeur de bande, et étant constitué d'un second mot de code H, ledit symbole de synchronisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de synchronisation étant représentatif d'une première information de
Figure imgf000052_0002
at least one synchronization symbol (702), each synchronization symbol having a length defined by a second quantity of chips P 2 clocked at a second chip frequency ¾ over a second bandwidth (BW 2 ) at least as wide as the first bandwidth, and consisting of a second code word H, said synchronization symbol or the set formed by said synchronization symbols being representative of a first piece of information.
Figure imgf000052_0002
- au moins un symbole de localisation (703), chaque symbole de localisation ayant une longueur définie par une troisième quantité de bribes P3 cadencées à une troisième fréquence bribe ¾ sur une troisième largeur de bande (BW3) au moins aussi large que la seconde largeur de bande, et étant constitué d'un troisième mot de code Gj, ledit symbole de localisation ou l'ensemble formé par lesdits symboles de localisation étant représentatif d'une seconde information de Nbi3 bits ; at least one location symbol (703), each location symbol having a length defined by a third quantity of chips P 3 clocked at a third chip frequency ¾ on a third bandwidth (BW 3 ) at least as wide as the second bandwidth, and consisting of a third code word G j , said location symbol or the set formed by said symbols locating being representative of a second Nbi3 bit information;
de telle sorte que les N¾2 bits de ladite première information plus les Nb%3 bits de ladite seconde information portent, au moins, un identifiant de ladite balise connu dudit calculateur central, such that the N¾2 bits of said first piece of information plus the N b% 3 bits of said second piece of information bear, at least, an identifier of said known tag of said central calculator,
et en ce que ladite base (120) effectue les étapes suivantes :  and in that said base (120) performs the following steps:
- effectuer une synchronisation bloc (812) sur réception dudit symbole de préambule ;  - performing a block synchronization (812) on receipt of said preamble symbol;
- effectuer une synchronisation symbole (821) à partir de la synchronisation bloc ;  - perform a symbol synchronization (821) from the block synchronization;
- récupérer (822, 831) l'identifiant de la balise émettrice du signal radiofréquence à partir du ou des symboles de synchronisation et du ou des symboles de localisation, en fonction de la synchronisation symbole ; et  recovering (822, 831) the identifier of the beacon transmitting the radio frequency signal from the synchronization symbol or symbols and the location symbol or symbols, as a function of symbol synchronization; and
- déterminer (832) le temps d'arrivée dudit signal radiofréquence dans une fenêtre temporelle définie en fonction de la synchronisation symbole.  - determining (832) the arrival time of said radio frequency signal in a time window defined according to the symbol synchronization.
14) Procédé implémenté par un système de localisation temps-réel (100) comportant une pluralité de bases (120, 121 , 122) implémentant le procédé selon la revendication 13 et qui déterminent des temps d'arrivée de signaux radiofréquence émis par des balises implémentant le procédé selon la revendication 12, ainsi qu'un calculateur central (130) localisant chaque balise à partir desdits temps d'arrivée. 15) Produit programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'instructions causant, quand exécutées par un processeur d'une balise d'un système de localisation temps-réel, le procédé selon la revendication 12 ou un ensemble d'instructions causant, quand exécutées par un processeur d'une base d'un système de localisation temps-réel, le procédé selon la revendication 13. A method implemented by a real-time location system (100) having a plurality of bases (120, 121, 122) implementing the method according to claim 13 and which determine arrival times of radio frequency signals transmitted by implementing tags. the method of claim 12, and a central computer (130) locating each beacon from said arrival times. 15) Computer program product, characterized in that it comprises a set of instructions causing, when executed by a processor of a beacon of a real-time location system, the method of claim 12 or a set of instructions causing, when executed by a processor of a base of a real-time location system, the method according to claim 13.
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