WO2026002604A1 - Procédé d'optimisation du fonctionnement d'un dispositif récepteur d'un réseau de communications - Google Patents

Procédé d'optimisation du fonctionnement d'un dispositif récepteur d'un réseau de communications

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WO2026002604A1
WO2026002604A1 PCT/EP2025/066025 EP2025066025W WO2026002604A1 WO 2026002604 A1 WO2026002604 A1 WO 2026002604A1 EP 2025066025 W EP2025066025 W EP 2025066025W WO 2026002604 A1 WO2026002604 A1 WO 2026002604A1
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WO
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backscattering
reflective surface
receiving device
power
communication network
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Pending
Application number
PCT/EP2025/066025
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English (en)
Inventor
Emile Stephan
Jean-Marc Kelif
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Orange SA
Original Assignee
Orange SA
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/04013—Intelligent reflective surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • H04B7/06952—Selecting one or more beams from a plurality of beams, e.g. beam training, management or sweeping

Definitions

  • the present application falls within the field of wireless telecommunications networks comprising at least one reflective surface and a backscattering device.
  • the purpose of this application is to propose improvements to at least some of the drawbacks of the state of the art.
  • This application aims to improve the situation by means of a method for optimizing the operation of at least one first receiving device in a communication network, the communication network comprising at least one transmitting device, at least one reflective surface and at least one backscattering device, the method being implemented in a control device of the communication network and comprising: at least one iteration:
  • ⁇ a determination, from said at least one information representative of a power measurement of at least one resulting wave obtained, of at least one spatial distribution of radio electric powers over at least said time interval; an optimization of the operation of at least said first receiving device including an adaptation of said at least one spatial distribution of powers taking into account said at least one synchronization information.
  • the power distribution is determined by means of power measurements of at least one wave resulting from signals received by at least one first receiving device. At least one of these signals is emitted by at least one transmitting device. At least one second of these signals is obtained by reflection of said first signal emitted by said transmitting device onto at least one reconfigurable reflective surface. At least one third of these signals is formed by conditional backscattering of at least said first and/or second signals by at least one backscattering device.
  • the third signal carries specific synchronization information representing the phase shift applied to the reconfigurable reflective surface, at least during the time interval in which the receiving device transmits a received power measurement. Since the phase shift value changes periodically, transmitting information representing the phase shift value at the time of the power measurement can therefore serve as synchronization, allowing the control device to know the phase shift value at the time of the power measurement and to take it into account for optimizing the operation of the receiving device.
  • said at least one third of said signals is formed by a backscattering of at least said first signal and/or said second signal modulated by said at least one synchronization information when at least one backscattering device is operating in a variable backscattering mode.
  • said at least one spatial distribution of powers corresponds to a spatial distribution of power antinodes and the adaptation corresponds to an adaptation of said at least one spatial distribution of power antinodes and includes: o the identification of a power antinode for at least said first receiving device, o the determination of the value of said synchronization information obtained corresponding to the identified power antinode, o the configuration of said reflective surface taking into account said determined value.
  • a receiving device such as one in a vehicle, acts as a relay within the Sidelink technology, it can request to be located in a power antinode.
  • This power antinode distribution adaptation can then be modified for another receiving device in the communication network.
  • the present application also relates to an electronic device comprising at least one processor configured to implement the method of the present application in any of its embodiments.
  • a device corresponds to a receiving device in a communication network, the communication network comprising at least one transmitting device, at least one reflective surface and at least one backscattering device, and at least one controller device, the receiving device comprising at least one processor configured to transmit, to said controller device, at least one piece of information representative of a measurement of power of a wave received by at least one receiving device, resulting from signals from the transmitting device, the reconfigurable reflective surface and the backscattering device, the backscattered signal of which carries, when the backscattering device is operating in at least one particular backscattering state, at least one synchronization information including a value representative of a phase shift applied to the reconfigurable reflective surface.
  • the present application relates to a computer program comprising instructions for the implementation, when the computer program is executed by a processor of an electronic device, of a method for optimizing the operation of a first receiving device of a communications network as described above.
  • the recording (or information) media referred to in this application may be any entity or device capable of storing the program.
  • a medium may include a storage means, such as a ROM, for example a CD-ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means.
  • wireless telecommunications system we mean here a telecommunications system adapted to the implementation of wireless communications, and optionally wired communications.
  • the system may also include at least one reconfigurable reflective surface 12 positioned to receive radiation emitted 110 by the emitting device 11.
  • a reflected wave 120 then results from the reflection of the incident wave 110 by the reconfigurable reflective surface.
  • a reconfigurable reflective surface (Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS)) is a surface (structured as a two-dimensional matrix of elementary cells) that allows for the dynamic modification of the characteristics (particularly in terms of direction) of a reflected electromagnetic wave, in response to an incident wave, through the ability to modify certain configuration parameters of the reflective surface, such as its angle of reflection, resulting in a phase shift of the reflected wave relative to the incident wave.
  • RIS Reconfigurable Intelligent Surfaces
  • the system 100 includes at least one backscattering device 14 placed in such a way that it can also receive the radiation 110 emitted by the transmitting device 11.
  • This is a backscattering tag capable of modulating an incident OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) signal consisting of several subcarriers, emitted by terrestrial or satellite "Radio Access Network” (RAN) antennas and capable of carrying data emitted by a data server to at least one terminal.
  • OFDM Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
  • This temporal modulation is implemented, for example, by alternating the transparent and backscattering modes of the backscattering device, so as to encode the value of this parameter. This is described in more detail below.
  • At least some of the receiving devices can communicate directly with each other.
  • This may be, for example, fixed and/or mobile terminals using a communication mode known as “sidelink” or “device-to-device (D2D)", in certain communication standards (such as LTE-D (Long Term Evolution-Direct), 5G NR (5G New Radio) for cellular networks or Wi-Fi Direct, Bluetooth, Zigbee and Z-Wave for other networks).
  • sidelink or “device-to-device (D2D)
  • LTE-D Long Term Evolution-Direct
  • 5G NR 5G New Radio
  • the control (or supervision) device 13 can in particular send information (commands for example) or receive information (for example a command order to check the state of the backscatter tag) to/from at least some of the devices of the system, including the RIS 12 as already indicated, but also the sending device 11, a receiving device Rxl/ Rx2, the backscatter device 14.
  • the process 200 includes obtaining 21 at least one information representative of a power measurement lp r of at least one resultant wave of signals received by a receiving device.
  • the signals received by the receiving device correspond to the superposition of: at least one first signal (or wave) emitted 110 by an emitting device 11, at least one second reflected signal 120 obtained by reflection on a reconfigurable reflective surface 12 of the emitted signal 110, and at least one third backscattered signal 140 obtained by backscattering on a backscattering device 14 of the same emitted signal 110.
  • This step 21 therefore makes it possible to obtain, over a particular time interval, a measurement of the power received by one or more receiving devices of the system, this power measurement then allowing, in a step 22, to determine at least a spatial distribution of the powers over the time interval in question.
  • steps 21 and 22 can be repeated to obtain a plurality of received power measurements over several time intervals and to determine a plurality of spatial distributions allowing then, in a step 23, to optimize the operation of a given receiving device.
  • the backscattered signal 140 carries synchronization information, in the form of a modulated binary sequence.
  • the 'OFF' state in which the backscattering device remains in transparent mode (140 in Figure 1).
  • the 'OFF' state has, for example, a duration TOFF, and an 8-bit binary sequence of the 'OFF' state is written: 11111111; the 'ON' state, in which the backscattering device remains in backscattering mode.
  • the 'ON' state has, for example, a duration TON, and an 8-bit binary sequence of the 'OFF' state is written: 00000000; the 'MIX' state, in which the backscattering device transitions between transparent and backscattering modes.
  • the MIX state has, by For example, a TMIX duration, and a 'MIX' status pattern of length 8 bits can be written: 01011100.
  • the backscattering status can thus represent a constant backscattering state/mode of the backscattering device (statuses 'ON' and/or 'OFF') or a variable backscattering state/mode (status 'MIX').
  • the 'MIX' status pattern can correspond to the encoding of synchronization information, taking the form, in certain embodiments, of information representing a configuration parameter of the reconfigurable reflective surface 12, and each different 'MIX' status pattern corresponds to a different value of this configuration parameter.
  • the backscattering device 14 must be aware of this information to be modulated/encoded, for example by receiving it from the controller device 13, which notably supervises the operation of the reconfigurable reflective surface 12.
  • the controller device 13 transmits to the backscattering device 14 information D representing the phase shift applied to the reconfigurable reflective surface 12.
  • the received power measurements allow the control device to determine more precisely the spatial distributions of power antinodes, as illustrated in Figure 3.
  • Figure 3 illustrates two power antinode distributions, 160-1 and 160-2, determined respectively for phase shift values ⁇ I and ⁇ 2 applied to the reconfigurable reflective surface 12, and for three receiving devices Rx1, Rx2, and Rx3 (stationary during the implementation of the process) of the system 100 illustrated in Figure 1.
  • the receiving devices have not changed position, but the power antinode distributions 160-1 and 160-2 are different.
  • receiving devices Rx1, Rx2, and Rx3 are located in small power antinodes of distribution 160-1 when the phase shift has a value of ⁇ I, whereas receiving devices Rx1 and Rx2 are no longer located in a power antinode of distribution 160-1.
  • 160-2 when the phase shift has a value of D2, the receiving device Rx3 is itself in a significant power antinode in this case.
  • the controller device 13 obtaining, simultaneously with the received power measurement information lp r transmitted by a receiving device, synchronization information corresponding, for example, to the value of a configuration parameter, in this case the phase shift of the reconfigurable reflective surface 12.
  • the backscatter signal 141 carries this synchronization information (for example, modulated during operation in variable 'MIX' mode of the backscatter device) and the receiving device is able to receive it (and decode it if necessary), in order to then retransmit it to the controller device along with its received power measurement.
  • an identifier associated with the backscattering device 14 may also be transmitted in the backscattered signal, for example when several backscattering devices are implemented in the same system.
  • the process implements, according to certain embodiments, a verification/control of the integrity of the synchronization information carried by the third signal and received by the receiving device(s), so as to protect the controlling device, mainly from a risk of overload of receiving erroneous messages and/or data which could affect its operation.
  • this integrity check is implemented by the receiving device to ensure the authenticity of the synchronization information.
  • This integrity check is made possible by applying a hash function to the synchronization information and decoding the synchronization information by the receiving device using a public key in its possession.
  • the receiving device cannot authenticate the received synchronization information, then it does not transmit the current power measurement, so as not to transmit erroneous information to the controlling device.
  • the controller device implements the integrity check on the synchronization information previously received from the receiving device, it will not process the associated power measurement information if the integrity check is negative.
  • the controller device 13 can therefore associate the phase shift value of the reflective surface with the corresponding power measurement, for each power measurement received from each receiving device where applicable, whether or not the synchronization information corresponds to a value of a configuration parameter of the reflective surface.
  • the controller can therefore determine the phase shift value corresponding to the spatial distribution in which a given receiving device is located within a power antinode.
  • the controller can then configure the phase shift of the reflective surface to obtain, for a specific duration, a spatial distribution of power antinodes that optimizes the operation of the given receiving device.
  • obtaining a received power measurement is implemented over a time interval whose duration is particular and can correspond, for example, to an operating time of the backscattering device with the same status, constant or variable.
  • cycles can be defined by the control device to optimally determine the spatial distributions of power antinodes.
  • a cycle can correspond to an ordered plurality of binary sequences relating to backscattering statuses: for example, it could be The order is: 'ON' status, then 'OFF' status, then 'MIX' status, with a length of 8 bits for each status and corresponding to the sequence or pattern 111111110000000011001001, where the binary sequence 11001001 corresponds to a Di value of the phase shift applied to the reconfigurable reflective surface.
  • the duration of a cycle depends on the length of its binary sequence and the bit rate received by the given receiving device.
  • a cycle can therefore be repeated in a backscattering loop generated by the backscattering device, for example, at each change in the phase shift value.
  • the use of the 'ON' and then 'OFF' states, before the 'MIX' state in the example above, allows the receiving device to prepare to decode the modulated configuration information received during the 'MIX' state.
  • the receiving device knows that it first receives a resultant wave corresponding to the 'ON' state of the backscatter device, and it measures the received power during a first time interval.
  • the receiving device measures the received power of the resultant wave corresponding to the 'OFF' state of the backscatter device.
  • the receiving device knows that the third time interval corresponds to the reception of a resultant wave including a signal carrying modulated information to be decoded and transmitted, along with the corresponding measured received power.
  • the triggering of the power measurements carried out by the receiving device can, for example, be achieved using a binary sequence known to the receiving device, such as the sequence corresponding to the 'ON' status followed by the 'OFF' status of the cycle described above.
  • step 23 which optimizes the operation of a receiving device, can be triggered, according to at least one embodiment, after a plurality of iterations of steps 21 and 22, and at the request of the receiving device in question.
  • a receiving device may need to optimize its operation before initiating a particular communication and transmit a request to this effect to the controller device.
  • This optimization step which consists of adapting the spatial distribution of power antinodes by configuring the phase shift of the reconfigurable reflective surface according to the embodiments described above, can be implemented during the duration of the communication involving the receiving device. The optimization can also be implemented for a specific, predefined duration.
  • the first phase determines the optimal phase shift values for these terminals based on the spatial distributions of power or power antinodes obtained. Then, when a terminal, such as the TV set-top box, needs bandwidth to stream a program, it requests it from the controller device. The controller then applies the configuration associated with the highest signal power transmitted by the terminal to shift the power antinode to the requesting terminal.
  • the controlling device can adapt the distribution of power antinodes according to the successive or simultaneous needs of the receiving devices.
  • the device 400 includes at least one memory 41 comprising a buffer memory, at least one processing unit 42, equipped for example with a programmable computing machine or a dedicated computing machine, for example a microprocessor P, and controlled by the computer program 43, implementing steps of the process of optimizing the operation according to at least one embodiment of the invention.
  • the device may also include, or be coupled to, at least one not-shown I/O input/output module, such as a communication module, allowing, for example, the 400 device to communicate with other devices in system 100, via wired or wireless communication interfaces, and/or such as an interface module with a user of the device (also referred to more simply in this application as "user interface” or “human-machine interface”).
  • I/O input/output module such as a communication module, allowing, for example, the 400 device to communicate with other devices in system 100, via wired or wireless communication interfaces, and/or such as an interface module with a user of the device (also referred to more simply in this application as "user interface” or “human-machine interface”).
  • the 400 device can be integrated into a communication terminal.
  • the communication terminal acts as the controller.
  • Figure 5 illustrates a simplified structure of an electronic device 500, adapted to implement the principles of this application.
  • Device 500 may, for example, correspond to the receiving device Rxl of system 100 in Figure 1. Depending on the embodiment, it may be a fixed or mobile user terminal.
  • the code instructions of computer program 53 are, for example, loaded into RAM memory before being executed by the microprocessor of the processing unit 52.
  • the device may also include, or be coupled to, at least one (not shown) input/output module, such as a communication module, enabling, for example, the device 500 to communicate with other devices in the system 100 via wired or wireless communication interfaces, and/or such as a user interface module for the device (also referred to more simply in this application as a "user interface” or "human-machine interface”).
  • a user interface module for the device (also referred to more simply in this application as a "user interface” or "human-machine interface”).
  • the user interface (or “human-machine interface" of the device is understood to mean, for example, an interface integrated into the device 500, or a part of a third-party device coupled to this device via wired or wireless communication.
  • a user interface can be, in particular, an "output" user interface adapted for rendering (or controlling the rendering) of an output element from a computer application used by the 500 device.
  • output user interfaces for the device include one or more screens, including at least one graphic display (such as a touchscreen), one or more speakers, connected headphones, and one or more indicator lights such as light-emitting diodes (LEDs).
  • Rendering here refers to the output of information displayed on at least one user interface, in a specific form. Any type of user interface, for example, including text, audio, and/or video components, or a combination of such components.
  • a user interface can be an "input" user interface adapted for receiving a command from a user of the device 500.
  • a computer application used by the device 500 for example, an application running at least partially on the device 500.
  • input user interfaces for the device 500 include a sensor, an audio and/or video acquisition device (microphone, camera (webcam), for example), a keyboard, and a mouse.

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Abstract

La présente demande concerne un procédé d'optimisation du fonctionnement d'un dispositif récepteur dans un réseau de communication, comprenant : o au moins une itération : ▪ d'une obtention (21), sur un intervalle temporel, d'une information lpr de mesure de puissance d'une onde résultante de signaux reçus par le dispositif récepteur, un premier des signaux étant émis par un dispositif émetteur, un deuxième des signaux étant obtenu par réflexion du premier signal émis par le dispositif émetteur sur une surface réfléchissante reconfigurable et au moins un troisième des signaux étant formé par une rétrodiffusion conditionnelle du premier signal et/ou du deuxième signal par un dispositif de rétrodiffusion et portant une information de synchronisation; ▪ d'une détermination (22), à partir de l'information de mesure de puissance obtenue, d'une répartition spatiale des puissances; o une optimisation (23) du fonctionnement du dispositif récepteur comprenant une adaptation de la répartition spatiale des puissances tenant compte de l'information de synchronisation.

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention : Procédé d'optimisation du fonctionnement d'un dispositif récepteur d'un réseau de communications
1. Domaine de l'invention
La présente demande se situe dans le domaine des réseaux de télécommunications sans-fil comportant au moins une surface réfléchissante et un dispositif de rétrodiffusion.
2. Etat de la technique
Les terminaux connectés fixes ou mobiles comme les capteurs utilisés dans le domaine de l'IoT (Internet of Things en anglais ou internet des objets en français) ou les smartphones dans le domaine de la téléphonie mobile, sont devenus des objets incontournables de notre quotidien. Ils peuvent être utilisés dans des environnements physiques dont la couverture réseau n'est parfois pas suffisante pour permettre une réception optimale des signaux de communication par les terminaux.
Pour augmenter les capacités de communication des terminaux, diverses améliorations technologiques ont été mises en oeuvre avec notamment l'usage d'amplificateurs. Ces dispositifs, bien que permettant de booster le signal des terminaux et ainsi améliorer la réception dans la zone couverte, nécessitent une alimentation constante en énergie même si aucun terminal n'est présent dans la zone et sont potentiellement soumis à des limites réglementaires en termes de puissance d'émission.
L'intégration de composants plus avancés (comme des antennes de meilleure qualité) sur les terminaux a aussi permis de meilleures performances en communication mais présente des inconvénients comme une augmentation du coût lié à leur intégration, du fait d'une complexité accrue en termes de conception et d'ingénierie (par exemple l'encombrement lié à une densité potentiellement plus importantes des composants hardware d'émission et de réception). L'accroissement des bandes de fréquence utilisées par les terminaux contribue à augmenter les possibilités de communications mais a aussi pour effet de majorer les risques d'interférences et de congestion réseau.
La présente demande a pour objet de proposer des améliorations à au moins certains des inconvénients de l'état de la technique.
3. Exposé de l'invention
La présente demande vise à améliorer la situation à l'aide d'un procédé d'optimisation du fonctionnement d'au moins un premier dispositif récepteur dans un réseau de communication, le réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, le procédé étant mis en oeuvre dans un dispositif contrôleur du réseau de communication et comprenant : o au moins une itération :
■ d'une obtention d'au moins une information lpr représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur, résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion, dont le signal rétrodiffusé porte au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable;
■ d'une détermination, à partir de ladite au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'au moins une onde résultante obtenue, d'au moins une répartition spatiale des puissances radio électrique sur au moins ledit intervalle temporel ; une optimisation du fonctionnement d'au moins ledit premier dispositif récepteur comprenant une adaptation de ladite au moins une répartition spatiale des puissances tenant compte de ladite au moins une information de synchronisation.
Ainsi, la solution proposée prévoit d'obtenir et d'adapter une répartition spatiale, ou cartographie, des puissances radio électrique dans un réseau de communication, de manière à optimiser le fonctionnement d'un dispositif récepteur dans ce réseau de communication.
Dans le cadre de l'invention, la répartition des puissances est déterminée grâce à des mesures de puissance d'au moins une onde résultante de signaux reçus par l'au moins un premier dispositif récepteur, au moins un premier des signaux étant émis par l'au moins un dispositif émetteur, au moins un deuxième desdits signaux étant obtenu par réflexion dudit premier signal émis par ledit dispositif émetteur sur l'au moins une surface réfléchissante reconfigurable et au moins un troisième desdits signaux étant formé par une rétrodiffusion conditionnelle d'au moins ledit premier signal et/ou ledit deuxième signal par l'au moins un dispositif de rétrodiffusion, le dispositif de rétrodiffusion fonctionnant dans une pluralité de statuts de rétrodiffusion et ledit au moins un troisième desdits signaux portant, dans au moins un desdits statuts de rétrodiffusion, au moins une information de synchronisation, permettant d'associer une puissance reçue à un instant de réception. De cette manière, le dispositif contrôleur peut connaître la configuration des différentes entités du réseau, et notamment la configuration de la surface réfléchissante reconfigurable, à chaque instant de mesure de la puissance reçue. L'adaptation de la cartographie des puissances repose notamment sur cette information de synchronisation, et en particulier pour adapter la configuration de la surface réfléchissante reconfigurable de sorte à optimiser le fonctionnement d'un dispositif récepteur donné. L'obtention d'une cartographie des puissances sur plusieurs intervalles temporels est notamment possible grâce à la variation du déphasage de la surface réfléchissante reconfigurable. En effet, une telle modification de la valeur de déphasage de la surface réfléchissante entraîne une modification du deuxième signal obtenu par réflexion du premier signal sur la surface réfléchissante et donc une modification de la puissance du signal reçu par le dispositif récepteur. La répartition des puissances, à un instant t, s'en trouve donc modifiée par rapport à l'instant précédent, et une cartographie des puissances reçues peut donc ainsi être obtenue pour différentes valeurs de déphasage de la surface réfléchissante.
Par exemple, la modification de la valeur de déphasage de la surface réfléchissante est mise en oeuvre via l'envoi d'une commande par le dispositif contrôleur à la surface réfléchissante.
Par exemple, l'information de synchronisation correspond à une valeur de déphasage de ladite surface réfléchissante reconfigurable.
Ainsi, le troisième signal porte une information de synchronisation particulière représentative de la valeur du déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable, au moins pendant l'intervalle temporel considéré au cours duquel le dispositif récepteur transmet une mesure de puissance reçue. La valeur du déphasage étant modifiée périodiquement, la transmission d'une information représentative de la valeur du déphasage au moment de la mesure de puissance peut donc servir de synchronisation dans le sens où elle permet au dispositif contrôleur de connaître la valeur du déphasage au moment de la mesure de puissance, et d'en tenir compte pour l'optimisation du fonctionnement du dispositif récepteur.
Selon une caractéristique particulière, ledit au moins un troisième desdits signaux est formé par une rétrodiffusion d'au moins ledit premier signal et/ou ledit deuxième signal modulée par ladite au moins une information de synchronisation lorsque l'au moins un dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans un mode variable de rétrodiffusion.
Ainsi, ce codage d'un paramètre de synchronisation (par exemple un paramètre de configuration de la surface réfléchissante, comme la valeur du déphasage de la surface réfléchissante), par modulation du troisième signal de rétrodiffusion conditionnelle avec une donnée de synchronisation, encore appelée timestamp ou horodatage par exemple, permet de transmettre aux dispositifs récepteurs une information de synchronisation à associer avec une mesure de puissance à un instant t.
Pour ce faire, le procédé tire parti du fait que le dispositif de rétrodiffusion peut fonctionner dans plusieurs modes, dont un mode variable dit MIX, alternant un statut dit transparent, ou OFF, pendant lequel aucun signal n'est rétrodiffusé, et un statut dit rétrodiffusant, ou ON, pendant lequel le TAG rétrodiffuse un même signal.
Lorsque l'information de synchronisation correspond à un paramètre de configuration de la surface réfléchissante reconfigurable, par exemple représentatif de la valeur de déphasage appliquée à la surface réfléchissante, le codage de la valeur de déphasage est donc possible en utilisant ce mode MIX. Par ailleurs, il est possible d'utiliser les modes ON et OFF pour permettre au dispositif récepteur de détecter le début d'une séquence MIX et ainsi de décoder la valeur de déphasage correspondante. Par ailleurs, l'obtention comprend l'obtention de ladite au moins une information de synchronisation. Ainsi le dispositif récepteur transmet, en même temps que la puissance mesurée, l'information de synchronisation portée par le signal qu'il reçoit, permettant ainsi au dispositif contrôleur de pourvoir associer une mesure de puissance reçue et une information de synchronisation. Cette association lui permet ensuite de connaître notamment la valeur de déphasage appliquée à la surface réfléchissante au moment de la mesure de puissance reçue et donc de pouvoir ensuite identifier quelle valeur de déphasage permet d'obtenir une répartition de puissances centrée sur un dispositif récepteur donné. Selon un aspect particulier, ladite au moins une répartition spatiale des puissances correspond à une répartition spatiale des ventres de puissance et l'adaptation correspond à une adaptation de ladite au moins une répartition spatiale des ventres de puissance et comprend : o l'identification d'un ventre de puissance pour au moins ledit premier dispositif récepteur, o la détermination de la valeur de ladite information de synchronisation obtenue correspondant au ventre de puissance identifié, o la configuration de ladite surface réfléchissante en tenant compte de ladite valeur déterminée.
On rappelle qu'un ventre de puissance est une zone dans l'espace où les signaux reçus sont en phase et se superposent de manière constructive, ce qui entraîne une augmentation de la puissance du signal à cet endroit précis. Autrement dit, les signaux provenant de différentes sources se combinent de manière à renforcer le signal à ces emplacements spécifiques. Si un terminal, ou dispositif récepteur, se trouve à un emplacement spécifique correspondant à un ventre de puissance, ce dispositif récepteur voit sa connectivité et ses capacités de communication optimisées. La présente invention prévoit donc de modifier la répartition spatiale des ventres de puissance préalablement obtenue de sorte qu'au moins un ventre de puissance corresponde à un emplacement d'un dispositif récepteur donné.
Ainsi, une fois que le dispositif contrôleur a obtenu une ou plusieurs répartitions spatiales de ventres de puissance, pour un ou plusieurs dispositifs récepteurs, selon les différentes valeurs de déphasage successivement appliquées à la surface réfléchissante, le dispositif contrôleur peut identifier une répartition dans laquelle un ventre de puissance est centré sur un dispositif récepteur donné. Le dispositif contrôleur détermine ensuite, grâce à l'information de synchronisation obtenue en même temps que chaque mesure de puissance reçue, à quelle valeur de déphasage de la surface réfléchissante correspond ce ventre de puissance pour choisir cette valeur de déphasage comme paramétrage de la surface réfléchissante, de sorte à positionner le ventre de puissance sur le dispositif récepteur donné.
Par exemple, cette configuration de la surface réfléchissante avec la valeur de déphasage correspondant à un ventre de puissance centré sur un dispositif récepteur donné peut s'appliquer pour une durée particulière, correspondant par exemple à une durée de communication du dispositif récepteur en question.
Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en oeuvre pour une pluralité de dispositifs récepteurs du réseau de communication. De cette manière, la phase d'obtention des mesures de puissance reçues et de détermination des cartographies de ventres de puissance est mise en oeuvre simultanément pour plusieurs dispositifs récepteurs, de sorte à pouvoir ensuite adapter les cartographies pour l'un quelconque de ces dispositifs récepteurs.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans une pluralité de statuts de rétrodiffusion, l'étape d'obtention étant réalisée sur un intervalle temporel correspondant à une durée de fonctionnement du dispositif de rétrodiffusion avec un même statut, le statut étant représentatif soit d'un mode de rétrodiffusion constant du dispositif de rétrodiffusion, soit d'un mode variable de rétrodiffusion.
De cette manière, une mesure de puissance reçue est obtenue pour chaque intervalle temporel pendant lequel le statut du dispositif de rétrodiffusion est connu et prédéterminé, en l'occurrence un mode constant 'ON' ou 'OFF', ou un mode variable 'MIX' correspondant à une succession de statuts 'ON' et 'OFF'. Cela permet notamment, pendant un fonctionnement en mode variable du dispositif de rétrodiffusion, d'obtenir des mesures de puissance reçue associées à la valeur de déphasage de la surface réfléchissante reconfigurable et ensuite de déterminer des ventres de puissance associés à des valeurs différentes de déphasage.
Par exemple, l'optimisation du fonctionnement d'au moins ledit premier dispositif récepteur est déclenchée sur requête dudit dispositif récepteur.
Ainsi, par exemple, lorsqu'un dispositif récepteur, dans un véhicule par exemple, se trouve être un relai dans le cadre de la technologie Sidelink, il peut demander à se trouver dans un ventre de puissance, ce qui déclenche l'adaptation de la répartition des ventres de puissance et lui permet de fournir de la connectivité aux autres véhicules du système. Cette adaptation de la répartition des ventres de puissance peut ensuite être modifiée pour un autre des dispositifs récepteurs du réseau de communication.
Selon un autre aspect, la présente demande concerne également un dispositif électronique comprenant au moins un processeur configuré pour mettre en oeuvre le procédé de la présente demande dans l'un quelconque de ses modes de réalisation. Un tel dispositif correspond à un dispositif contrôleur dans un réseau de communication, le réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, et au moins un dispositif récepteur, le dispositif contrôleur comprenant au moins un processeur configuré pour : obtenir au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur, résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion, dont le signal rétrodiffusé porte, lorsque le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans au moins un statut de rétrodiffusion particulier, au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable; déterminer, à partir de ladite au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'au moins une onde résultante obtenue, au moins une répartition spatiale des puissances radio électrique sur au moins ledit intervalle temporel ; adapter ladite au moins une répartition spatiale puissances tenant compte de ladite au moins une information de synchronisation pour optimiser le fonctionnement d'au moins ledit premier dispositif récepteur.
Selon un autre aspect, la présente demande concerne un procédé d'optimisation du fonctionnement d'au moins un premier dispositif récepteur dans un réseau de communication, ledit réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, et au moins un dispositif contrôleur, ledit procédé étant mis en oeuvre dans ledit premier dispositif récepteur et comprenant au moins une itération d'une transmission, audit dispositif contrôleur d'au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur, résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion, dont le signal rétrodiffusé porte, lorsque le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans au moins un statut de rétrodiffusion particulier, au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable.
Selon un autre aspect, la présente demande concerne également un dispositif électronique comprenant au moins un processeur configuré pour mettre en oeuvre le procédé de la présente demande dans l'un quelconque de ses modes de réalisation. Un tel dispositif correspond à un dispositif récepteur dans un réseau de communication, le réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, et au moins un dispositif contrôleur, le dispositif récepteur comprenant au moins un processeur configuré pour transmettre, audit dispositif contrôleur au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur, résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion, dont le signal rétrodiffusé porte, lorsque le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans au moins un statut de rétrodiffusion particulier, au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable.
La présente demande concerne également un système dans un réseau de communication, le réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins un dispositif récepteur tel que décrit précédemment, au moins un dispositif contrôleur tel que décrit précédemment, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion.
La présente demande concerne aussi un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour la mise en oeuvre des divers modes de réalisation du procédé ci-dessus, lorsque le programme d'ordinateur est exécuté par un processeur et un support d'enregistrement lisible par un dispositif électronique et sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur.
Par exemple, la présente demande concerne ainsi un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour la mise en oeuvre, lorsque le programme d'ordinateur est exécuté par un processeur d'un dispositif électronique, d'un procédé d'optimisation du fonctionnement d'un premier dispositif récepteur d'un réseau de communications tel que décrit précédemment.
Par exemple, la présente demande concerne aussi un support d'enregistrement lisible par un processeur d'un dispositif électronique et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour la mise en oeuvre, lorsque le programme d'ordinateur est exécuté par le processeur, d'un procédé d'optimisation du fonctionnement d'un premier dispositif récepteur d'un réseau de communications tel que décrit précédemment.
Le programme mentionné ci-dessus peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.
Les supports d'enregistrements (ou d'informations) mentionnés dans la présente demande peuvent être n'importe quelle entité ou quel dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, un support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique.
Un tel moyen de stockage peut par exemple être un disque dur, une mémoire flash, etc. D'autre part, un support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Un programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, un support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel un programme est incorporé ; dans la présente demande, le circuit est adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution de l'un quelconque des modes de réalisation du procédé objet de la présente demande de brevet.
4. Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
La [Fig 1] présente une vue simplifiée d'un système, cité à titre d'exemple, dans lequel au moins certains modes de réalisation du procédé de la présente demande peuvent être implémentés,
La [Fig 2] présente une vue d'ensemble du procédé d'optimisation du fonctionnement d'au moins un dispositif récepteur dans certains de ses modes de réalisation,
La [Fig 3] présente un exemple de 3 dispositifs récepteurs dans 2 répartitions de ventres de puissances selon 2 valeurs de déphasage différentes pour la surface réfléchissante,
La [Fig 4] présente une vue simplifiée d'un dispositif contrôleur adapté à mettre en oeuvre au moins certains modes de réalisation du procédé de contrôle de la présente demande,
La [Fig 5] présente une vue simplifiée d'un dispositif récepteur adapté à mettre en oeuvre au moins certains modes de réalisation du procédé de contrôle de la présente demande.
5. Description des modes de réalisation
La présente demande vise à optimiser le fonctionnement en réception d'au moins un dispositif récepteur appartenant à un réseau physique sans-fil comme un réseau local ou LAN (Local Area Network) et/ou un réseau de type étendu, ou WAN (Wide Area Network) (par exemple, le réseau de communication sans-fil peut être un réseau LAN d'entreprise ou domestique ou un réseau WAN de type internet, ou cellulaire, GSM - Global System for Mobile Communications, UMTS - Universal Mobile Telecommunications System, Wifi - Wireless, etc.), ou encore un réseau de communication satellitaire, en tirant partie de l'environnement physique dans lequel se trouve le dispositif récepteur et notamment de la présence d'au moins une surface réfléchissante reconfigurable et d'au moins un dispositif de rétrodiffusion intervenant dans le rayonnement électromagnétique du réseau pour ce dispositif récepteur.
Plus précisément, à l'inverse des solutions de l'art antérieur consistant à augmenter la puissance en émission d'un dispositif émetteur et/ou la capacité en réception d'un dispositif récepteur, la présente demande adapte la répartition spatiale des puissances d'une onde électromagnétique résultant à la fois : d'une onde électromagnétique émise par un dispositif émetteur, d'une onde électromagnétique obtenue par réflexion de l'onde émise par au moins une surface réfléchissante reconfigurable, et d'une onde électromagnétique obtenue par rétrodiffusion d'au moins l'onde émise et/ou de l'onde réfléchie, par au moins un dispositif rétrodiffusant (ou dispositif de rétrodiffusion), de sorte que le dispositif récepteur dont on veut optimiser le fonctionnement se trouve dans une zone de puissance maximale, par exemple un ventre de puissance.
Dans le domaine des ondes électromagnétiques, les ventres d'une onde électromagnétique résultant de plusieurs ondes correspondent à des points de l'espace spécifiques où l'amplitude de l'onde résultante est maximale. Ce phénomène est dû à la superposition d'au moins deux ondes, comme une onde émise par le dispositif émetteur et une onde réfléchie et/ou rétrodiffusée obtenue respectivement par réflexion et/ou rétrodiffusion de l'onde émise. Lorsque ces ondes se superposent de manière constructive (c'est-à-dire lorsque leurs crêtes et creux s'alignent), l'amplitude de l'onde résultante est maximisée en certains points formant ainsi un ventre.
La présente demande propose donc, dans au moins un mode de réalisation, d'adapter les répartitions spatiales de puissances, ou de ventres de puissance, préalablement déterminées, pour optimiser le fonctionnement de dispositifs récepteurs et ainsi agir sur les performances du système.
La figure 1 représente un système 100 de télécommunications sans-fil dans lequel certains modes de réalisation du procédé d'optimisation du fonctionnement de la présente demande peuvent être mis en oeuvre.
Par « système de télécommunication sans fil », on entend ici un système de télécommunication adapté à la mise en oeuvre de communications sans fils, et optionnellement de communications filaires.
Comme illustré en figure 1, le système 100 comprend au moins un dispositif émetteur 11 et au moins un dispositif récepteur Rxl qui peuvent être par exemple une station de base et un terminal de téléphonie cellulaire dans certains modes de réalisation.
Le dispositif émetteur 11 est un équipement électronique de télécommunications, qui par l'intermédiaire d'une antenne radioélectrique émettrice, peut rayonner des ondes électromagnétiques 110 dans l'espace. Le dispositif récepteur Rxl (et/ou Rx2) qui est aussi un équipement électronique de télécommunications, a la capacité de recevoir des ondes (ou signaux) électromagnétiques rayonnant dans l'espace par l'intermédiaire d'une antenne radioélectrique réceptrice.
Le système peut également comprendre au moins une surface réfléchissante reconfigurable 12 placée de telle façon qu'elle puisse recevoir un rayonnement émis 110 par le dispositif émetteur 11. Une onde réfléchie 120 est alors issue de la réflexion de l'onde incidente 110 par la surface réfléchissante reconfigurable. Une surface réfléchissante reconfigurable (Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS) en anglais) est une surface (structurée en une matrice bidimensionnelle de cellules élémentaires) permettant une modification dynamique des caractéristiques (notamment en termes de direction) d'une onde électromagnétique réfléchie, en réponse à une onde incidente, grâce à la possibilité de modifier certains paramètres de configuration de la surface réfléchissante, tels que par exemple son angle de réflexion entraînant un déphasage de l'onde réfléchie par rapport à l'onde incidente. Afin de pouvoir modifier ces paramètres de configuration, une RIS peut donc être supervisée, ou contrôlée, par un dispositif tel qu'un dispositif contrôleur 13 prévu dans le système 100 illustré en figure 1. Une RIS peut être intégrée à une multitude de structures comme des façades de bâtiments, des cloisons intérieures, des plates-formes aériennes ou des panneaux d'affichage routiers.
L'onde émise 110 et l'onde réfléchie 120 peuvent former une onde résultante ayant une répartition 160 de puissances, comprenant des ventres de puissance, notamment à proximité du dispositif récepteur Rxl (et/ou Rx2).
D'autre part, le système 100 comprend au moins un dispositif de rétrodiffusion 14 placé de telle façon qu'il puisse également recevoir le rayonnement 110 émis par le dispositif émetteur 11. Il s'agit d'un tag de rétrodiffusion (ou « backscattering tag » en anglais) pouvant moduler un signal OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing en anglais) incident constitué de plusieurs sous porteuses, émis par des antennes de « réseau d'accès radio » (Radio Access Network, RAN, en anglais) terrestres ou de satellites et pouvant transporter des données émises par un serveur de données à destination d'au moins un terminal.
Comme illustré sur la figure 1, le dispositif de rétrodiffusion 14 peut se comporter, selon son état courant, soit en mode transparent 140, soit en mode rétrodiffusant 141 par rapport à une onde incidente (par exemple l'onde émise 110 et/ou l'onde réfléchie 120). Une modulation temporelle de la rétrodiffusion (i.e. la succession dans le temps des modes transparent et rétrodiffusant) peut permettre de former un signal numérique, dont la valeur d'un bit varie en fonction de la présence ou non à un instant donné de l'onde rétrodiffusée par le dispositif de rétrodiffusion.
Ainsi, selon au moins l'un des modes de réalisation, une telle modulation temporelle peut être utilisée pour transporter spécifiquement une information de synchronisation, permettant d'associer une mesure de puissance reçue à un instant donné. Cette association permet ensuite au dispositif contrôleur de connaître la valeur d'un ou plusieurs paramètres de configuration des différentes entités du système, et notamment par exemple la valeur d'un paramètre de configuration de la surface réfléchissante reconfigurable 12, comme la valeur du déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable 12. Comme on le verra par la suite, c'est en effet la modification de cette valeur de déphasage qui permet l'adaptation de la répartition spatiale des ventres de puissance pour l'optimisation du fonctionnement d'un ou de plusieurs dispositifs récepteurs du système.
Cette modulation temporelle est mise en oeuvre par exemple en alternant les modes transparent et rétrodiffusant du dispositif de rétrodiffusion, de sorte à coder la valeur de ce paramètre. Ceci est décrit plus en détails ci-après.
Dans au moins un mode de réalisation, le dispositif récepteur Rxl (et/ou Rx2) est capable de recevoir des données émises depuis le dispositif émetteur 11 et/ou des données générées et rétrodiffusées par le dispositif de rétrodiffusion 14.
Dans certains modes de réalisation, au moins certains des dispositifs récepteurs peuvent communiquer 150 directement entre eux. Il peut s'agir par exemple de terminaux fixes et/ou mobiles utilisant un mode de communication connu sous le nom de « sidelink » ou « terminal à terminal » (Device-to-device (D2D) en anglais), dans certains standards de communication (comme les normes LTE-D (Long Term Evolution-Direct en anglais, Evolution à Long Terme - Directe en français ), 5G NR (5G New Radio en anglais, 5G Nouvelle radio en français) pour les réseaux cellulaires ou les normes Wi-Fi Direct, Bluetooth, Zigbee et Z-Wave pour les autres réseaux).
Le dispositif 13 de contrôle (ou supervision) peut notamment émettre des informations (des commandes par exemple) ou recevoir des informations (par exemple un ordre de commande pour vérifier l'état du tag de rétrodiffusion) vers/ depuis au moins certains des dispositifs du système, dont la RIS 12 comme déjà indiqué, mais aussi le dispositif émetteur 11, un dispositif récepteur Rxl/ Rx2, le dispositif de rétrodiffusion 14.
On décrit à présent de façon globale et en liaison avec la figure 2, le procédé 200 d'optimisation du fonctionnement d'au moins un dispositif récepteur de la présente demande, dans certains de ses modes de réalisation. Le procédé 200 peut être mis en oeuvre par exemple par le dispositif contrôleur 13 précité et décrit plus en détails ci-après.
Comme illustré en figure 2, le procédé 200 comprend une obtention 21 d'au moins une information représentative d'une mesure de puissance lpr d'au moins une onde résultante de signaux reçus par un dispositif récepteur. Comme déjà indiqué, les signaux reçus par le dispositif récepteur correspondent à la superposition : d'au moins un premier signal (ou onde) émis 110 par un dispositif émetteur 11, d'au moins un deuxième signal réfléchi 120 obtenu par réflexion sur une surface réfléchissante reconfigurable 12 du signal émis 110, et d'au moins un troisième signal rétrodiffusé 140 obtenu par rétrodiffusion sur un dispositif rétrodiffusant 14 du même signal émis 110.
Cette étape 21 permet donc d'obtenir, sur un intervalle temporel particulier, une mesure de la puissance reçue par un ou plusieurs dispositifs récepteurs du système, cette mesure de puissance permettant ensuite, lors d'une étape 22, de déterminer au moins une répartition spatiale des puissances sur l'intervalle temporel en question.
Ces étapes 21 et 22 peuvent être réitérées pour obtenir une pluralité de mesures de puissance reçue sur plusieurs intervalles temporels et pour déterminer une pluralité de répartitions spatiales permettant ensuite, lors d'une étape 23, d'optimiser le fonctionnement d'un dispositif récepteur donné.
Ceci est notamment possible, selon au moins un mode de réalisation, en considérant que le signal rétrodiffusé 140 porte une information de synchronisation, sous la forme d'une séquence binaire modulée.
Par exemple, au moins un bit de la séquence binaire sera égal à '1' quand le dispositif de rétrodiffusion est dans un mode transparent et/ou au moins un bit de la séquence binaire sera égal à '0' quand le dispositif de rétrodiffusion est dans un mode rétrodiffusant (ou vice-versa).
Nous distinguons dans la suite du document les 3 statuts suivants de rétrodiffusion du dispositif rétrodiffusant 14 : le statut 'OFF', dans lequel le dispositif de rétrodiffusion reste dans un mode transparent (140 sur la figure 1). Le statut 'OFF' a par exemple une durée TOFF, et une séquence binaire du statut 'OFF' de longueur 8 bits s'écrit : 11111111 ; le statut 'ON' , dans lequel le dispositif de rétrodiffusion reste dans un mode rétrodiffusant. Le statut 'ON' a par exemple une durée TON, et une séquence binaire du statut 'OFF' de longueur 8 bits s'écrit : 00000000 ; le statut 'MIX' , dans lequel le dispositif rétrodiffusant évolue entre un mode transparent et un mode rétrodiffusant. Nous appelons, dans la suite de ce document, motif (ou pattern en anglais) une séquence binaire spécifique au statut 'MIX'. Le statut MIX a par exemple une durée TMIX, et un motif du statut 'MIX' de longueur 8 bits peut s'écrire : 01011100.
Le statut de rétrodiffusion peut ainsi représenter un état/mode de rétrodiffusion constant du dispositif de rétrodiffusion (statuts 'ON' et/ou 'OFF') ou un état/mode variable de rétrodiffusion (statut 'MIX').
De cette manière, le motif du statut 'MIX' peut correspondre au codage d'une information de synchronisation, prenant la forme selon certains modes de réalisation, d'une information représentative d'un paramètre de configuration de la surface réfléchissante reconfigurable 12 et chaque motif différent du statut 'MIX' correspond à une valeur différente de ce paramètre de configuration. Dans ce cas, le dispositif de rétrodiffusion 14 doit avoir connaissance de cette information à moduler/coder, par exemple en la recevant du dispositif contrôleur 13, lequel supervise notamment le fonctionnement de la surface réfléchissante reconfigurable 12. Ainsi, il est prévu, selon au moins un mode de réalisation, que le dispositif contrôleur 13 transmette au dispositif de rétrodiffusion 14 une information D représentative du déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable 12.
Comme déjà indiqué précédemment, il est également prévu que les étapes d'obtention de mesures de puissance et de détermination des puissances associées soient itérées plusieurs fois et il apparaît qu'un intérêt de ces itérations repose sur le fait que la valeur du déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable soit modifiée et donc différentes entre deux itérations par exemple, de sorte que l'onde résultante reçue par un dispositif récepteur soit différente entre deux itérations du fait de la modification de l'onde réfléchie 120, et donc de sorte que les puissances soient également différentes.
On rappelle également que, selon certaines réalisations, les mesures de puissance reçues permettent au dispositif contrôleur de déterminer plus précisément des répartitions spatiales de ventres de puissance, comme illustré en figure 3.
Sur cette figure 3 sont donc illustrées deux répartitions de ventres de puissance 160-1 et 160-2, déterminées respectivement pour des valeurs de déphasage DI et D2 appliquées à la surface réfléchissante reconfigurable 12, et pour trois dispositifs récepteurs Rxl, Rx2 et Rx3 (immobiles pendant la mise en oeuvre du procédé) du système 100 illustré en figure 1. Les dispositifs récepteurs n'ont pas changé de position mais les répartitions des ventres de puissance 160-1 et 160-2 sont différentes. En l'espèce, selon cet exemple, les dispositifs récepteurs Rxl, Rx2 et Rx3 se trouvent dans des petits ventres de puissance de la répartition 160-1 lorsque le déphasage a une valeur Dl, alors que les dispositifs récepteurs Rxl et Rx2 ne se trouvent plus dans un ventre de puissance de la répartition 160-2 lorsque le déphasage a une valeur D2, le dispositif récepteur Rx3 se trouvant lui dans un ventre de puissance important dans ce cas.
Selon cet exemple, il est alors possible d'optimiser le fonctionnement du dispositif récepteur Rx3 en adaptant la répartition des ventres de puissance pour obtenir la répartition 160-2 et permettre au dispositif récepteur Rx3 de bénéficier d'un maximum de connectivité et de puissance de signal.
Pour ce faire, il convient tout d'abord de pouvoir identifier à quelle valeur de déphasage de la surface réfléchissante reconfigurable 12 correspond la répartition spatiale 160-2 des ventres de puissance. Ceci est possible grâce à l'obtention par le dispositif contrôleur 13, en même temps que l'information de mesure de puissance reçue lpr transmise par un dispositif récepteur, d'une information de synchronisation, correspondant par exemple à la valeur d'un paramètre de configuration, en l'occurrence le déphasage de la surface réfléchissante reconfigurable 12. En effet, comme décrit précédemment, le signal de rétrodiffusion 141 porte cette information de synchronisation (par exemple modulée pendant le fonctionnement en mode variable 'MIX' du dispositif de rétrodiffusion) et le dispositif récepteur est apte à la recevoir (et à la décoder si besoin), pour la retransmettre ensuite au dispositif contrôleur en même temps que sa mesure de puissance reçue.
Il est à noter qu'il est également possible qu'un identifiant associé au dispositif de rétrodiffusion 14 soit également transmis dans le signal rétrodiffusé, par exemple lorsque plusieurs dispositifs de rétrodiffusion sont mis en oeuvre dans un même système.
Par ailleurs, le procédé met en oeuvre, selon certains modes de réalisation, une vérification/un contrôle de l'intégrité de l'information de synchronisation portée par le troisième signal et reçue par le ou les dispositifs récepteurs, de sorte à protéger le dispositif contrôleur, principalement d'un risque de surcharge de réception de messages et/ou de données erronées qui pourrait affecter son fonctionnement.
Par exemple, ce contrôle d'intégrité est mis en oeuvre par le dispositif récepteur, de sorte à s'assurer de l'authenticité de l'information de synchronisation. Ce contrôle d'intégrité est rendu possible par l'application d'une fonction de hachage à l'information de synchronisation et le décodage de l'information de synchronisation par le dispositif récepteur, à l'aide d'une clé publique en sa possession.
Si le dispositif récepteur ne peut pas authentifier l'information de synchronisation reçue, alors il ne transmet pas la mesure de puissance en cours, de sorte à ne pas transmettre d'information erronée au dispositif contrôleur. Lorsque c'est le dispositif contrôleur qui met en oeuvre le contrôle d'intégrité sur l'information de synchronisation préalablement reçue en provenance du dispositif récepteur, il ne traitera pas l'information de mesure de puissance associée si la vérification de l'intégrité est négative.
Le dispositif contrôleur 13 peut donc associer la valeur de déphasage de la surface réfléchissante à la mesure de puissance correspondante, pour chaque mesure de puissance reçue de chaque dispositif récepteur le cas échéant, que l'information de synchronisation corresponde ou non à une valeur d'un paramètre de configuration de la surface réfléchissante.
En effet, une information de synchronisation correspondant à un horodatage ou un marqueur temporel d'un instant t permet au dispositif contrôleur de retrouver la valeur du déphasage appliqué à l'instant t, car c'est le dispositif contrôleur qui configure la surface réfléchissante reconfigurable et donc qui connaît les instants de modification de la valeur de déphasage. Si l'information de synchronisation correspond à une valeur du déphasage appliqué, le dispositif contrôleur reçoit directement la valeur associée à la mesure de puissance, s'affranchissant ainsi d'un éventuel décalage en réception des messages en provenance du dispositif récepteur.
Le dispositif contrôleur peut donc déterminer quelle valeur de déphasage correspond à la répartition spatiale dans laquelle un dispositif récepteur donné se trouve dans un ventre de puissance. Le dispositif contrôleur peut ensuite configurer le déphasage de la surface réfléchissante pour obtenir, pour une durée particulière, une répartition spatiale des ventres de puissance permettant d'optimiser le fonctionnement du dispositif récepteur donné.
Il est à noter que si la valeur du déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable est modifiée, selon le principe de l'invention, par exemple de 5° en 5°, un grand nombre de répartitions spatiales de ventres de puissance peut être déterminé. Il est alors possible d'identifier la meilleure configuration de la surface réfléchissante reconfigurable permettant d'optimiser le fonctionnement d'un ou plusieurs dispositifs récepteurs.
Par ailleurs, l'obtention d'une mesure de puissance reçue, associée comme décrit ci-dessus à une information de synchronisation (représentative ou non du paramètre de configuration de la surface réfléchissante reconfigurable), est mise en oeuvre sur un intervalle temporel dont la durée est particulière et peut correspondre par exemple à une durée de fonctionnement du dispositif de rétrodiffusion avec un même statut, constant ou variable.
Par exemple, des cycles peuvent être définis, par le dispositif contrôleur, pour déterminer de manière optimale les répartitions spatiales des ventres de puissance. Un cycle peut correspondre à une pluralité ordonnée de séquences binaires relatives aux statuts de rétrodiffusion : par exemple, il peut s'agir de l'ordre : statut 'ON puis statut 'OFF' puis statut 'MIX' avec une longueur de 8 bits pour chaque statut et correspondant à la séquence ou au motif 111111110000000011001001, avec la séquence binaire 11001001 correspondant à une valeur Di du déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable. La durée d'un cycle dépend de la longueur de sa séquence binaire et du débit binaire en réception sur le dispositif récepteur donné. Selon au moins un mode de réalisation, un cycle peut donc être répété dans une boucle de rétrodiffusion générée par le dispositif rétrodiffusant, par exemple à chaque changement de valeur du déphasage.
Par ailleurs, l'utilisation des statuts 'ON' puis 'OFF', avant le statut 'MIX' dans l'exemple ci-dessus, permet au dispositif récepteur de se préparer à décoder l'information de configuration modulée et reçue pendant le statut 'MIX'. Ainsi, le dispositif récepteur sait qu'il reçoit d'abord une onde résultante correspondant au statut 'ON' du dispositif de rétrodiffusion, dont il mesure la puissance reçue pendant un premier intervalle temporel, de même pour le deuxième intervalle temporel pendant lequel le dispositif récepteur mesure la puissance reçue de l'onde résultante correspondant au statut 'OFF' du dispositif de rétrodiffusion. Ensuite, le dispositif récepteur sait que le troisième intervalle temporel correspond à la réception d'une onde résultante comprenant notamment un signal portant une information modulée à décoder et à transmettre avec la puissance reçue mesurée correspondante.
Selon un autre mode de réalisation, le déclenchement des mesures de puissance effectuées par le dispositif récepteur peut par exemple être réalisé à l'aide d'une séquence binaire connue du dispositif récepteur, comme la séquence correspondant au statut 'ON' suivi du statut 'OFF' du cycle décrit précédemment.
Si l'on revient à la figure 2, l'étape 23 d'optimisation du fonctionnement d'un dispositif récepteur peut être déclenchée, selon au moins un mode de réalisation, après une pluralité d'itérations des étapes 21 et 22, et sur requête du dispositif récepteur en question. Ainsi, un dispositif récepteur peut avoir besoin d'optimiser son fonctionnement avant d'initier une communication particulière et transmettre une requête en ce sens au dispositif contrôleur. Cette étape d'optimisation, consistant à adapter la répartition spatiale des ventres de puissance en configurant le déphasage de la surface réfléchissante reconfigurable selon les modes de réalisation décrits précédemment, peut être mise en oeuvre pendant la durée de la communication impliquant le dispositif récepteur. L'optimisation peut également être mise en oeuvre pendant une durée particulière, préalablement définie.
Selon au moins un mode de réalisation, le déclenchement de l'optimisation du fonctionnement du ou des dispositifs récepteurs vient du serveur de données, par exemple via une information transmise avec la signalisation directement aux dispositifs récepteurs ou au dispositif contrôleur, lorsqu'une qualité de service optimale est requise pour une diffusion spécifique.
Selon un autre exemple, dans lequel les terminaux sont relativement fixes (par exemple un décodeur TV, un routeur WiFi et un ordinateur de bureau, la première phase permet de déterminer les valeurs de déphasage optimales pour ces terminaux, à partir des répartitions spatiales des puissances ou ventres de puissance obtenues. Ensuite, lorsqu'un terminal, par exemple lorsque le décodeur TV, a besoin de bande passante pour diffuser un programme, il en fait la demande au dispositif contrôleur. Celui-ci applique la configuration associée à la plus haute puissance de signal transmise par le terminal pour déplacer le ventre de puissance sur le terminal demandeur.
Le procédé de la présente demande peut ainsi aider, dans au moins certains de modes de réalisations, à augmenter les capacités de réception d'un dispositif récepteur fixe (comme un objet connecté de l'IoT) qui, étant donné son emplacement imposé pour son usage, ne pourrait pas bénéficier d'une couverture réseau efficace en réception pour ledit usage sans la mise en oeuvre de la présente technique.
Enfin, lorsque le procédé est mis en oeuvre dans un système avec une pluralité de dispositifs récepteurs, chacun pouvant se trouver, successivement ou simultanément selon leurs positions, dans un ventre de puissance, alors le dispositif contrôleur peut adapter la répartition des ventres de puissance selon les besoins successifs ou simultanés des dispositifs récepteurs.
La figure 4 illustre une structure simplifiée d'un dispositif électronique 400, adapté à mettre en oeuvre les principes de la présente demande. Le dispositif 400 peut par exemple correspondre au dispositif contrôleur 13 du système 100 en figure 1. Selon les modes de réalisation, il peut s'agir d'un terminal de communication, d'un dispositif domestique Wifi contrôleur de plusieurs entités ou encore d'un décodeur TV.
Le dispositif 400 comprend au moins une mémoire 41 comprenant une mémoire tampon, au moins une unité de traitement 42, équipée par exemple d'une machine de calcul programmable ou d'une machine de calcul dédiée, par exemple un microprocesseur P, et pilotée par le programme d'ordinateur 43, mettant en oeuvre des étapes du procédé d'optimisation du fonctionnement selon au moins un mode de réalisation de l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 43 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le microprocesseur de l'unité de traitement 42.
Le dispositif peut également comporter, ou être couplé à, au moins un module d'entrée/ sortie I/O non illustré, tel qu'un module de communication, permettant par exemple au dispositif 400 de communiquer avec d'autres dispositifs du système 100, via des interfaces de communication filaires ou sans fils, et/ou tel qu'un module d'interfaçage avec un utilisateur du dispositif (aussi appelé plus simplement dans cette demande « interface utilisateur » ou « interface homme-machine »).
Le dispositif 400 peut dans certaines réalisations être intégré à un terminal de communication. Dans ce cas, c'est le terminal de communication qui joue le rôle du contrôleur.
La figure 5 illustre quant à elle une structure simplifiée d'un dispositif électronique 500, adapté à mettre en oeuvre les principes de la présente demande. Le dispositif 500 peut par exemple correspondre au dispositif récepteur Rxl du système 100 en figure 1. Selon les modes de réalisation, il peut s'agir d'un terminal utilisateur fixe ou mobile.
Le dispositif 500 comprend au moins une mémoire 51 comprenant une mémoire tampon, au moins une unité de traitement 52, équipée par exemple d'une machine de calcul programmable ou d'une machine de calcul dédiée, par exemple un microprocesseur P, et pilotée par le programme d'ordinateur 53, mettant en oeuvre des étapes du procédé d'optimisation du fonctionnement selon au moins un mode de réalisation de l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 53 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le microprocesseur de l'unité de traitement 52.
Le dispositif peut également comporter, ou être couplé à, au moins un module d'entrée/ sortie I/O non illustré, tel qu'un module de communication, permettant par exemple au dispositif 500 de communiquer avec d'autres dispositifs du système 100, via des interfaces de communication filaires ou sans fils, et/ou tel qu'un module d'interfaçage avec un utilisateur du dispositif (aussi appelé plus simplement dans cette demande « interface utilisateur » ou « interface homme-machine »). Par interface utilisateur (ou « interface homme-machine ») du dispositif, on entend par exemple une interface intégrée au dispositif 500, ou une partie d'un dispositif tiers couplé à ce dispositif par des moyens de communication filaires ou sans fils. Une interface utilisateur peut notamment être une interface utilisateur, dite «de sortie », adaptée à un rendu (ou au contrôle d'un rendu) d'un élément de sortie d'une application informatique utilisée par le dispositif 500, par exemple une application s'exécutant au moins partiellement sur le dispositif 500 ou une application « en ligne » s'exécutant au moins partiellement à distance, par exemple une application accessible via le dispositif 500. Des exemples d'interface utilisateur de sortie du dispositif incluent un ou plusieurs écrans, notamment au moins un écran graphique (tactile par exemple), un ou plusieurs haut-parleurs, un casque connecté, un ou plusieurs indicateur(s) lumineux tels que des diodes électroluminescentes (ou LED pour « Light Electronic Display » selon la terminologie anglaise). Par rendu, on entend ici une restitution (ou « output » selon la terminologie anglaise) sur au moins une interface utilisateur, sous une forme quelconque, par exemple comprenant des composantes textuelle, audio et/ou vidéo, ou une combinaison de telles composantes. Par ailleurs, une interface utilisateur peut être une interface utilisateur, dite « d'entrée », adaptée à une acquisition d'une commande d'un utilisateur du dispositif 500. Il peut s'agir notamment d'une action à effectuer et/ou d'une commande à transmettre à une application informatique utilisée par le dispositif 500, par exemple une application s'exécutant au moins partiellement sur le dispositif 500. Des exemples d'interface utilisateur d'entrée du dispositif 500 incluent un capteur, un moyen d'acquisition audio et/ou vidéo (microphone, caméra (webcam) par exemple), un clavier, une souris.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'optimisation du fonctionnement d'au moins un premier dispositif récepteur dans un réseau de communication, ledit réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, le procédé étant mis en oeuvre dans un dispositif contrôleur dudit réseau de communication et comprenant : o au moins une itération :
■ d'une obtention (21) d'au moins une information lpr représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur, résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion dont le signal rétrodiffusé porte, lorsque le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans au moins un statut de rétrodiffusion particulier, au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable ;
■ d'une détermination (22), à partir de ladite au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'au moins une onde résultante obtenue, d'au moins une répartition spatiale des puissances radio électrique sur au moins ledit intervalle temporel ; une optimisation (23) du fonctionnement d'au moins ledit premier dispositif récepteur comprenant une adaptation de ladite au moins une répartition spatiale des puissances tenant compte de ladite au moins une information de synchronisation.
2. Procédé selon la revendication 1 où ledit procédé comprend une modification d'une valeur de déphasage de ladite au moins une surface réfléchissante reconfigurable.
3. Procédé selon la revendication 1 où ledit au moins un troisième desdits signaux est formé par une rétrodiffusion d'au moins ledit premier signal et/ou ledit deuxième signal modulée par ladite au moins une information de synchronisation lorsque l'au moins un dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans un mode variable de rétrodiffusion.
4. Procédé selon la revendication 1 où ladite obtention comprend l'obtention de ladite au moins une information de synchronisation.
5. Procédé selon la revendication 4 où ladite au moins une répartition spatiale des puissances correspond à une répartition spatiale des ventres de puissance et ladite adaptation correspond à une adaptation de ladite au moins une répartition spatiale des ventres de puissance et comprend : o l'identification d'un ventre de puissance pour au moins ledit premier dispositif récepteur, o la détermination de la valeur de ladite information de synchronisation obtenue correspondant au ventre de puissance identifié, o la configuration de ladite surface réfléchissante en tenant compte de ladite valeur déterminée.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pouvant être mis en oeuvre pour une pluralité de dispositifs récepteurs du réseau de communication.
7. Procédé selon la revendication 1 où le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans une pluralité de statuts de rétrodiffusion, l'étape d'obtention étant réalisée sur un intervalle temporel correspondant à une durée de fonctionnement dudit dispositif de rétrodiffusion avec un même statut, ledit statut étant représentatif soit d'un mode de rétrodiffusion constant dudit dispositif de rétrodiffusion, soit d'un mode variable de rétrodiffusion.
8. Procédé selon la revendication 1 où ladite optimisation du fonctionnement d'au moins ledit premier dispositif récepteur est déclenchée sur requête dudit dispositif récepteur.
9. Dispositif contrôleur dans un réseau de communication, ledit réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, et au moins un dispositif récepteur, ledit dispositif contrôleur comprenant au moins un processeur configuré pour :
■ obtenir au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur, résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion, dont le signal rétrodiffusé porte, lorsque le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans au moins un statut de rétrodiffusion particulier, au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable ;
■ déterminer, à partir de ladite au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'au moins une onde résultante obtenue, au moins une répartition spatiale des puissances radio électrique sur au moins ledit intervalle temporel ; adapter ladite au moins une répartition spatiale puissances tenant compte de ladite au moins une information de synchronisation pour optimiser le fonctionnement d'au moins ledit premier dispositif récepteur.
10. Procédé d'optimisation du fonctionnement d'au moins un premier dispositif récepteur dans un réseau de communication, ledit réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, et au moins un dispositif contrôleur, ledit procédé étant mis en oeuvre dans ledit premier dispositif récepteur et comprenant au moins une itération d'une transmission, audit dispositif contrôleur, d'au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion, dont le signal rétrodiffusé porte, lorsque le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans au moins un statut de rétrodiffusion particulier, au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable.
11. Dispositif récepteur dans un réseau de communication, ledit réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion, et au moins un dispositif contrôleur, ledit dispositif récepteur comprenant au moins un processeur configuré pour transmettre, audit dispositif contrôleur, au moins une information représentative d'une mesure de puissance d'une onde reçue par l'au moins un dispositif récepteur résultante de signaux provenant du dispositif émetteur, de la surface réfléchissante reconfigurable et du dispositif de rétrodiffusion, dont le signal rétrodiffusé porte, lorsque le dispositif de rétrodiffusion fonctionne dans au moins un statut de rétrodiffusion particulier, au moins une information de synchronisation comprenant une valeur représentative d'un déphasage appliqué à la surface réfléchissante reconfigurable.
12. Système de communication dans un réseau de communication, ledit réseau de communication comprenant au moins un dispositif émetteur, au moins un dispositif récepteur selon la revendication 11, au moins un dispositif contrôleur selon la revendication 9, au moins une surface réfléchissante et au moins un dispositif de rétrodiffusion.
13. Programme d'ordinateur comprenant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou selon la revendication 10, lorsque le programme d'ordinateur est exécuté par un processeur.
14. Support d'enregistrement lisible par un dispositif électronique et sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon la revendication 13.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FARA R ET AL: "Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted Ambient Backscatter Communications - Experimental Assessment", 2021 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS WORKSHOPS (ICC WORKSHOPS), IEEE, 14 June 2021 (2021-06-14), pages 1 - 7, XP033939079, DOI: 10.1109/ICCWORKSHOPS50388.2021.9473842 *

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