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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A TIME OF ARRIVAL OF A RADIO SIGNAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/058486
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates, in particular, to a device (10) for receiving a radio signal, capable of estimating a time of arrival of said radio signal. The receiving device includes a receiving module capable of receiving the radio signal, as well as a detection module configured for: • measuring a current supplied by an electrical power source to the receiving module, • detecting a current peak measured by the detection module, said current peak being caused by the reception of the radio signal by the receiving module, • determining the time of arrival of the radio signal as a function of the time of detection of the detected current peak.

Inventors:
GODET SYLVAIN (FR)
Application Number:
PCT/EP2019/075350
Publication Date:
March 26, 2020
Filing Date:
September 20, 2019
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE (FR)
CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH (DE)
International Classes:
G01S5/02; G01S11/02; G01S13/74; G01S13/76; G07C9/00
Domestic Patent References:
WO2005114593A12005-12-01
Foreign References:
US20160259304A12016-09-08
US20140029498A12014-01-30
US20150382140A12015-12-31
Attorney, Agent or Firm:
MAJEWSKI, Marc (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé (100) d’estimation d’un instant d’arrivée (Ti) d’un signal radio reçu par un dispositif de réception (10), ledit dispositif de réception (10) comportant un module de réception (11 ) adapté pour recevoir ledit signal radio, ledit procédé étant caractérisé en ce que le dispositif de réception (10) comporte un module de détection (12) configuré pour mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique (14) au module de réception (1 1 ), et le procédé (100) comporte :

• une détection (101 ) d’un pic de courant mesuré par le module de détection (12), ledit pic de courant étant provoqué par la réception du signal radio par le module de réception (11 ),

· une détermination (102) de l’instant d’arrivée (Ti) du signal radio en fonction de l’instant de détection du pic de courant détecté.

2. Procédé (100) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit pic de courant est détecté lorsque le courant mesuré par le module de détection (12) devient supérieur à un seuil prédéterminé.

3. Dispositif de réception (10) d’un signal radio, adapté pour estimer un instant d’arrivée (Ti) dudit signal radio, comportant un module de réception (1 1 ) adapté pour recevoir le signal radio, et caractérisé en ce que le dispositif de réception (10) comporte un module de détection (12) configuré pour :

• mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique (14) au module de réception (11 ),

• détecter un pic de courant mesuré par le module de détection (12), ledit pic de courant étant provoqué par la réception du signal radio par le module de réception (11 ),

• déterminer l’instant d’arrivée (Ti) du signal radio en fonction de l’instant de détection du pic de courant détecté.

4. Dispositif de réception (10) selon la revendication 3 caractérisé en ce que le module de réception (11 ) est cadencé par une horloge, dite « horloge de réception (1 17) », le module de détection (12) est cadencé par une horloge, dite « horloge de détection (121 ) », qui présente une fréquence plus importante que l’horloge de réception (1 17), et l’instant d’arrivée (Ti) du signal radio est déterminé en identifiant un front de l’horloge de détection (121 ) correspondant à l’instant de détection du pic de courant détecté.

5. Procédé (300) d’estimation de la distance séparant un premier dispositif de communication, dit « dispositif maître (30) », et un deuxième dispositif de communication, dit « dispositif esclave (40) », chaque dispositif de communication (30, 40) comportant un module de communication (31 ) adapté pour émettre et recevoir un signal radio, ledit procédé (300) étant caractérisé en ce que le dispositif maître (30) comporte en outre un module de détection (32) configuré pour mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique (34) au module de communication (31 ), et le procédé (300) comporte :

• une émission (301 ) par le dispositif maître (30) d’un signal radio transportant une requête à destination du dispositif esclave (40),

• une détermination (303) d’un instant de départ (To) du signal radio transportant la requête,

• une émission (304) par le dispositif esclave (40) d’un signal radio transportant une réponse à destination du dispositif maître (30), ladite réponse étant émise après un délai de réponse (At) prédéterminé suite à la réception du signal radio transportant la requête,

• une détection (305), par le module de détection (32) du dispositif maître (30), d’un pic de courant mesuré par le module de détection (32), dit « pic de courant à la réception », ledit pic de courant à la réception étant provoqué par la réception par le module de communication (31 ) du signal radio transportant la réponse émise par le dispositif esclave (40),

• une détermination (306) d’un instant d’arrivée (Ti) du signal radio transportant la réponse en fonction de l’instant de détection du pic de courant à la réception,

• une estimation (307) de la distance séparant les deux dispositifs de communication (30, 40) à partir de l’instant de départ (To), de l’instant d’arrivée (Ti) et du délai de réponse (At) prédéterminé.

6. Dispositif de communication, dit « dispositif maître (30) », adapté pour estimer une distance séparant ledit dispositif maître (30) d’un autre dispositif de communication, dit « dispositif esclave (40) », ledit dispositif maître (30) comportant un module de communication (31 ) adapté pour émettre et recevoir un signal radio, caractérisé en ce que ledit dispositif maître (30) comporte un module de détection (32) configuré pour mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique (34) au module de communication (31 ), et le dispositif maître (30) est configuré pour : • émettre un signal radio transportant une requête à destination du dispositif esclave (40),

• déterminer un instant de départ (To) du signal radio transportant la requête,

• détecter un pic de courant mesuré par le module de détection (32), dit « pic de courant à la réception », ledit pic de courant à la réception étant provoqué par la réception par le module de communication (31 ) d’un signal radio transportant une réponse émise par le dispositif esclave (40) après un délai de réponse (At) prédéterminé suite à la réception du signal radio transportant ladite requête,

• déterminer un instant d’arrivée (Ti) du signal radio transportant la réponse en fonction de l’instant de détection du pic de courant à la réception,

• estimer la distance séparant le dispositif maître (30) et le dispositif esclave (40) à partir de l’instant de départ (To), de l’instant d’arrivée (Ti) et du délai de réponse (At) prédéterminé.

7. Dispositif maître (30) selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dispositif maître (30) est en outre configuré pour détecter un pic de courant mesuré par le module de détection (32), dit « pic de courant à l’émission », ledit pic de courant à l’émission étant provoqué par l’émission du signal radio transportant la requête par le module de communication (31 ), et pour déterminer l’instant de départ (To) du signal radio transportant la requête en fonction de l’instant de détection du pic de courant à l’émission. 8. Dispositif maître (30) selon la revendication 7 caractérisé en ce que le module de communication (31 ) est cadencé par une horloge, dite « horloge de communication (317) », le module de détection (32) est cadencé par une horloge, dite « horloge de détection (321 ) », qui présente une fréquence plus importante que l’horloge de communication (317), et l’instant de départ (To) et l’instant d’arrivée (Ti) sont déterminés en identifiant des fronts de l’horloge de détection (321 ) correspondant respectivement à l’instant de détection du pic de courant à l’émission et à l’instant de détection du pic de courant à la réception.

9. Dispositif maître (30) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que les signaux radio échangés avec le dispositif esclave (40) sont des signaux dont la fréquence est supérieure à 300 MHz.

10. Dispositif maître (30) selon la revendication 9 caractérisé en ce que les signaux radio échangés avec le dispositif esclave (40) respectent un standard de communication Bluetooth à basse consommation énergétique.

11. Système d’accès à un véhicule automobile, comportant un dispositif maître (30) selon l’une quelconque des revendications 6 à 10 et un dispositif esclave (40), l’accès audit véhicule étant autorisé lorsque la distance entre le dispositif maître (30) et le dispositif esclave (40) estimée par le dispositif maître (30) est inférieure à une distance prédéterminée.

12. Système d’accès à un véhicule automobile selon la revendication 1 1 caractérisé en ce que le dispositif maître (30) est embarqué dans le véhicule automobile et le dispositif esclave (40) est destiné à être porté par un utilisateur.

13. Système d’accès à un véhicule automobile selon la revendication 1 1 caractérisé en ce que le dispositif esclave (40) est embarqué dans le véhicule automobile et le dispositif maître (30) est destiné à être porté par un utilisateur.

14. Système d’accès à un véhicule automobile selon la revendication 12 caractérisé en ce que le dispositif esclave (40) est un téléphone portable.

15. Véhicule automobile comportant un dispositif maître (30) selon l’une quelconque des revendications 6 à 10 pour estimer la distance entre le dispositif maître (30) et un dispositif esclave (40) destiné à être porté par un utilisateur, un accès audit véhicule étant autorisé à l’utilisateur lorsque la distance entre le dispositif maître (30) et le dispositif esclave (40) estimée par le dispositif maître (30) est inférieure à une distance prédéterminée.

Description:
Procédé et dispositif pour déterminer un instant d’arrivée d’un signal radio

La présente invention concerne, notamment, un dispositif et un procédé pour déterminer avec précision l’instant d’arrivée d’un signal radio afin d’estimer la distance séparant un émetteur et un récepteur dudit signal radio. L’invention est particulièrement bien adaptée pour réaliser un système d’accès « mains libres » à un véhicule automobile.

Un système d’accès « mains libres » à un véhicule automobile permet à un utilisateur de verrouiller et/ou de déverrouiller les ouvrants de son véhicule ou bien de démarrer le véhicule sans utiliser une clé. Pour cela, le véhicule procède à une identification d’un émetteur mobile porté par l’utilisateur (tel qu’un badge ou une télécommande) lorsque ledit émetteur mobile est détecté à proximité ou à l’intérieur du véhicule.

Un tel système d’accès « mains libres » est connu de l’homme du métier. Il implique généralement une communication radio entre un module de contrôle embarqué dans le véhicule et un émetteur mobile tel qu’un badge ou une télécommande.

Une procédure d’identification entre l’émetteur mobile et le module de contrôle du véhicule permet l’authentification de l’émetteur mobile par le véhicule et le déclenchement du verrouillage/déverrouillage des ouvrants ou le démarrage du véhicule.

La procédure d’identification est généralement réalisée par un signal radio véhiculé par des ondes électromagnétiques dont la fréquence est comprise entre 30 kHz et 300 kHz (ondes radio de type LF ou « Low Frequency » en anglais).

La procédure d’identification n’est mise en oeuvre que si l’émetteur mobile est préalablement détecté à proximité du véhicule (pour le verrouillage/déverrouillage d’un ouvrant) ou bien à l’intérieur du véhicule (pour le démarrage).

Une estimation de la distance séparant l’émetteur mobile du véhicule est par exemple réalisée par le module de contrôle à partir d’une mesure d’un niveau de puissance reçue par le module de contrôle lors de la réception d’un signal émis par le dispositif émetteur. Un telle mesure d’un niveau de puissance reçue est communément appelée mesure RSSI (« Received Signal Strength Indication » en anglais). Le niveau de puissance reçue par le module de contrôle pour un signal émis par l’émetteur mobile varie en effet généralement de manière connue en fonction de la distance séparant le module de contrôle et l’émetteur mobile.

Un signal radio de type LF présente une relative stabilité du niveau de puissance reçue par un récepteur pour un signal émis par un émetteur à une position donnée. Autrement dit, si plusieurs mesures RSSI sont effectuées à différents moments et dans différentes conditions pour une même position de l’émetteur, l’ensemble des mesures ne varieront que de quelques décibels. Ainsi, la précision de l’estimation de la distance entre l’émetteur mobile et le véhicule à partir d’une mesure d’un niveau de puissance reçue par le module de contrôle est généralement acceptable pour des signaux émis sur des ondes radio de type LF.

Il peut cependant être avantageux que l’émetteur mobile soit un téléphone portable ou une montre porté(e) par l’utilisateur.

Dans le cas où l’émetteur mobile est un téléphone portable, la communication avec le module de contrôle du véhicule dans une bande de fréquences LF n’est généralement pas possible, car la plupart des téléphones portables ne possèdent pas de moyens de communications LF.

En revanche, les téléphones portables disposent dorénavant du standard de communication Bluetooth®, éventuellement décliné dans sa version à basse consommation d’énergie (« Bluetooth® Low Energy » ou BLE dans la littérature anglo- saxonne). Il s’agit d’un standard de radiocommunications utilisant des fréquences variant entre 2,402 GHz et 2,480 GHz. Ces fréquences appartiennent à la bande de fréquences dite UHF (Ultra Haute Fréquence, ou « Ultra High Frequency » en anglais) qui englobe conventionnellement des fréquences entre 300 MHz et 3 GHz.

Il devient donc nécessaire d’adapter le système d’accès et/ou de démarrage « mains libres » d’un véhicule automobile afin qu’il puisse fonctionner également pour des signaux échangés sur la bande de fréquence UHF, et non plus uniquement pour des signaux véhiculés par des ondes radio basses fréquences de type LF.

Un signal radio de type UHF, émis par exemple par un émetteur utilisant le standard de communication Bluetooth®, est cependant particulièrement sensible aux paramètres de l’environnement (humidité, interférences avec d’autres systèmes de communication utilisant des bandes de fréquences proches comme par exemple le Wi- Fi®, présence d’obstacles à la propagation du signal, etc.). De plus, la valeur RSSI est dépendante de la fréquence utilisée et peut varier en fonction d’un canal de communication utilisé (par exemple avec le Bluetooth®, différents canaux de signalisation à différentes fréquences peuvent être utilisés, et la valeur RSSI observée pour une position donnée de l’émetteur sera dépendante du canal utilisé et pourra ainsi être sujette à des variations importantes d’une mesure à l’autre en fonction du canal utilisé). Autrement dit, si plusieurs mesures RSSI sont effectuées à différents moments et dans différentes conditions pour une même position de l’émetteur, l’ensemble des mesures pourront varier de plusieurs dizaines de décibels. Il n’est alors généralement plus possible d’estimer avec suffisamment de précision la distance entre l’émetteur mobile et le véhicule à partir d’une mesure d’un niveau de puissance reçue par le module de contrôle.

Une autre solution pour estimer la distance entre l’émetteur mobile et le véhicule consiste par exemple à mesurer le temps de propagation d’un signal radio émis par l’émetteur mobile et reçu par le module de contrôle du véhicule. Le signal radio se propage à la vitesse de la lumière et il est possible de calculer la distance entre l’émetteur mobile et le véhicule à partir du temps de propagation du signal entre l’émetteur mobile et le module de contrôle.

Cette solution basée sur le temps de vol du signal (« time of flight » dans la littérature anglo-saxonne) suppose cependant de pouvoir déterminer l’instant de départ et l’instant d’arrivée du signal avec une précision suffisante.

Or, la fréquence de l’horloge interne d’un composant basé sur la technologie Bluetooth® est généralement de 24 MHz, ce qui donne une granularité temporelle de 42 ns environ. Pour un signal se déplaçant à la vitesse de la lumière, soit environ 3.10 8 m/s, cela représente une erreur de précision d’environ 12,5 m sur le calcul de la distance. Une telle solution n’est alors pas satisfaisante pour gérer l’accès à un véhicule automobile (une résolution inférieure à deux mètres est souhaitée pour une telle application).

Une solution connue pour déterminer avec précision l’instant d’arrivée d’un signal radio reçu par un dispositif récepteur consiste à intégrer audit dispositif récepteur un module de détection cadencé par une horloge à haute fréquence (dont la fréquence est par exemple au moins égale à 150 MHz). Le module de détection est configuré pour mesurer un niveau de puissance reçue au niveau d’une antenne du dispositif récepteur et pour détecter un pic de puissance correspondant à l’arrivée du signal. Une telle solution est cependant particulièrement coûteuse et n’est généralement pas fonctionnelle pour des niveaux de puissance reçue inférieurs à -48 dBm, ce qui est prohibitif pour un grand nombre d’applications car dans ce cas la zone de détection est très réduite.

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution facile à implémenter qui permette de déterminer un instant d’arrivée d’un signal radio avec une précision suffisante, même pour des niveaux de puissance reçue du signal radio relativement faibles.

A cet effet, et selon un premier aspect, il est proposé par la présente invention, un procédé d’estimation d’un instant d’arrivée d’un signal radio reçu par un dispositif de réception. Le dispositif de réception comporte un module de réception adapté pour recevoir ledit signal radio ainsi qu’un module de détection configuré pour mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique au module de réception. Le procédé d’estimation de l’instant d’arrivée du signal radio comporte les étapes suivantes :

• une détection d’un pic de courant mesuré par le module de détection, ledit pic de courant étant provoqué par la réception du signal radio par le module de réception, • une détermination de l’instant d’arrivée du signal radio en fonction de l’instant de détection du pic de courant détecté.

De telles dispositions permettent alors d’estimer la distance entre un émetteur du signal radio et le dispositif de réception. Par exemple, si l’instant de départ du signal radio est connu, il est possible de calculer le temps de vol du signal radio entre l’émetteur et le dispositif récepteur et d’en déduire la distance parcourue par le signal radio pendant ledit temps de vol. Selon un autre exemple, si plusieurs dispositifs de réception reçoivent un même signal radio émis par un émetteur, des méthodes de type TDOA (acronyme anglais de « Time Différence Of Arrivai ») permettent d’estimer la distance entre l’émetteur et un dispositif récepteur à partir des différences entre les instants d’arrivée respectifs du signal radio auprès de chaque dispositif récepteur.

Contrairement à certaines solutions de l’art antérieur, la détection de l’instant d’arrivée du signal radio ne dépend pas d’un décodage dudit signal radio, ce qui permet de s’abstraire des contraintes liées à la fréquence d’horloge du module de réception du signal.

Aussi, contrairement à d’autres solutions de l’art antérieur, la détection de l’instant d’arrivée du signal radio n’est pas basée sur une mesure d’un niveau de puissance reçue pour le signal radio, ce qui permet d’obtenir une estimation de l’instant d’arrivée du signal radio particulièrement précise même pour des niveaux de puissance relativement faibles du signal radio, et notamment des niveaux de puissances de l’ordre de -95 dBm.

La solution proposée est en outre particulièrement facile à implémenter et peu onéreuse.

Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le pic de courant est détecté lorsque le courant mesuré par le module de détection devient supérieur à un seuil prédéterminé.

Il convient de noter que d’autres critères de détection d’un pic de courant pourraient être envisagés, par exemple si le courant mesuré présente une pente supérieure à une certaine valeur.

Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un dispositif de réception d’un signal radio adapté pour estimer un instant d’arrivée dudit signal radio. Le dispositif de réception comporte un module de réception adapté pour recevoir le signal radio, ainsi qu’un module de détection configuré pour :

• mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique au module de réception, • détecter un pic de courant mesuré par le module de détection, ledit pic de courant étant provoqué par la réception du signal radio par le module de réception,

• déterminer l’instant d’arrivée du signal radio en fonction de l’instant de détection du pic de courant détecté.

Dans des modes particuliers de réalisation, le module de réception est cadencé par une horloge, dite « horloge de réception », le module de détection est cadencé par une horloge, dite « horloge de détection », qui présente une fréquence plus importante que l’horloge de réception, et l’instant d’arrivée du signal radio est déterminé en identifiant un front de l’horloge de détection correspondant à l’instant de détection du pic de courant détecté.

Plus la fréquence de l’horloge de détection est importante, et plus la précision de l’estimation de l’instant d’arrivée du signal radio sera grande, et donc plus la précision de l’estimation de la distance entre l’émetteur et le dispositif récepteur sera bonne. L’estimation de l’instant d’arrivée du signal radio ne dépend pas de la fréquence de l’horloge de réception.

Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un procédé d’estimation de la distance séparant un premier dispositif de communication, dit « dispositif maître », et un deuxième dispositif de communication, dit « dispositif esclave ». Le dispositif maître et le dispositif esclave comportent chacun un module de communication adapté pour émettre et recevoir un signal radio. Le dispositif maître comporte en outre un module de détection configuré pour mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique au module de communication. Le procédé d’estimation de la distance comporte les étapes suivantes :

• une émission par le dispositif maître d’un signal radio transportant une requête à destination du dispositif esclave,

• une détermination d’un instant de départ du signal radio transportant la requête,

• une émission par le dispositif esclave d’un signal radio transportant une réponse à destination du dispositif maître, ladite réponse étant émise après un délai de réponse prédéterminé suite à la réception du signal radio transportant la requête,

• une détection, par le module de détection du dispositif maître, d’un pic de courant mesuré par le module de détection, dit « pic de courant à la réception », ledit pic de courant à la réception étant provoqué par la réception par le module de communication du dispositif maître du signal radio transportant la réponse émise par le dispositif esclave,

• une détermination d’un instant d’arrivée du signal radio transportant la réponse en fonction de l’instant de détection du pic de courant à la réception, • une estimation de la distance entre le dispositif maître et le dispositif esclave à partir de l’instant de départ, de l’instant d’arrivée et du délai de réponse prédéterminé.

Avec de telles dispositions, l’instant de départ et l’instant d’arrivée qui permettent d’estimer la distance entre deux dispositifs de communication sont déterminés par le même dispositif, à savoir le dispositif maître. Aucune synchronisation d’horloge entre le dispositif maître et le dispositif esclave n’est alors nécessaire.

Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un dispositif de communication, dit « dispositif maître », adapté pour estimer une distance entre ledit dispositif maître et un autre dispositif de communication, dit « dispositif esclave ». Le dispositif maître comporte un module de communication adapté pour émettre et recevoir un signal radio ainsi qu’un module de détection configuré pour mesurer un courant fourni par une source d’alimentation électrique au module de communication. Le dispositif maître est configuré pour :

• émettre un signal radio transportant une requête à destination du dispositif esclave,

• déterminer un instant de départ du signal radio transportant la requête,

• détecter un pic de courant mesuré par le module de détection, dit « pic de courant à la réception », ledit pic de courant à la réception étant provoqué par la réception par le module de communication d’un signal radio transportant une réponse émise par le dispositif esclave après un délai de réponse prédéterminé suite à la réception du signal radio transportant ladite requête,

• déterminer un instant d’arrivée du signal radio transportant la réponse en fonction de l’instant de détection du pic de courant à la réception,

• estimer la distance entre le dispositif maître et le dispositif esclave à partir de l’instant de départ, de l’instant d’arrivée et du délai de réponse prédéterminé.

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

Dans des modes particuliers réalisation, le dispositif maître est en outre configuré pour détecter un pic de courant mesuré par le module de détection, dit « pic de courant à l’émission », ledit pic de courant à l’émission étant provoqué par l’émission du signal radio transportant la requête par le module de communication, et pour déterminer l’instant de départ du signal radio transportant la requête en fonction de l’instant de détection du pic de courant à l’émission.

Dans des modes particuliers réalisation, le module de communication du dispositif maître est cadencé par une horloge, dite « horloge de communication », le module de détection est cadencé par une horloge, dite « horloge de détection », qui présente une fréquence plus importante que l’horloge de communication, et l’instant de départ et l’instant d’arrivée sont déterminés en identifiant un front de l’horloge de détection correspondant respectivement à l’instant de détection du pic de courant à l’émission et à l’instant de détection du pic de courant à la réception.

Dans des modes particuliers réalisation, les signaux radio échangés entre le dispositif maître et le dispositif esclave sont des signaux dont la fréquence est supérieure à 300 MHz.

Dans des modes particuliers réalisation, les signaux radio échangés entre le dispositif maître et le dispositif esclave respectent un standard de communication Bluetooth à basse consommation énergétique.

Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne un système d’accès à un véhicule automobile. Le système d’accès comporte un dispositif maître selon l’un quelconque des modes de réalisations précédents et un dispositif esclave. L’accès au véhicule est autorisé lorsque la distance entre le dispositif maître et le dispositif esclave estimée par le dispositif maître est inférieure à une distance prédéterminée.

Dans des modes particuliers réalisation, le dispositif maître est embarqué dans le véhicule automobile et le dispositif esclave est destiné à être porté par un utilisateur.

Dans des modes particuliers réalisation, le dispositif esclave est embarqué dans le véhicule automobile et le dispositif maître est destiné à être porté par un utilisateur.

Dans des modes particuliers réalisation, le dispositif esclave est un téléphone portable.

Selon un sixième aspect, la présente invention concerne un véhicule automobile comportant un dispositif maître selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents pour estimer la distance entre le dispositif maître et un dispositif esclave destiné à être porté par un utilisateur. L’accès au véhicule est autorisé à l’utilisateur lorsque la distance entre le dispositif maître et le dispositif esclave estimée par le dispositif maître est inférieure à une distance prédéterminée.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures 1 à 8 qui représentent :

Figure 1 : une représentation schématique d’un dispositif de réception d’un signal radio adapté pour estimer un instant d’arrivée du signal, Figure 2 : une représentation schématique de la variation en fonction du temps de l’intensité du courant électrique alimentant un module de réception lors de la réception d’un signal radio,

Figure 3 : une représentation schématique des principales étapes d’un procédé d’estimation d’un instant d’arrivée d’un signal radio,

Figure 4 : une représentation schématique d’un dispositif d’émission d’un signal radio adapté pour estimer un instant de départ du signal,

Figure 5 : une représentation schématique des principales étapes d’un procédé d’estimation d’un instant de départ d’un signal radio,

Figure 6 : une représentation schématique d’un dispositif de communication, dit « dispositif maître », adapté pour estimer une distance le séparant d’un autre dispositif de communication, dit « dispositif esclave »,

Figure 7 : un diagramme de séquence présentant les messages échangés entre un dispositif maître et un dispositif esclave,

Figure 8 : une représentation schématique des principales étapes d’un procédé d’estimation de la distance séparant deux dispositifs de communication.

Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas nécessairement à une même échelle, sauf mention contraire.

Tel qu’indiqué précédemment, la présente invention vise à permettre de déterminer avec précision un instant d’arrivée d’un signal radio afin de pouvoir estimer la distance séparant un émetteur et un récepteur dudit signal radio.

Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où des signaux radio sont échangés entre un véhicule automobile et un terminal destiné à être porté par un utilisateur (par exemple un badge, une télécommande, un téléphone portable, une montre connectée, etc.). Un objectif de l’invention est de déterminer avec précision un instant d’arrivée d’un signal radio échangé entre le terminal et le véhicule afin d’estimer la distance séparant le véhicule et le terminal à partir d’un temps de vol du signal.

Par exemple, pour pouvoir accéder au véhicule automobile, la distance estimée entre le véhicule et le terminal porté par l’utilisateur doit être inférieure à une valeur prédéterminée, par exemple quelques mètres. Si tel est le cas, les ouvrants du véhicule sont déverrouillés. Dans le cas contraire, les ouvrants du véhicule sont verrouillés. Dans l’exemple considéré, l’erreur de précision de l’estimation de la distance entre le véhicule et le terminal doit être inférieure à deux mètres. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où les signaux radio considérés présentent une fréquence supérieure à 300 MHz. Plus particulièrement, on se place à titre d’exemple dans le cas où le terminal est un téléphone portable et les signaux radio considérés suivent le standard de communication Bluetooth®, éventuellement décliné dans sa version à basse consommation d’énergie (« Bluetooth® Low Energy » ou BLE dans la littérature anglo-saxonne). Il s’agit d’un standard de radiocommunications utilisant des fréquences variant entre 2,402 GHz et 2,480 GHz.

La figure 1 représente schématiquement un dispositif de réception 10 d’un signal radio adapté pour estimer un instant d’arrivée Ti dudit signal.

Un tel dispositif de réception 10 peut par exemple être intégré dans le véhicule automobile ou bien dans le terminal selon que l’on souhaite que la détermination de l’instant d’arrivée d’un signal radio reçu par ledit dispositif de réception 10 soit effectuée au niveau du véhicule ou bien au niveau du terminal.

Le dispositif de réception 10 comporte un module de réception 1 1 adapté pour recevoir ledit signal radio et qui comprend, de manière conventionnelle, une antenne 1 14, un amplificateur faible bruit 1 16 (LNA pour « Low Noise Amplifier » dans la littérature anglo-saxonne), un démodulateur 1 15 et un processeur bande de base 111.

Le démodulateur 115 comporte des moyens matériels et ou logiciels de traitement du signal considérés comme connu de l’homme de l’art (filtre analogique et/ou numérique, oscillateur local, mélangeur, convertisseur analogique/numérique, processeur de traitement de signal, etc.) pour fournir au processeur bande de base 1 11 un signal binaire à partir d’un signal analogique reçu au niveau de l’antenne 114 et mis en forme par l’amplificateur faible bruit 116.

Le module de réception 1 1 est par exemple cadencé par une horloge 117 interne au module de réception 11 , dite « horloge de réception 1 17 ». Dans l’exemple considéré, où le module de réception 1 1 est un module de communication Bluetooth®, la fréquence de cette horloge de réception 117 est conventionnellement égale à 24 MHz. La période temporelle d’un front de cette horloge de réception 117 est alors d’environ 42 ns. Comme expliqué précédemment, une granularité temporelle d’environ 42 ns n’est alors pas suffisamment précise pour estimer l’instant d’arrivée Ti d’un signal radio dans le but de calculer le temps de vol du signal pour en déduire la distance parcourue par le signal entre le véhicule et le terminal. En effet, puisque le signal radio se propage à la vitesse de la lumière, une granularité de 42 ns sur le temps d’arrivée du signal correspond à une erreur de précision de plus de douze mètres sur l’estimation de la distance entre le véhicule et le terminal, alors qu’une erreur de précision inférieure à deux mètres est souhaitée pour l’application considérée. Le dispositif de réception 10 comporte également une source d’alimentation électrique 14 qui fournit au module de réception 1 1 un courant électrique par l’intermédiaire d’une ligne 13 d’alimentation. La consommation électrique du module de réception 1 1 , et donc l’intensité du courant électrique sur la ligne 13 d’alimentation, varient en fonction des activités du module de réception 1 1.

Le dispositif de réception 10 comporte également un module de détection 12 comportant un instrument 122 de mesure de l’intensité du courant électrique circulant sur la ligne 13 d’alimentation. Le module de détection 12 est par exemple cadencé par une horloge, dite « horloge de détection 121 ». Avantageusement, la fréquence de l’horloge de détection 121 est supérieure à la fréquence de l’horloge de réception 117. Par exemple, la fréquence de l’horloge de détection 121 est au moins égale à 150 MHz, ce qui correspond à une période d’environ 6,7 ns. La distance parcourue pendant une période de l’horloge de détection 121 par un signal radio qui se déplace à la vitesse de la lumière est alors d’environ deux mètres.

Le module de détection 12 est configuré pour mesurer l’intensité du courant d’alimentation du module de réception 11. Le module de détection 12 est également configuré pour détecter un pic de courant, ledit pic de courant étant provoqué par la réception d’un signal radio par le module de réception 11. Par exemple, ledit pic de courant est détecté lorsque l’intensité du courant mesuré par l’instrument 122 de mesure du module de détection 12 est supérieure à un seuil prédéterminé. Dans ce but, le module de détection 12 comporte des moyens matériels et/ou logiciels (processeurs, mémoires, instructions de code de programme, circuits logiques programmables de type FPGA, PLD, etc., circuits intégrés spécialisés de type ASIC, etc.) considérés comme connus de l’homme de l’art, pour mémoriser et analyser des mesures de l’intensité du courant circulant dans la ligne 13 d’alimentation.

Il est en effet possible de déterminer une signature singulière et répétable de la variation de l’intensité du courant sur la ligne 13 d’alimentation lorsqu’un signal radio destiné au module de réception 11 est reçu par l’antenne 114 puis traité par les différents éléments de la chaîne de réception, notamment l’amplificateur faible bruit 116, le démodulateur 115, et le processeur bande de base 11 1. Notamment, l’amplificateur faible bruit 116 présente une forte consommation électrique, et c’est lui qui participe principalement à la création de cette signature spécifique du courant mesuré sur la ligne 1 13 d’alimentation lors de la réception d’un signal radio. En particulier, il est possible de détecter un premier pic de courant dans cette signature pour lequel l’amplitude de l’intensité du courant mesuré est supérieure à un seuil prédéterminé. Ce pic de courant correspond au début de la réception du signal radio par le module de réception 11. La figure 2 représente schématiquement la variation de l’intensité du courant électrique alimentant le module de réception 11. L’intensité du courant électrique est représentée selon l’axe des ordonnées tandis que le temps est représenté selon l’axe des abscisses. La partie 18 de la courbe correspond à la signature caractéristique du courant électrique lorsqu’un signal radio destiné au module de réception 11 est reçu par le module de réception 11. Le pic de courant correspondant au début de la réception du signal radio par le module de réception 1 1 est entouré en pointillé. L’instant de détection de ce pic de courant permet de déterminer l’instant d’arrivée Ti du signal radio.

Il convient de noter que ce pic de courant correspondant à l’instant d’arrivée Ti d’un signal radio par le module de réception 11 est observé même pour des niveaux de puissance particulièrement bas du signal, par exemple pour des niveaux de puissance de l’ordre de -95 dBm (ce qui correspond à un niveau de sensibilité typique d’un récepteur BLE).

Il est alors possible de déterminer un instant d’arrivée Ti du signal radio en fonction de l’instant de détection du pic de courant. Par exemple, l’instant d’arrivée Ti du signal radio reçu est déterminé en identifiant un front de l’horloge de détection 121 correspondant à l’instant de détection du pic de courant détecté. Le module de détection 12 comporte par exemple un compteur des fronts montant de l’horloge de détection 121 , et le numéro Ni du font montant le plus proche du moment où a lieu le pic de courant est identifié.

Si on fait l’hypothèse qu’on connaît également le numéro No du front montant de l’horloge de détection 121 correspondant au moment où le signal a été émis, il est possible de calculer le temps de vol du signal comme étant le temps écoulé entre ces deux fronts montant. Le temps de vol est alors égal au nombre de fronts montant entre N o (qui correspond à l’émission du signal) et Ni (correspond à la réception du signal) multiplié par la période de l’horloge de détection 121 , c'est-à-dire (Ni - No) x 1/F, si on note F la fréquence de l’horloge de détection 121. Par exemple, si l’émetteur du signal radio possède une horloge synchronisée avec l’horloge de détection 121 du dispositif de réception 10, alors il peut inclure la valeur de N o dans un message transporté par ledit signal.

On comprend alors que plus l’horloge de détection 121 présente une fréquence élevée, et plus le calcul du temps de vol du signal est précis. En particulier, avec une fréquence de 150 MHz, il est possible d’obtenir une précision de l’ordre de 6,7 ns sur le calcul du temps de vol.

A partir du temps de vol du signal, et sachant que le signal radio se déplace à la vitesse de la lumière, il est possible d’estimer la distance parcourue par le signal entre l’émetteur et le récepteur. Avec une fréquence au moins égale à 150 MHz pour l’horloge de détection 121 , il est alors possible d’obtenir une erreur de précision inférieure ou égale à deux mètres pour l’estimation de cette distance. Une telle précision est acceptable pour l’application considérée, à savoir la gestion de l’accès à un véhicule automobile en détectant la présence d’un utilisateur à proximité du véhicule.

Il convient de noter que si plusieurs dispositifs de réception 10 identiques à celui décrit en référence à la figure 1 sont utilisés et reçoivent un même signal radio émis par un émetteur, alors il possible, par des méthodes connues de « différence de temps d’arrivée » (TDOA pour « Time Différence Of Arrivai » dans la littérature anglo-saxonne), d’estimer la distance entre l’émetteur du signal et un dispositif de réception même si l’instant de départ du signal radio n’est pas connu de manière précise.

La figure 3 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 100 d’estimation de l’instant d’arrivée Ti d’un signal radio reçu par le dispositif de réception 10. Un tel procédé est par exemple mis en oeuvre par le dispositif de réception 10 décrit en référence à la figure 1.

Le procédé 100 comporte notamment une étape de détection 101 d’un pic de courant mesuré par le module de détection 12, ledit pic de courant étant provoqué par la réception du signal radio par le module de réception 1 1. Par exemple, ledit pic de courant est détecté lorsque l’intensité du courant mesuré par l’instrument 122 de mesure du module de détection 12 est supérieure à un seuil prédéterminé.

Le procédé 100 comporte également une étape de détermination 102 de l’instant d’arrivée Ti du signal radio, par exemple en identifiant un front de l’horloge de détection 121 correspondant à l’instant de détection du pic de courant détecté.

Comme expliqué précédemment, à partir de l’instant d’arrivée Ti du signal radio, si on connaît également l’instant de départ To à l’émission du signal, il est possible de déterminer la distance entre un émetteur et le dispositif de réception 10.

Il convient de noter qu’il est également possible de confirmer, dans une étape ultérieure non représentée, au niveau du processeur bande de base, que le signal radio reçu transportait bien un message particulier émis dans le but de calculer un temps de vol du signal pour en déduire une distance séparant l’émetteur du dispositif de réception 10. Par exemple, un délai entre la détection de l’instant d’arrivée Ti du signal par le module de détection 12 et le décodage d’un message transporté par ledit signal par le processeur bande de base 1 11 doit être inférieur à une durée prédéterminée, par exemple quelques microsecondes.

La figure 4 représente schématiquement un dispositif d’émission 20 d’un signal radio adapté pour estimer un instant de départ To dudit signal.

Un tel dispositif d’émission 20 peut par exemple être intégré dans le véhicule automobile ou bien dans le terminal selon que l’on souhaite que la détermination de l’instant de départ To d’un signal radio émis par ledit dispositif d’émission 20 soit effectuée au niveau du véhicule ou bien au niveau du terminal.

Le dispositif d’émission 20 comporte un module d’émission 21 qui comprend, de manière conventionnelle, un processeur bande de base 211 , un modulateur 212, un amplificateur de puissance 213 (« Power Amplifier » dans la littérature anglo-saxonne), et une antenne 214.

Le modulateur 212 comporte des moyens matériels et/ou logiciels de traitement du signal considérés comme connu de l’homme de l’art (filtre analogique et/ou numérique, oscillateur local, mélangeur, convertisseur analogique/numérique, processeur de traitement de signal, etc.) pour générer un signal analogique à partir d’un signal binaire fourni par le processeur bande de base 211. Ce signal analogique est alors amplifié par l’amplificateur de puissance 213 et émis par l’antenne 214.

Le module d’émission 21 est par exemple cadencé par une horloge 217 interne au module d’émission 21 , dite « horloge d’émission 217 ». Dans l’exemple considéré, où le module d’émission 21 est un module de communication Bluetooth®, la fréquence de cette horloge d’émission 217 est conventionnellement égale à 24 MHz. Comme expliqué précédemment, la granularité temporelle d’environ 42 ns offerte par cette horloge d’émission 217 n’est alors pas acceptable pour estimer la distance entre le véhicule et le terminal de façon suffisamment précise.

Le dispositif d’émission 20 comporte également une source d’alimentation électrique 24 qui fournit au module d’émission 21 un courant électrique par l’intermédiaire une ligne 23 d’alimentation. La consommation électrique du module d’émission 21 , et donc l’intensité du courant électrique sur la ligne 23 d’alimentation, varient en fonction des activités du module d’émission 21.

Le dispositif d’émission 20 comporte également un module de détection 22 comportant un instrument 222 de mesure de l’intensité du courant électrique circulant sur la ligne 23 d’alimentation. Le module de détection 22 est par exemple cadencé par une horloge, dite « horloge de détection 221 ». Avantageusement, la fréquence de l’horloge de détection 221 est supérieure à la fréquence de l’horloge 217 d’émission. Par exemple, la fréquence de l’horloge de détection 221 est au moins égale à 150 MHz.

Le module de détection 22 est configuré pour mesurer l’intensité du courant d’alimentation du module d’émission 21. Le module de détection 22 est également configuré pour détecter un pic de courant, ledit pic de courant étant provoqué par l’émission d’un signal radio par le module d’émission 21. Par exemple, ledit pic de courant est détecté lorsque l’intensité du courant mesuré par l’instrument 222 de mesure du module de détection 22 est supérieure à un seuil prédéterminé. Dans ce but, le module de détection 22 comporte des moyens matériels et/ou logiciels (processeurs, mémoires, instructions de code de programme, circuits logiques programmables de type FPGA, PLD, etc., circuits intégrés spécialisés de type ASIC, etc.) considérés comme connus de l’homme de l’art, pour mémoriser et analyser des mesures de l’intensité du courant circulant dans la ligne 23 d’alimentation.

L’intensité du courant sur la ligne 23 d’alimentation varie avec une signature singulière et répétable lorsqu’un signal radio est émis par le module d’émission 21 à travers les différents éléments de la chaîne d’émission, notamment le processeur bande de base 21 1 , le modulateur 212, et l’amplificateur de puissance 213. En particulier, il est possible de détecter un premier pic de courant dans cette signature pour lequel l’intensité du courant mesuré est supérieure à un seuil prédéterminé. Ce pic correspond au début de l’émission du signal radio par le module d’émission 21.

Il est alors possible de déterminer un instant de départ To du signal radio émis, par exemple en identifiant un front de l’horloge de détection 221 correspondant à l’instant du pic de courant détecté. Par exemple, le module de détection 22 comporte un compteur des fronts montant de l’horloge de détection 221 , et le numéro No du font montant le plus proche du moment où a lieu le pic de courant est identifié.

Si on fait l’hypothèse qu’on connaît également le numéro Ni du front montant de l’horloge de détection 221 correspondant au moment où le signal est reçu par un récepteur destinataire du signal, alors il est possible de calculer le temps de vol du signal comme étant (Ni - N o ) x 1/F, F étant la fréquence de l’horloge de détection 221.

Plus l’horloge de détection 221 présente une fréquence élevée, et plus le calcul du temps de vol du signal est précise, et plus l’estimation de la distance entre le dispositif d’émission 20 et le récepteur est précise. En particulier, avec une fréquence de 150 Mhz, il est possible d’obtenir une précision de l’ordre de deux mètres pour l’estimation de cette distance.

La figure 5 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 200 d’estimation de l’instant de départ To d’un signal radio émis par le dispositif émetteur 21. Un tel procédé 200 est par exemple mis en oeuvre par le dispositif d’émission 20 décrit en référence à la figure 4.

Le procédé 200 comporte notamment une étape de détection 201 d’un pic de courant mesuré par le module de détection 22, par exemple lorsque l’intensité du courant devient supérieure à un seuil prédéterminé, ledit pic de courant étant provoqué par l’émission du signal radio par le module d’émission 21.

Le procédé 200 comporte également une étape de détermination 202 de l’instant de départ To du signal radio, par exemple en identifiant un front de l’horloge de détection 221 correspondant à l’instant du pic de courant détecté. Comme expliqué précédemment, à partir de l’instant de départ To du signal radio, si on connaît également l’instant d’arrivée Ti à la réception du signal, il est possible de déterminer la distance entre le dispositif émetteur 20 et le récepteur.

Il convient de noter qu’il est également possible de confirmer, dans une étape ultérieure non représentée, au niveau du processeur bande de base, que le pic de courant détecté correspondait bien à un message émis par le module d’émission 21 dans le but de calculer un temps de vol du signal pour en déduire une distance séparant le dispositif d’émission 20 et un récepteur. Par exemple, un délai entre l’encodage d’un tel message par le processeur bande de base 21 1 et la détection de l’instant de départ To du signal par le module de détection 22 doit être inférieur à une durée prédéterminée, par exemple quelques microsecondes.

La figure 6 représente un dispositif de communication, dit « dispositif maître 30 », adapté pour estimer la distance qui le sépare d’un autre dispositif de communication, dit « dispositif esclave 40 ».

Le dispositif maître 30 comporte un module de communication 31 adapté pour échanger des signaux radio avec le module esclave 40 (cf. figure 7). Le module de communication 31 est donc adapté pour émettre et recevoir un signal radio. Le module de communication 31 comprend, de manière conventionnelle, un processeur bande de base 31 1 , un modulateur 312, un démodulateur 315, un amplificateur de puissance 313, un amplificateur faible bruit 316, et une antenne 314.

Le modulateur 312 comporte des moyens matériels et/ou logiciels de traitement du signal considérés comme connu de l’homme de l’art (filtre analogique et/ou numérique, oscillateur local, mélangeur, convertisseur analogique/numérique, processeur de traitement de signal, etc.) pour générer un signal analogique à partir d’un signal binaire fourni par le processeur bande de base 311. Ce signal analogique est alors amplifié par l’amplificateur de puissance 313 et émis par l’antenne 314.

Le démodulateur 315 comporte des moyens matériels et/ou logiciels de traitement du signal considérés comme connu de l’homme de l’art (filtre analogique et/ou numérique, oscillateur local, mélangeur, convertisseur analogique/numérique, processeur de traitement de signal, etc.) pour fournir au processeur bande de base 311 un signal binaire à partir d’un signal analogique reçu au niveau de l’antenne 314 et mis en forme par l’amplificateur faible bruit 316.

Le module de communication 31 est par exemple cadencé par une horloge 317 interne au module de communication 31 , dite « horloge de communication 317 ». Dans l’exemple considéré, où le module de communication 31 est un module de communication Bluetooth®, la fréquence de cette horloge de communication 317 est conventionnellement égale à 24 MHz. Le dispositif maître 30 comporte également une source d’alimentation électrique 34 qui fournit au module de communication 31 un courant électrique par l’intermédiaire d’une ligne 33 d’alimentation. La consommation électrique du module de communication 31 , et donc l’intensité du courant électrique sur la ligne 33 d’alimentation, varient en fonction des activités du module de communication 31.

Le dispositif maître 30 comporte également un module de détection 32 comportant un instrument 322 de mesure de l’intensité du courant électrique circulant sur la ligne 33 d’alimentation. Le module de détection 32 est par exemple cadencé par une horloge, dite « horloge de détection 321 ». Avantageusement, la fréquence de l’horloge de détection 321 est supérieure à la fréquence de l’horloge de communication 317. Par exemple, la fréquence de l’horloge de détection 321 est au moins égale à 150 MHz.

Tel qu’illustré à la figure 7, le dispositif maître 30 est configuré pour émettre (étape 302) un signal radio transportant une requête à destination du dispositif esclave 40, et pour déterminer un instant de départ To du signal radio transportant ladite requête. Dans l’exemple considéré, il s’agit d’un message émis sur un canal de signalisation (« advertising channel » dans la littérature anglo-saxonne) prévu par la norme BLE, à savoir un des canaux 37 (à 2402 MHz), 38 (à 2426 MHz) ou 39 (à 2480 MHz).

Le dispositif esclave 40 est configuré pour recevoir le signal radio transportant la requête émise par le dispositif maître 30, décoder cette requête, et émettre en retour (étape 304) un signal radio transportant une réponse à la requête. La réponse est émise après un délai de réponse At prédéterminé suite à la réception du signal radio transportant la requête. Ce délai de réponse At est fixe et connu par le dispositif maître 30. Dans l’exemple considéré, le délai de réponse At vaut 150 ps. Le délai de réponse At est suffisamment petit pour considérer que la distance entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 ne change pas pendant ce délai (dans l’exemple considéré où l’un des dispositifs est porté par un utilisateur d’un véhicule tandis que l’autre dispositif est embarqué dans un véhicule immobile, le déplacement d’un dispositif par rapport à l’autre est de l’ordre de 1 m/s en moyenne).

Le dispositif maître 30 est configuré pour déterminer un instant d’arrivée Ti du signal radio transportant la réponse émise par le dispositif esclave 40. Dans ce but, le module de détection 32 du dispositif maître 30 est configuré pour mesurer l’intensité du courant d’alimentation du module de communication 31. Le module de détection 32 est également configuré pour détecter un pic de courant, dit « pic de courant à la réception », ledit pic de courant à la réception étant provoqué par la réception d’un signal radio par le module de communication 31 (le pic de courant à la réception est provoqué par une consommation électrique plus importante des différents éléments de la chaîne de réception, notamment l’amplificateur faible bruit 316, lors de la réception du signal). Par exemple, le pic de courant à la réception est détecté lorsque l’intensité du courant mesuré par l’instrument 322 de mesure du module de détection 32 devient supérieure à un seuil prédéterminé. Dans ce but, le module de détection 32 comporte des moyens matériels et/ou logiciels (processeurs, mémoires, instructions de code de programme, circuits logiques programmables de type FPGA, PLD, etc., circuits intégrés spécialisés de type ASIC, etc.) considérés comme connus de l’homme de l’art, pour mémoriser et analyser des mesures de l’intensité du courant circulant dans la ligne 33 d’alimentation.

Dans des modes particuliers de réalisation, l’instant de départ To du signal radio transportant la requête est déterminé en détectant un pic de courant mesuré par le module de détection 32, dit « pic de courant à l’émission », ledit pic de courant à l’émission étant provoqué par l’émission du signal radio transportant la requête (le pic de courant à l’émission est provoqué par une consommation électrique plus importante des différents éléments de la chaîne de transmission, notamment l’amplificateur de puissance 313, lors de l’émission du signal). Par exemple, le pic de courant à l’émission est détecté lorsque l’intensité du courant mesuré par l’instrument 322 de mesure du module de détection 32 devient supérieure à un seuil prédéterminé.

L’instant de départ To du signal radio transportant la requête et l’instant d’arrivée Ti du signal radio transportant la réponse sont par exemple déterminés en identifiant des fronts de l'horloge de détection 321 correspondant respectivement à l’instant de détection du pic de courant à l’émission et à l’instant de détection du pic de courant à la réception.

Le dispositif maître 30 peut alors être configuré pour estimer la distance entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 en fonction de l’instant de départ To du signal radio transportant la requête, de l’instant d’arrivée Ti du signal radio transportant la réponse, et du délai de réponse At. En effet, la distance D entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 correspond à :

où c est la vitesse de la lumière (sensiblement égale à 300 000 km/s).

Le dispositif maître 30 décrit en référence à la figure 6 est ainsi capable d’estimer la distance entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 sans qu’il y ait besoin de synchroniser des horloges entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40. En effet, le dispositif maître 30 connaît ou est capable de déterminer tous les paramètres temporels nécessaires à la détermination du temps de vol d’un signal radio entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40. Le dispositif maître 30 connaît en effet la valeur du délai de réponse At et il est capable de déterminer l’instant de départ To et l’instant d’arrivée Ti pour déterminer le temps de vol T f d’un signal radio entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 :

T f = ® (T 1 ~ T o - àt)

La figure 8 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 300 d’estimation de la distance séparant un dispositif maître 30 et un dispositif esclave 40 tels que décrits précédemment en référence aux figures 6 et 7.

Le procédé 300 comporte les étapes suivantes :

• une émission 301 par le dispositif maître 30 d’un signal radio transportant une requête à destination du dispositif esclave 40,

• une détermination 303 d’un instant de départ To du signal radio transportant la requête,

• une émission 304 par le dispositif esclave 40 d’un signal radio transportant une réponse à destination du dispositif maître 30, ladite réponse étant émise après un délai de réponse At prédéterminé suite à la réception du signal radio transportant la requête,

• une détection 305, par le module de détection 32 du dispositif maître 30, d’un pic de courant mesuré par le module de détection 32, dit « pic de courant à la réception », ledit pic de courant à la réception étant provoqué par la réception par le module de communication 31 du signal radio transportant la réponse émise par le dispositif esclave 40,

• une détermination 306 d’un instant d’arrivée Ti du signal radio transportant la réponse en fonction de l’instant de détection du pic de courant à la réception,

• une estimation 307 de la distance séparant le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 à partir de l’instant de départ To du signal radio transportant la requête, de l’instant d’arrivée Ti du signal radio transportant la réponse, et du délai de réponse At.

Comme indiqué précédemment, il est également possible de confirmer, dans une étape non représentée sur la figure 8, que le pic de courant à la réception correspond bien à la réception d’un signal radio transportant une réponse émise par le dispositif esclave 40. Par exemple, un délai entre la détection de l’instant d’arrivée Ti du signal par le module de détection 32 et le décodage de la réponse transportée par ledit signal par le processeur bande de base 31 1 doit être inférieur à une durée prédéterminée, par exemple quelques microsecondes.

Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’instant de départ To du signal radio transportant la requête peut être déterminé par une détection 302 d’un pic de courant mesuré par le module de détection 32, dit « pic de courant à l’émission », ledit pic de courant à l’émission étant provoqué par l’émission du signal radio transportant la requête. Dans ce cas, il est là aussi possible de confirmer, dans une étape non représentée sur la figure 8, que le pic de courant à l’émission détecté correspond bien à l’émission d’un signal radio transportant une requête à destination du dispositif esclave 40. Par exemple, un délai entre l’encodage d’une telle requête par le processeur bande de base 31 1 et la détection de l’instant de départ To du signal par le module de détection 32 doit être inférieur à une durée prédéterminée, par exemple quelques microsecondes.

Il convient de noter que le délai de réponse At peut éventuellement être soumis à une erreur de précision. Dans ce cas, il peut être avantageux de répéter plusieurs fois le procédé 300 d’estimation de la distance et de déterminer la distance en fonction des distances estimées aux différentes itérations.

Par exemple, si le délai de réponse At prend en moyenne la valeur 150 ps, mais que le délai de réponse At peut prendre une valeur comprise entre 149 ps et 151 ps, alors il est avantageux de répéter plusieurs fois, par exemple plusieurs centaines de fois, le procédé 300 d’estimation de la distance et de déterminer la distance entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 comme étant la moyenne des distances estimées aux différentes itérations. La durée pendant laquelle le procédé 300 d’estimation est itéré doit cependant rester suffisamment petite, par exemple inférieure à quelques dizaines de ms, pour que la variation de la distance entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40 pendant cette durée soit négligeable.

Le dispositif maître 30 est par exemple embarqué dans le véhicule automobile, tandis que le dispositif esclave 40 est intégré dans un terminal destiné à être porté par un utilisateur et permettant l’accès audit véhicule, par exemple un badge, une télécommande, un téléphone portable, une montre connectée, etc. Notamment, le dispositif esclave 40 peut par exemple correspondre à un téléphone portable qui supporte la norme BLE (« Bluetooth Low Energy »).

Si la distance entre le véhicule et le terminal estimée par le dispositif maître 30 embarqué dans le véhicule est inférieure à une certaine distance prédéterminée, alors l’accès au véhicule est autorisé (par exemple les ouvrants du véhicule sont déverrouillés). Comme cela a déjà été mentionné précédemment, si l’instant de départ To et l’instant d’arrivée Ti sont déterminés par le dispositif maître 30 à l’aide d’une horloge de détection 321 dont la fréquence est supérieure à 150 MHz, alors il est possible d’obtenir une estimation de la distance entre le véhicule et le terminal avec une erreur de précision inférieure à deux mètres.

Selon un autre exemple, le dispositif maître 30 peut être embarqué dans le terminal, tandis que dispositif esclave 40 est embarqué dans le véhicule. Selon encore un autre exemple, un dispositif jouant à la fois le rôle du dispositif maître 30 et du dispositif esclave 40 est embarqué à la fois dans le véhicule et dans le terminal. Dans ce cas, la distance entre le véhicule et le terminal peut être estimée aussi bien par le véhicule que par le terminal. Il est alors envisageable que le terminal communique au véhicule la distance que le terminal a estimée afin que le véhicule ajuste la distance que le véhicule a estimé en fonction de la distance que le terminal a estimé.

La description ci-avant illustre clairement que, par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs fixés.

En particulier, et tel que décrit par exemple en référence aux figures 1 à 3, l’invention permet de déterminer un instant d’arrivée Ti d’un signal radio avec une bonne précision même si le module de réception 1 1 présente une horloge de réception 1 17 avec une fréquence trop faible pour obtenir la précision recherchée. En effet, l’invention permet par exemple de déterminer l’instant d’arrivée Ti d’un signal radio en fonction d’une horloge de détection 121 dont la fréquence est plus élevée que la fréquence de l’horloge de réception 117, Dans les exemples présentés ci-avant, la fréquence de l’horloge de réception 1 17 à 24 MHz entraîne une erreur de précision d’environ 42 ns sur la mesure de l’instant d’arrivée Ti du signal radio (soit plus de douze mètres d’erreur de précision sur l’estimation de la distance parcourue par le signal radio), alors qu’une fréquence de l’horloge de détection supérieure à 150 MHz permet d’obtenir une erreur de précision inférieure à 7 ns sur la mesure de l’instant d’arrivée Ti (et moins de deux mètres d’erreur de précision sur l’estimation de la distance).

De plus, la solution proposée par l’invention fonctionne même pour des niveaux de puissance reçue du signal radio relativement faibles, par exemple des niveaux de puissance de l’ordre de -95 dBm. Ce n’est pas le cas pour les solutions de l’art antérieur basées sur une détection de puissance qui ne sont pas fonctionnelles pour des niveaux de puissance inférieurs à -48 dBm.

En outre, le module de détection 12 d’un pic de courant consommé par le module de réception 11 est relativement simple à implémenter et peu onéreux.

Comme cela a déjà été mentionné précédemment, différentes méthodes sont envisageables pour estimer une distance entre un émetteur et un récepteur d’un signal radio à partir du moment où l’instant d’arrivée du signal radio peut être déterminé au niveau du récepteur.

L’invention propose notamment, telle que décrit en référence aux figures 6 à 8, une méthode où la distance est estimée en fonction d’un instant de départ To d’une requête et d’un instant d’arrivée Ti d’une réponse déterminés par un même dispositif maître 30. Dans ce cas, de manière avantageuse, il n’y a pas besoin de synchronisation d’horloges entre le dispositif maître 30 et le dispositif esclave 40.

L’invention est néanmoins aussi applicable à d’autres méthodes qui supposent éventuellement une synchronisation d’horloges. Par exemple, si une horloge de l’émetteur est synchronisée avec une horloge du récepteur, un instant de départ d’un signal radio émis par l’émetteur peut être déterminé par l’émetteur et communiqué au récepteur. Le récepteur peut alors déterminer l’instant d’arrivée du signal radio et déterminer un temps de vol du signal radio, et donc la distance parcourue par le signal radio, à partir de l’instant de départ reçu et de l’instant d’arrivée déterminé. Selon un autre exemple, des méthodes de type TDOA peuvent permettre d’estimer la distance entre un émetteur et un récepteur à partir des différences de temps d’arrivée d’un même signal radio émis par l’émetteur et reçu par différents récepteurs. Dans un tel cas, il convient cependant de synchroniser les horloges des différents récepteurs.

De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en oeuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs, et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables.

L’invention s’applique particulièrement bien à des signaux radio de type UHF, notamment parce que dans ce cas une estimation de la distance en fonction du niveau de puissance reçue (RSSI) est peu précise.

Plus particulièrement, l’invention s’applique bien au cas où les signaux radio échangés suivent la norme BLE (« Bluetooth® Low Energy »), notamment parce que cette norme est largement répondue dans des terminaux de type téléphone portable ou montre connectée.

Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, de considérer des signaux radio dont les fréquences ne seraient pas de type UHF, c'est-à-dire des fréquences inférieures à 300 MHz ou supérieures à 3 GHz.

L’invention s’applique particulièrement bien à l’estimation de la distance entre un dispositif de communication embarqué dans un véhicule et un dispositif de communication intégré dans un terminal afin de former un système d’accès « mains libres » au véhicule. Il convient de noter que d’autres applications peuvent toutefois être envisageables.