DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

[001] L'invention se rapporte à un procédé d'émission d'un signal utilisant un masque de puissance d'émission dans un réseau de télécommunication, et à un dispositif pour ia mise en œuvre dudit procédé.

[002] L'invention s'inscrit dans le domaine de !a transmission de données numériques dans un réseau de télécommunication filaire ou non filaire.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

[003] Dans un tel réseau de communication les données numériques sont échangées entre des dispositifs capables de recevoir et d'émettre des données numériques au travers de liaison physique correspondant à un canal de communication.

[004] Ce réseau de communication peut, par exemple, se rapporter à un réseau de transport d'énergie électrique dans lequel les liaisons physiques correspondent à des câbles ou fils électriques pouvant être des câbles de transmission d'énergie ou des câbles de communication utilisés au sein d'installations fixes (réseau de distribution, réseau de communications intérieures ou extérieures) ou mobile (réseau d'énergie ou de communication dans un avion, un bateau une automobile etc.). De tels câbles ou fils électriques sont pour certains susceptibles de transporter des tensions élevées à des fréquences très basses, par exemple 220V/50Hz pour l'Europe.

Dans ce type de réseau de communication, la transmission de données numériques, se rapportant à des informations de nature diverse, peut être effectuée selon une technologie relative aux courants porteurs. [005] Le problème technique qui se pose dans ces réseaux de communication, et en particulier dans des réseaux de transport d'énergie électrique, est de pouvoir assurer une injection optimale d'un signal dans une liaison physique, afin de lutter contre la perte de puissance entre le signal émis par le dispositif émetteur/récepteur et le signal reçu par le récepteur distant.

[006] En effet dans un réseau de transport d'énergie, les liaisons physiques, tels que les fils électriques, ne sont pas adaptées au transport de tensions à des fréquences élevées comme celles utilisées par ces dispositifs émetteurs/récepteurs de type modem à courant porteur.

La transmission de données peut être, en effet, soumise à divers phénomènes et notamment à des phénomènes de réflexion, car le signal émis et donc injecté dans cette liaison physique par le dispositif émetteur/récepteur est réfléchi partiellement du fait d'une discontinuité d'impédance présentée par cette liaison physique, dont la cause est par exemple liée à de nombreuses épissures et autres dérivations ou à des équipements raccordés à cette liaison, ou encore du fait que des fils soient non appairés et de longueurs souvent bien différentes.

Dès lors, il résulte de ces réflexions qu'une partie de la puissance émise par !e dispositif émetteur/récepteur revient au niveau de ce dispositif, ce qui limite ainsi la portée du signal injectée.

Ainsi, qu'il est illustré à la figure 1 , lorsque le dispositif émetteur/récepteur émet un signal en fréquence noté X dans la liaison physique, une partie de ce signal est réfléchie sous forme d'écho S1 1 .X, et une autre partie de ce signal S0.X est injectée dans la liaison physique. Nous utiliserons par la suite le terme d'écho pour désigner cette puissance retournée au niveau du dispositif émetteur/récepteur ayant émis le signal.

Les deux quantités S1 1 et S0, qui sont respectivement les fonctions de transfert du signal réfléchi et du signal injecté, sont liées par les relations suivantes :

| S0 | ² < 1 | S1 1 | ² = 1 - | so | ²

Le paramètre SO ayant un module inférieur à 1 , le phénomène se traduit alors par une perte de puissance transmise.

[007] Concernant le masque de puissance d'émission, il est important de noter que les systèmes de télécommunication sont mis en uvre classiquement dans un contexte de régulation nationale ou internationale. Une autorité de régulation définit alors un niveau maximale de puissance autorisé qui est traduit généralement sous la forme d'un masque d'émission. Ce masque est figé et impose la puissance du signal émis. En conséquence le signal X qui sera émis par le dispositif émetteur/récepteur aura une puissance injectée dans la liaison physique qui doit être égale ou la plus proche possible de celle du masque d'émission.

[008] On comprend donc que si on connaît de façon précise la fonction de transfert S1 1 , on pourra ajuster au mieux la puissance émise pour ne pas dépasser le maximum autorisé par la valeur constante de référence. Ainsi le dispositif émetteur/récepteur émettant le signal est capable de modifier la puissance du signal émis en transmettant X/S0 à la place de X de sorte que le signal injecté corresponde alors à S0.X/S0 = X.

[009] On connaît dans l'art antérieur, un document relatif à une demande internationale WO2010/037957, illustré en figure 2, qui reprend ce principe en décrivant un procédé permettant d'estimer cet écho afin de pouvoir émettre un signa! en tenant compte de cette estimation et ainsi adapter le masque de puissance d'émission.

Cependant, un inconvénient majeur de ce procédé réside dans le fait que l'estimation de l'écho H réalisée à partir du signal reçu H.X est inexacte du fait que l'écho estimé H contient les imperfections de la chaîne de réception du dispositif émetteur/récepteur avec la fonction de transfert H = S11 + H _imp où H _imp désigne la fonction de transfert des imperfections de la chaîne de réception. De telles imperfections introduisent alors une erreur dans l'estimation de cet écho et par extension dans la détermination de la puissance à injecter dans la liaison physique.

De plus une telle erreur peut engendrer un dépassement du niveau maximale de puissance autorisé dans un réseau de communication.

EXPOSE DE L'INVENTION

[0010] L'invention propose d'améliorer la détermination de la perte de puissance entre le signai émis par le dispositif émetteur/récepteur et le signal injecté sur la liaison physique et reçu par le récepteur distant de sorte à contrer cette perte de puissance dans le cadre de la transmission de données.

[0011] Dans ce dessein, un aspect de l'invention se rapporte à un procédé d'émission d'un signal utilisant un masque de puissance d'émission, le signai étant émis par un dispositif émetteur/récepteur A relié à un dispositif émetteur/récepteur B par au moins une liaison physique, dans lequel ledit masque de puissance d'émission est adapté en fonction d'une fonction de transfert S1 1 relative à l'impédance de la liaison physique, de sorte à prendre en compte la puissance perdue lors de la transmission d'un signal.

[0012] Selon des modes de réalisation particuliers:

- le procédé comprend une étape d'initialisation comportant en outre des sous- étapes de mesures de tensions V _Ref , V _Ana aux bornes d'un élément composant la chaîne de transmission du dispositif émetteur/récepteur A et de détermination de S1 1 ;

- l'étape d'initialisation est effectuée à des instants prédéfinis configurables ;

- plusieurs masques de puissances d'émissions sont définis et sélectionnés de façon périodique pour être utilisés lors de l'émission du signal, et

- les sous-étapes de mesures sont effectuées à partir de l'activation de connecteurs (14, 13) d'un commutateur compris dans la chaîne de réception du dispositif émetteur/récepteur A. [0013] L'invention se rapporte également à un dispositif émetteur/récepteur d'un signal en utilisant un masque de puissance d'émission vers un dispositif émetteur/récepteur B via au moins une liaison physique, comprenant :

- une chaîne de transmission de données, et

- une chaîne de réception de données comportant un commutateur.

[0014] Selon des modes de réalisation particuliers:

- la chaîne de transmission de données comporte :

» un module de traitement du signal numérique ;

• un module de conversion numérique vers analogique ;

® un filtre anti repliement ;

» un amplificateur ;

β une résistance de protection, et

® un dispositif de couplage ;

la chaîne de réception de données comporte :

• un dispositif de couplage ;

« un filtre de bande ;

• un amplificateur à gain variable ;

• un module de conversion analogique vers numérique ;

• un commutateur, et

• un module de traitement du signal numérique ;

- commutateur comprend :

• une borne 1 reliée en amont d'un des éléments constitutifs de la chaîne de transmission suivants : la résistance de protection à l'emplacement 8, l'amplificateur à l'emplacement 9, ou le filtre anti repliement à l'emplacement 10, et

• des bornes 4,5,6, reliées en amont 1 1 du filtre de bande de la chaîne de réception ;

un module de commande apte à contrôler l'activation de connecteurs 12, 13,14 du commutateur ;

le module de commande coopère avec un module de mesure de signal reçu par le module de traitement du signal numérique de sorte à déterminer fes tensions VRef, VAna de chaque signal reçu en fonction de l'activation des connecteurs 12,13,14 du commutateur, et

le dispositif émetteur/récepteur est un modem à courant porteur comportant un commutateur.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent à :

la figure 1 , une représentation schématique de la perte de puissance dans un dispositif émetteur récepteur ;

la figure 2, une vue schématique du procédé décrit dans Se document WO2010/037957 ;

la figure 3, le dispositif émetteur/récepteur selon un mode de réalisation de la présente invention ;

la figure 4A, la chaîne de transmission de données du dispositif émetteur/ récepteur ;

la figure 4B, la chaîne de réception de données du dispositif émetteur/ récepteur ;

la figure 5, un schéma illustrant la mesure de l'impédance d'une charge à l'aide d'une résistance Rmes ;

les figures 6A, 6B et 6C, une vue schématique de la détermination de l'écho dans un dispositif émetteur/récepteur comportant un commutateur selon un mode de réalisation de la présente invention ;

la figure 7, un mode de mesure de ia tension de référence dans un autre mode de réalisation ;

la figure 8, un mode de réalisation de la présente invention dans lequel le commutateur possède cinq bornes d'entrée/sortie ;

la figure 9, un mode de réalisation de ia présente invention lorsque le commutateur est situé entre l'amplificateur à gain variable et le filtre de bande, et

la figure 0, un mode de réalisation alternatif de la présente invention lorsque le commutateur est localisé entre le module de conversion analogique vers numérique et l'amplificateur à gain variable. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION

[0016] Dans un exemple de réalisation, la figure 3 décrit le dispositif émetteur récepteur conforme à un mode de réalisation de l'invention.

[0017] Dans ce présent mode de réalisation on considère que ce dispositif émetteur/ récepteur se rapporte à un modem à courant porteur mis en oeuvre dans un réseau de transport d'énergie électrique dans lequel les liaisons physiques correspondent à des câbles ou fils électriques. Cet exemple de réalisation de la présente invention s'inscrit donc dans la transmission de données par courant porteur, communément désignée par les sigles CPL ou PLT (acronyme anglais de Power Line Transmission).

[0018] Les câbles concernés peuvent être des câbles de transmission d'énergie ou des câbles de communication, dans des installations fixes (réseau de distribution, réseau de communication intérieur ou extérieur) ou mobiles (réseau d'énergie ou de communication dans un avion, un bateau, une automobile, etc.). Les câbles concernés peuvent être quelconques : coaxiaux ou bifilaires, en lignes parallèles ou en pair, lignes électriques de basse tension (1 0V/220V), lignes électrique de moyenne tension (~15kV), câble téléphonique, paire torsadée, câble coaxial, etc..

[0019] Dans un tel réseau un dispositif émetteur/récepteur A est capable d'émettre des données numériques vers un dispositif émetteur/récepteur B au travers de la liaison physique.

[0020] Pour ce faire, un dispositif émetteur/récepteur A ou B comporte une chaîne de transmission de données et une chaîne de réception de données.

[0021] La chaîne de transmission de données illustrée en figure4A comprend : un module de traitement du signal numérique ; un module de conversion numérique vers analogique ;

un filtre anti repliement ;

un amplificateur ;

une résistance de protection (merci de préciser ici si une telle résistance est toujours comprise dans un tel dispositif), et

un dispositif de couplage (ou solution de couplage).

On notera que la résistance de protection permet de garantir la stabilité de l'amplificateur quelque soit la charge qui lui est présentée.

De plus, le module de traitement du signai numérique permet en particulier de modifier ia puissance du signal qui est émis par le dispositif émetteur/récepteur vers un autre dispositif émetteur/récepteur faisant office de récepteur distant.

[0022] La chaîne de réception de données illustrée en figure4B, comprend :

un dispositif de couplage (ou solution de couplage) ;

un filtre de bande ;

un amplificateur à gain variable ;

un module de conversion analogique vers numérique un commutateur (ou switch), et

un module de traitement du signal numérique.

[0023] Le commutateur peut être situé de manière non limitative soit :

entre l'amplificateur à gain variable et le filtre de bande comme illustré à la figure 9, ou

entre le module de conversion analogique vers numérique et l'amplificateur à gain variable comme représenté en figure 10, ou encore

entre le dispositif de couplage (ou solution de couplage) et le filtre de bande, tel qu'illustré en figure 3.

Ce commutateur comporte de manière non limitative trois bornes 1 ,2,3 en entrée et trois bornes 4,5,6 en sortie. La borne 2 est de manière générale connectée en aval de la résistance de protection à l'emplacement 7.

La borne 1 est reliée en amont d'un des éléments constitutifs de la chaîne de transmission suivants :

la résistance de protection à l'emplacement 8 ;

l'amplificateur à l'emplacement 9, et

le filtre anti repliement à l'emplacement 10.

Les bornes 4,5,6, sont quant à elles reliées en amont 1 1 du filtre de bande.

La borne 3 est reliée pour sa part au dispositif de couplage, et permet ainsi au signal entrant d'être reçu au niveau du module de traitement du signal numérique, ainsi qu'il est illustré en figure 6A.

Dans des modes de réalisation alternatifs, la borne 1 peut être connectée en amont d'un des éléments suivants :

l'amplificateur à l'emplacement 9, ou

le filtre anti repliement à l'emplacement 10.

Ainsi, les défauts du filtre anti repliement, et/ou de l'amplificateur peuvent être pris en compte lors des mesures effectuées.

On notera que dans un autre mode de réalisation illustré à la figure 8, le commutateur comporte cinq bornes en entrée, et cinq bornes en sortie reliées en amont 1 1 du filtre de bande. Les cinq bornes en entrée étant respectivement reliées :

en aval de la résistance de protection à l'emplacement 7 ; au dispositif de couplage ;

en amont de la résistance de protection à l'emplacement 8 ; en amont de l'amplificateur à l'emplacement 9, et

en amont du filtre anti repliement à l'emplacement 10. [0024] Ce commutateur est relié à un module de commande qui contrôle l'activation des connecteurs 12, 13 et 14.

Ce module de commande est situé de manière non limitative dans le module de traitement numérique du signal.

Ce module de commande coopère avec un module de mesure de signal reçu dans le module de traitement du signal numérique de sorte à déterminer les tensions de chaque signal reçu en fonction de l'activation des connecteurs 12, 13 et 14, tel qu'illustré aux figures 6A, 6B et 6C.

Ce module de mesure est également localisé de manière non limitative dans le module de traitement numérique du signal.

[0025] Une fois les tensions des signaux reçus mesurées, le module de mesure les transmet à des moyens de traitement afin de calculer l'impédance présentée par la ligne électrique.

Pour ce faire, dans le mode de réalisation de la présente invention on utilise la chaîne de réception du dispositif émetteur/récepteur, pour mesurer ies tensions en aval (V _A na _: tension d'Analyse) et en amont {V _Ref : tension de Référence) de la résistance de protection de la chaîne de transmission, qui devient donc une résistance de mesure R _mes .

Dès lors ce calcul de l'impédance revient alors à déterminer l'impédance d'une charge à partir d'une résistance dans un circuit électronique, tel qu'illustré en figure 5 et comportant un générateur de signai 15, une résistance de mesure R _mes , et l'impédance Z à mesurer.

Cette impédance est obtenue à partir d'opérations réalisées en utilisant la formule suivante :

Rmes

7 avec, V _Ref la tension au point Ref (tension de Référence) et VAna (tension d'Analyse) Sa tension au point Ana. On notera que si VRef et V _Ana sont des tensions complexes, alors l'impédance calculée est aussi complexe.

[0026] Dans le procédé selon la présente invention, le dispositif émetteur/récepteur A émet un signal selon un masque de puissance d'émission, égal ou le plus proche possible de celui du niveau maximale de puissance autorisé, définie par le module de traitement du signal numérique de la chaîne de transmission.

Pour ce faire ce procédé comprend une étape d'initialisation mise en œuvre par ie dispositif émetteur/récepteur A, comportant les sous-étapes suivantes :

activation par le module de commande du connecteur 14 du commutateur de sorte à orienter ie signal X vers la chaîne de réception, telle qu'illustrée en figure 6B;

émission d'un premier signal X par le module de traitement du signal numérique de la chaîne de transmission;

mesure par le module de mesure de la tension VRef e amont de la résistance de protection ;

désactivation par le module de commande du connecteur 14 du commutateur ;

activation par le module de commande du connecteur 13 du commutateur de sorte à orienter le signal X vers la chaîne de réception, telle qu'illustrée en figure 6C ;

mesure par le module de mesure de la tension V _Ana en aval de la résistance de protection, et

désactivation par le module de commande du connecteur 13 du commutateur ;

détermination de la fonction de transfert S1 1 qui ne prend évidemment pas en compte l'impédance de la chaîne de réception.

Les deux sous-étapes de mesure sont réalisées par le module de mesure qui est capable de mesurer ie signal reçu par le module de traitement du signal numérique du dispositif A. On peut préciser de manière alternative que le module de mesure peut se rapporter à un élément du dispositif émetteur/récepteur dans lequel fa chaîne de réception est dupliquée et sur laquelle il peut alors réaliser des mesures régulières relatives à l'impédance de la liaison physique.

[0027] Les moyens de traitement déterminent par ia suite la fonction de transfert S11 à partir d'opérations mettant en œuvre la formule suivante :

CZ - ZÛ ⁾ z = Rrnes

su VRef

(Z + ZOD avec : VAna et Ζ0=50Ω

On notera que Z0 se rapporte à l'impédance de référence qui est une impédance avec laquelle les mesures de puissance injectée sont réalisées. Dans le cadre des transmissions par courant porteur en ligne, communément désignée par les sigles CPL ou PLT (Power line Transmission), les organismes de standardisation définissent comme impédance de mesure la valeur 50 ohms.

[0028] Une fois la fonction de transfert S11 déterminée, les moyens de traitement du dispositif émetteur/récepteur associés au module de traitement du signal numérique définissent le masque de puissance en fonction de la fonction de transfert S11 afin de compenser Sa perte de puissance injectée dans la liaison physique.

Cette adaptation est réalisée par le module de traitement du signal qui est alors capable de modifier la puissance du signal émis en transmettant X/S0 à la place de X de sorte que le signal injecté corresponde alors à S0.X/S0 = X.

Avec X le signal en fréquence émis par ie dispositif émetteur/récepteur A et SO.X une autre partie de ce signal injectée dans la liaison physique. S0 étant la fonction de transfert du signal injecté et correspondant à : |S0j ² = 1-|S11

[0029] L'adaptation du masque de puissance revient alors à augmenter/diminuer la puissance qui sera injectée dans la liaison physique de sorte que la puissance reçue par le dispositif émetteur/récepteur B soit supérieure à celle reçue sans application d'un masque de puissance adapté. Ainsi, les débits et/ou ia qualité de service s'en trouvent améliorés, voir augmentés.

[0030] Dans un autre mode de réalisation, l'étape d'initialisation du dispositif émetteur/récepteur peut précéder l'étape d'adaptation de manière systématique en fonction de certaines conditions :

changement de paramètres de configuration du dispositif A .changement de fréquence RF (acronyme de radio frequency) ; changement de durée de symbole,

détection de changement des caractéristiques de la liaison physique.

En effet, cette étape d'initialisation est réalisée dès qu'il s'agit de mettre à jour le masque de puissance. Elle peut être programmée pour se dérouler de manière régulière ou encore cyclique en fonction d'un événement détecté par le module de traitement du signal numérique du dispositif A associé aux moyens de traitement du dispositif A.

[0031] Dans un autre mode de réalisation, la fonction de transfert S1 1 peut également être déterminée en permanence (ou occasionnellement) à chaque émission de données effectuée par le dispositif émetteur/récepteur A afin d'estimer et d'ajuster en permanence (ou occasionnellement) le masque de puissance à adapter à chaque transmission.

[0032] Par ailleurs dans un mode de réalisation particulier, l'évolution de la fonction de transfert S1 1 peut également être déterminée dans le temps au cours d'une période correspondant à la variation périodique synchrones de la liaison physique avec ia tension du secteur électrique afin de définir par la suite des masques de puissance adaptés à chaque période de variation.

[0033]Ainsi, il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et illustrés. Elle n'est en outre pas limitée à ce type de transmission de données par courant porteur et peut trouver une application à d'autres types de transmission filaire ainsi qu'à des transmissions non filaires.