DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention appartient au domaine des systèmes d'estimation de la position d'objets, et concerne plus particulièrement un procédé d'émission, par un dispositif émetteur dont la position doit être estimée, de messages sous la forme de séquences d'impulsions radio à bande ultra-large, dits « messages UWB ».

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

De nos jours, il est connu d'équiper des objets dont la position doit être estimée de dispositifs émetteurs adaptés à émettre des messages UWB (voir par exemple la demande de brevet US 2007/109099 A1 ).

Par « bande ultra-large » (« Ultra Wide Band » ou UWB dans la littérature anglo-saxonne), on entend que le message UWB, émis sous la forme d'un signal radioélectrique, présente à un instant donné un spectre fréquentiel instantané de largeur (à -10 dB par rapport à la puissance maximale dudit spectre fréquentiel instantané) supérieure à 500 mégahertz (MHz).

Dans les systèmes d'estimation de position connus, un message UWB émis par un dispositif émetteur est reçu par une pluralité de stations réceptrices de positions respectives prédéterminées. La position du dispositif émetteur peut alors être estimée, de manière conventionnelle, en fonction des messages UWB reçus par les stations réceptrices et des positions desdites stations réceptrices. Par exemple, lorsqu'un même message UWB est reçu par plusieurs stations réceptrices, la position du dispositif émetteur peut être estimée en comparant les instants d'arrivée respectifs dudit message UWB sur chacune desdites station réceptrices. Notamment, la position dudit dispositif émetteur peut être estimée, de manière connue, en calculant pour plusieurs paires de stations réceptrices des différences entre les instants d'arrivée dudit message UWB sur les stations réceptrices de chaque paire (« Time Différence of Arrivai » ou TDOA dans la littérature anglo-saxonne).

Il est également possible dans certains cas d'estimer la position d'un dispositif émetteur au moyen d'une seule station réceptrice. Par exemple, dans le cas d'un dispositif émetteur mobile, la station réceptrice peut équiper un portique par lequel le dispositif émetteur est susceptible de passer. Dans ce cas, le système d'estimation de position peut être configuré pour forcer le dispositif émetteur à émettre un message UWB lors du passage par le portique de sorte que, lorsque la station réceptrice reçoit le message UWB, la position estimée dudit dispositif émetteur correspond à celle du portique.

De tels systèmes d'estimation de position sont susceptibles d'avoir à localiser un très grand nombre de dispositifs émetteurs, par exemple dans le cas où il s'agit de localiser des objets dans un hangar de stockage. De même, il est possible que de nombreux objets passent simultanément par un portique tel que décrit ci-dessus, par exemple dans le cas où le portique est positionné à l'entrée d'un hangar de stockage.

Plus le nombre d'objets équipés de dispositifs émetteurs augmente, et plus la probabilité de collisions entre messages UWB émis par des dispositifs émetteurs différents augmente. Or de telles collisions peuvent empêcher d'estimer la position de certains dispositifs émetteurs.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l'art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, en proposant une solution qui permette de réduire les collisions entre messages UWB émis par des dispositifs émetteurs différents.

En outre, la présente invention a également pour objectif de proposer une solution qui permette, au moins dans certains modes de réalisation, de réduire la consommation électrique des dispositifs émetteurs.

A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé d'émission, par un dispositif émetteur à destination d'au moins une station réceptrice, de messages sous la forme de séquences d'impulsions radio à bande ultra-large, dits « messages UWB », ledit dispositif émetteur comportant un module de communication simplex pour l'émission de messages UWB. Ledit dispositif émetteur comportant en outre un module de réception d'énergie électrique sans fil adapté à recevoir de l'énergie électrique émise par au moins une station d'alimentation électrique sans fil et à stocker l'énergie électrique reçue dans un accumulateur électrique dudit dispositif émetteur, ledit procédé comporte :

- une charge de l'accumulateur électrique par le module de réception d'énergie électrique sans fil,

- une évaluation d'un critère d'énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB,

- lorsque le critère d'énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB est vérifié : une sélection d'un retard aléatoire d'émission et une émission du message UWB, par le module de communication simplex, après expiration dudit retard aléatoire d'émission sélectionné.

Ainsi, le dispositif émetteur comporte un module de réception d'énergie électrique sans fil qui est alimenté électriquement à distance par une station d'alimentation électrique sans fil, l'énergie électrique reçue étant stockée dans un accumulateur électrique du dispositif émetteur. Lorsqu'un critère d'énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB est vérifié, le dispositif émetteur déclenche l'émission d'un message UWB.

De telles dispositions permettent d'émettre des messages UWB à des instants qui tendent à être aléatoires et dé-corrélés d'un dispositif émetteur à un autre. En effet, les conditions de charge, par exemple la distance avec la station d'alimentation électrique sans fil la plus proche, vont généralement varier d'un dispositif émetteur à un autre, de sorte que le temps nécessaire pour stocker dans l'accumulateur électrique une énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB va généralement varier d'un dispositif émetteur à un autre. Ainsi, même si deux dispositifs émetteurs émettent simultanément des messages UWB, alors l'émission ultérieure de nouveaux messages UWB par ces dispositifs émetteurs se fera à des instants différents si les conditions de charge de ces dispositifs émetteurs sont différentes.

En outre, pour améliorer le caractère aléatoire des instants d'émission de messages UWB, le dispositif émetteur, avant d'émettre le message UWB considéré, sélectionne un retard aléatoire d'émission et n'émet ledit message UWB qu'après expiration dudit retard aléatoire d'émission sélectionné. De telles dispositions sont avantageuses pour étaler aléatoirement dans le temps les émissions de messages UWB par des dispositifs émetteurs incités par ailleurs à émettre simultanément, par exemple lorsque ces dispositifs émetteurs passent ensemble par un portique tel que décrit précédemment. Par exemple, le portique peut être équipé d'une ou de plusieurs stations d'alimentation électrique sans fil, afin de charger très rapidement les dispositifs émetteurs passant ensemble à proximité dudit portique, ce qui aurait tendance à regrouper les émissions de messages UWB en utilisant uniquement le critère d'énergie électrique suffisante. Le retard aléatoire d'émission est sélectionné pour étaler aléatoirement dans le temps les émissions de messages UWB. Dans l'exemple du portique, le retard aléatoire d'émission est par exemple sélectionné inférieur à une valeur seuil prédéterminée pour assurer que l'émission d'un message UWB est effectuée à proximité dudit portique.

Il est à noter que la sélection et l'utilisation d'un retard aléatoire d'émission peut ne concerner que l'émission de certains messages UWB émis par le dispositif émetteur. Ainsi, il est possible d'émettre certains messages UWB sans sélectionner et sans utiliser de retard aléatoire d'émission.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé d'émission peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, lorsque l'énergie électrique est suffisante pour émettre successivement un premier message UWB et un second message UWB, un retard aléatoire d'émission est sélectionné et utilisé pour retarder l'émission uniquement d'un message UWB parmi le premier message UWB et le second message UWB.

Ainsi, lorsque l'énergie électrique est suffisante pour émettre successivement deux messages UWB, le dispositif émetteur ne sélectionne et n'utilise un retard aléatoire d'émission que pour l'émission de l'un de ces messages UWB, l'autre message UWB est émis dès que possible, sans appliquer de retard aléatoire d'émission.

De telles dispositions sont particulièrement avantageuses dans la mesure où elles permettent de réduire la probabilité de collision entre messages UWB émis par des dispositifs émetteurs différents tout en réduisant la consommation électrique du dispositif émetteur. En effet, l'attente jusqu'à expiration du retard aléatoire d'émission entraîne une consommation électrique non négligeable, en particulier dans le cas d'une alimentation électrique sans fil. Cette consommation électrique est réduite en limitant l'attente avant d'émettre à l'un seulement des deux messages UWB.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, un retard aléatoire d'émission est sélectionné et utilisé pour retarder l'émission uniquement du second message UWB.

De telles dispositions permettent de réduire davantage la probabilité de collision. En effet, si les premiers messages UWB de deux dispositifs émetteurs sont émis simultanément et entrent en collision, alors les seconds messages UWB seront en principe émis à des instants différents, du fait que les retards aléatoires respectifs sélectionnés seront statistiquement différents.

Il est à noter que dans le mode de mise en œuvre alternatif dans lequel un retard aléatoire d'émission est sélectionné et utilisé pour retarder l'émission uniquement du premier message UWB, alors la probabilité de collision entre premiers messages UWB est réduite. Toutefois, dans le cas où les premiers messages UWB de deux dispositifs émetteurs sont malgré tout émis simultanément et entrent en collision, alors les seconds messages pourraient également être émis simultanément et entrer en collision.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l'émission d'un message UWB comporte :

- une obtention d'une séquence de bits d'information,

- une modulation de la séquence de bits d'information de sorte à obtenir une séquence de symboles d'information, les symboles d'information possibles correspondant à des codes d'étalement différents associés respectivement à des groupes de bits d'information de valeurs différentes,

- une formation du message UWB à partir de la séquence de symboles d'information.

Dans des modes particuliers de mise en œuvre, chaque impulsion radio à bande ultra-large est formée en multipliant un signal sinusoïdal par une enveloppe d'impulsion.

Selon un second aspect, l'invention concerne un procédé d'estimation de la position d'un dispositif émetteur, comportant : - une émission, par le dispositif émetteur, de messages UWB conformément à un procédé d'émission selon l'un quelconque des modes de mise en œuvre de l'invention,

- une réception des messages UWB émis par le dispositif émetteur par au moins une station réceptrice de position prédéterminée,

- une estimation de la position du dispositif émetteur en fonction des messages UWB reçus par ladite au moins une station réceptrice.

Selon un troisième aspect, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comportant un ensemble d'instructions de code de programme qui, lorsqu'elles sont exécutées par un dispositif émetteur, configurent ledit dispositif émetteur pour mettre en œuvre un procédé d'émission selon l'un quelconque des modes de mise en œuvre de l'invention.

Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un dispositif émetteur adapté à émettre à destination d'au moins une station réceptrice des messages sous la forme de séquences d'impulsions radio à bande ultra-large, dits « messages UWB », ledit dispositif émetteur comportant un module de communication simplex pour l'émission de messages UWB. En outre, ledit dispositif émetteur comporte un module de réception d'énergie électrique sans fil adapté à recevoir de l'énergie électrique émise par au moins une station d'alimentation électrique sans fil et à stocker l'énergie électrique reçue dans un accumulateur électrique dudit dispositif émetteur, et un module de contrôle configuré pour :

- évaluer un critère d'énergie électrique suffisante, dans l'accumulateur électrique chargé par le module de réception d'énergie électrique sans fil, pour l'émission d'un message UWB,

- lorsque le critère d'énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB est vérifié : sélectionner un retard aléatoire d'émission et émettre le message UWB, par l'intermédiaire du module de communication simplex, après expiration dudit retard aléatoire d'émission sélectionné.

Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif émetteur peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans des modes particuliers de réalisation, le module de contrôle est configuré pour, lorsque l'énergie électrique est suffisante pour émettre successivement un premier message UWB et un second message UWB, sélectionner et utiliser un retard aléatoire d'émission pour retarder l'émission uniquement d'un message UWB parmi le premier message UWB et le second message UWB.

Dans des modes particuliers de réalisation, le module de contrôle est configuré pour sélectionner et utiliser un retard aléatoire d'émission pour retarder l'émission uniquement du second message UWB.

Dans des modes particuliers de réalisation, pour l'émission d'un message UWB, le module de contrôle est configuré pour :

- obtenir une séquence de bits d'information,

- moduler la séquence de bits d'information de sorte à obtenir une séquence de symboles d'information, les symboles d'information possibles correspondant à des codes d'étalement différents associés respectivement à des groupes de bits d'information de valeurs différentes,

- former le message UWB à partir de la séquence de symboles d'information.

Dans des modes particuliers de réalisation, chaque impulsion radio à bande ultra-large est formée en multipliant un signal sinusoïdal par une enveloppe d'impulsion.

Selon un cinquième aspect, l'invention concerne un système d'estimation de la position, comportant :

- un dispositif émetteur selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention,

- au moins une station d'alimentation électrique sans fil,

- au moins une station réceptrice, de position prédéterminée, adaptée à recevoir des messages UWB émis par le dispositif émetteur,

- au moins un serveur configuré pour estimer la position du dispositif émetteur en fonction des messages UWB reçus par ladite au moins une station réceptrice. PRÉSENTATION DES FIGURES

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 qui représentent :

- Figure 1 : une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un système d'estimation de position de dispositifs émetteurs de messages UWB,

- Figure 2 : une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un dispositif émetteur de messages UWB,

- Figure 3 : un diagramme fonctionnel illustrant les principales étapes d'un procédé d'émission de messages UWB,

- Figure 4 : un diagramme temporel illustrant un premier mode de mise en œuvre dans le cas où deux messages UWB sont émis successivement par le dispositif émetteur,

- Figure 5 : un diagramme temporel illustrant un second mode de mise en œuvre dans le cas où deux messages UWB sont émis successivement par le dispositif émetteur,

- Figure 6 : un diagramme fonctionnel illustrant un mode préféré d'une étape d'émission de messages UWB.

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 à l'échelle, sauf mention contraire.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION

La présente invention concerne notamment, tel qu'indiqué précédemment, un procédé 60 d'émission, par un dispositif 20 émetteur à destination d'une station 30 réceptrice, de messages sous la forme de séquences d'impulsions radio à bande ultra-large, dits « messages UWB ». De tels messages UWB, formés par une séquence d'impulsions radio, sont également désignés par « Ultra Wide Band-lmpulse Radio » ou UWB-IR dans la littérature anglo-saxonne.

Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le procédé 60 d'émission est utilisé par des dispositifs 20 émetteurs dans un système 10 d'estimation des positions respectives desdits dispositifs 20 émetteurs. Il est cependant à noter que l'invention est applicable de manière plus générale à tout type de système de communication sans fil dans lequel des dispositifs 20 émetteurs émettent des messages UWB, et tout particulièrement dans les systèmes dans lesquels la probabilité de collision entre messages UWB émis par des dispositif 20 émetteurs différents est non négligeable. Dans le contexte d'un système 10 d'estimation de position, les messages UWB émis par un même dispositif 20 émetteur peuvent être tous identiques, et les bits d'information inclus dans un message UWB peuvent comporter ou consister en un identifiant unique dudit dispositif 20 émetteur.

La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un système 10 d'estimation de position de dispositifs 20 émetteurs. Tel qu'illustré par la figure 1 , le système 10 d'estimation de position comporte une pluralité de stations 30 réceptrices. Lesdites stations 30 réceptrices sont réparties sur une zone géographique dans laquelle lesdits dispositifs 20 émetteurs, qui équipent des objets à localiser qui peuvent être mobiles ou immobiles, sont susceptibles de se trouver. Par exemple, la zone géographique correspond à un hangar de stockage desdits objets.

Les stations 30 réceptrices sont par exemple de positions respectives prédéterminées. Tel qu'indiqué précédemment, la position d'un dispositif 20 émetteur peut être estimée, de manière conventionnelle, en fonction des messages UWB reçus par les stations 30 réceptrices et des positions desdites stations 30 réceptrices. Par exemple, lorsqu'un même message UWB est reçu par plusieurs stations 30 réceptrices, la position du dispositif émetteur peut être estimée en comparant les instants d'arrivée respectifs du message UWB sur chacune des stations 30 réceptrices. Notamment, la position dudit dispositif 20 émetteur peut être estimée, de manière connue, en calculant pour plusieurs paires de stations 30 réceptrices des différences entre les instants d'arrivée (TDOA) du message UWB sur les stations 30 réceptrices de chaque paire.

Par exemple, chaque station 30 réceptrice qui reçoit le message UWB d'un dispositif 20 émetteur horodate celui-ci et le transmet à un serveur 40 qui calcule les différences entre les instants d'arrivée et en déduit, en fonction des positions des stations 30 réceptrices, la position dudit dispositif 20 émetteur.

Il est à noter que l'estimation de la position d'un dispositif 20 émetteur n'est pas limitée à une estimation basée sur les différences d'instants d'arrivée, mais est applicable à toute méthode d'estimation de position connue de l'homme du métier, pouvant utiliser notamment, alternativement ou en complément, les puissances d'arrivée et/ou les fréquences d'arrivée des messages UWB au niveau desdites stations 30 réceptrices. Il est cependant à noter que les messages UWB permettent d'avoir des mesures d'instants d'arrivée très précises, ce qui permet également d'estimer la position du dispositif 20 émetteur de manière très précise.

Dans l'exemple illustré par la figure 1 , le système 10 d'estimation de position comporte un seul serveur 40. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'avoir plusieurs serveurs 40. En outre, dans l'exemple illustré par la figure 1 , le système 10 d'estimation comporte une pluralité de stations 30 réceptrices. Tel qu'indiqué précédemment, la localisation est également possible avec une seule station 30 réceptrice, par exemple installée dans un portique positionné à l'entrée d'un hangar de stockage.

Tel qu'illustré par la figure 1 , le système 10 d'estimation de position comporte par exemple en outre des stations 50 d'alimentation électrique sans fil réparties sur la zone géographique couverte par les stations 30 réceptrices. Les stations 50 d'alimentation électrique sans fil alimentent à distance les dispositifs 20 émetteurs en énergie électrique. Comme pour les stations 30 réceptrices, le système 10 d'estimation de position peut, suivant d'autres exemples, comporter une seule station 50 d'alimentation électrique sans fil, par exemple installée dans un portique.

Dans l'exemple illustré par la figure 1 , les stations 50 d'alimentation électrique sans fil sont distinctes des stations 30 réceptrices. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'avoir une ou plusieurs desdites stations 50 d'alimentation électrique sans fil qui soient intégrées dans une ou plusieurs stations 30 réceptrices, de sorte qu'on moins un équipement dudit système 10 d'estimation de position est à la fois une station 50 d'alimentation électrique sans fil et une station 30 réceptrice.

La figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif 20 émetteur.

Tel qu'illustré par la figure 2, le dispositif 20 émetteur comporte par exemple un module 21 de communication simplex pour l'émission de messages UWB. Par « simplex », on entend que le module de communication est adapté uniquement à émettre des messages UWB mais ne permet pas de recevoir des messages UWB émis par d'autres dispositifs 20 émetteurs.

Le module 21 de communication simplex se présente par exemple sous la forme d'un circuit électrique comportant des équipements (antenne, amplificateur, oscillateur local, mélangeur, filtre analogique, etc.) connus de l'homme du métier.

Par exemple, le module 21 de communication simplex est configuré pour émettre les messages UWB dans une bande de fréquences centrée sur 4 gigahertz (GHz) et/ou centrée sur 7.25 GHz. Rien n'exclut cependant de considérer des bandes de fréquences centrées sur d'autres fréquences.

Les messages UWB, émis sous la forme de signaux radioélectriques, présentent à un instant donné un spectre fréquentiel instantané de largeur prédéterminée, par exemple comprise entre 500 mégahertz (MHz) et 2.5 GHz, ce qui correspond à des impulsions radio de durées comprises respectivement entre quelques nanosecondes et quelques dixièmes de nanosecondes.

Dans des modes préférés de réalisation, le module 21 de communication simplex est configuré pour émettre les messages UWB en utilisant une modulation d'impulsion radio en tout ou rien (« On Off Keying » ou OOK dans la littérature anglo-saxonne) des bits à émettre, c'est-à-dire que les valeurs des bits à émettre sont encodés par une présence ou une absence d'impulsion radio. Par exemple, si à un instant donné le bit à émettre vaut « 1 » alors le module 21 de communication simplex émet une impulsion radio, alors que si le bit à émettre vaut « 0 » ledit module 21 de communication simplex n'émet pas d'impulsion radio. De telles dispositions sont avantageuses en ce qu'elles permettent de réduire la consommation électrique nécessaire pour émettre un message UWB, puisque l'émission de bits à émettre à « 0 » ne consomme presque pas d'énergie électrique.

Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, de considérer d'autres types de modulation d'impulsion radio. Notamment, il est également possible d'utiliser une modulation en position d'impulsions radio (« Puise Position Modulation » ou PPM dans la littérature anglo-saxonne). Par exemple, en considérant que les bits à émettre sous la forme d'impulsions radio sont cadencés à une période prédéterminée Te, alors à chaque période Te, les impulsions sont émises avec un décalage par rapport à la période Te, la valeur dudit décalage dépendant de la valeur du bit à émettre.

Dans des modes particuliers de réalisation, chaque impulsion radio à bande ultra-large peut être formée en multipliant un signal sinusoïdal par une enveloppe d'impulsion. En d'autres termes, l'oscillateur local formant le signal sinusoïdal correspondant à la fréquence porteuse des impulsions radio peut rester activé de manière continue sur la durée du message UWB, et l'amplitude dudit signal sinusoïdal est modulée par ladite enveloppe d'impulsion. En dehors des instants d'émission d'impulsions radio, l'amplitude du signal sinusoïdal est modulée par un signal de valeur nulle.

Le signal modulé obtenu après modulation d'amplitude du signal sinusoïdal est ensuite fourni en entrée de l'amplificateur, qui peut également rester activé pendant toute la durée du message UWB à émettre.

De telles dispositions permettent de former de manière plus précise la séquence d'impulsions radio à bande ultra-large, par rapport aux dispositifs émetteurs selon l'art antérieur dans lesquels les impulsions radio sont formées en fournissant le signal sinusoïdal directement en entrée de l'amplificateur, et en activant l'amplificateur au début de l'émission d'une impulsion radio et en désactivant ledit amplificateur à la fin de l'émission de ladite impulsion radio. Dans ces dispositifs émetteurs selon l'art antérieur, les enveloppes des impulsions radio ne sont pas très précises car elles dépendent de la précision avec laquelle les instants d'activation/désactivation de l'amplificateur peuvent être contrôlés, la forme de l'enveloppe de l'impulsion étant par ailleurs difficilement contrôlable.

En modulant le signal sinusoïdal par une enveloppe d'impulsion avant d'amplifier, les impulsions radio sont formées avant l'amplificateur. Ledit amplificateur ne forme donc plus les impulsions radio mais se contente d'amplifier lesdites impulsions radio préalablement formées. Il est à noter qu'il est néanmoins possible de désactiver l'amplificateur entre les impulsions radio afin de réduire la consommation électrique de l'amplificateur.

Il cependant à noter que toute technique de formation d'impulsions radio connue de l'homme du métier peut être mise en œuvre par le module 21 de communication simplex.

Tel qu'illustré par la figure 2, le dispositif 20 émetteur comporte également un module 22 de contrôle. Par exemple, le module 22 de contrôle comporte un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble d'instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre, en collaboration avec les autres équipements du dispositif 20 émetteur, tout ou partie des étapes du procédé 60 d'émission de messages UWB. Alternativement ou en complément, le module 22 de contrôle comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en œuvre tout ou partie desdites étapes du procédé 60 d'émission de messages UWB.

En d'autres termes, le module 22 de contrôle comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d'ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.) pour mettre en œuvre, en collaboration avec les autres équipements dudit dispositif 20 émetteur, l'ensemble des étapes du procédé 60 d'émission de messages UWB qui sera décrit ci-après.

Tel qu'illustré par la figure 2, le dispositif 20 émetteur comporte en outre un module 23 de réception d'énergie électrique sans fil adapté à recevoir de l'énergie électrique émise par une ou des stations 50 d'alimentation électrique sans fil. Le dispositif 20 émetteur comporte également un accumulateur 24 électrique relié au module 23 de réception d'énergie électrique sans fil, dans lequel l'énergie électrique reçue est stockée.

Le module 23 de réception d'énergie électrique sans fil se présente par exemple sous la forme d'un circuit électrique comportant des équipements connus de l'homme du métier. Par exemple, le circuit électrique comporte une antenne de type bobine dans laquelle un courant électrique peut être induit lorsque ladite antenne de type bobine est placée dans un champ électromagnétique (en champ proche ou lointain), formé par exemple par une ou des stations 50 d'alimentation électrique sans fil. Le circuit électrique peut également comporter, par exemple, un convertisseur alternatif/continu relié à l'accumulateur 24 électrique.

Par exemple, le module 23 de réception d'énergie électrique sans fil est configuré pour recevoir de l'énergie électrique reçue dans une bande de fréquences centrée sur 867 MHz et/ou centrée sur 915 MHz. Par exemple, le module 23 de réception d'énergie électrique sans fil peut être compatible, pour la partie réception d'énergie électrique sans fil, avec la technologie RFID (« Radio Frequency Identification »).

L'accumulateur 24 électrique peut prendre toute forme adaptée. Dans des modes préférés de réalisation, l'accumulateur 24 électrique est formé par un ou de plusieurs condensateurs. De telles dispositions sont avantageuses en ce qu'un tel accumulateur 24 électrique peut être réalisé de manière particulièrement simple et économique. L'accumulateur 24 électrique sert de source d'énergie électrique pour les différents équipements du dispositif 20 émetteur, en particulier pour le module 22 de contrôle et le module 21 de communication simplex.

La figure 3 représente schématiquement les principales étapes d'un procédé 60 d'émission de messages UWB.

Tel qu'illustré par la figure 3, le procédé 60 d'émission comporte une étape 61 de charge de l'accumulateur 24 électrique par le module 23 de réception d'énergie électrique sans fil.

Au cours de l'étape 61 de charge, le module 23 de réception d'énergie électrique sans fil reçoit de l'énergie électrique fournie par une ou plusieurs stations 50 d'alimentation électrique sans fil. L'énergie électrique reçue est stockée dans l'accumulateur 24 électrique, dont la charge augmente progressivement au cours du temps. Afin d'accélérer la charge de l'accumulateur 24 électrique, il peut être nécessaire ou avantageux de désactiver certains équipements du dispositif 20 émetteur, comme par exemple le module 21 de communication simplex.

Le procédé 60 d'émission comporte en outre une étape 62 d'évaluation d'un critère d'énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB. L'étape 62 d'évaluation est par exemple exécutée de manière continue ou récurrente, simultanément à l'étape 61 de charge, et vise à détecter l'instant à partir duquel l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur 24 électrique devient suffisante pour émettre un message UWB.

Par exemple, il est possible de déterminer a priori une valeur seuil de la tension électrique aux bornes de l'accumulateur 24 électrique qui correspond à une quantité d'énergie électrique stockée suffisante pour émettre un message UWB. L'étape 62 d'évaluation du critère d'énergie électrique suffisante correspond dans ce cas à mesurer la tension électrique aux bornes de l'accumulateur 24 électrique et à comparer la tension électrique mesurée à ladite valeur seuil. Si la tension électrique mesurée est inférieure à ladite valeur seuil (référence 620 sur la figure 3), le critère d'énergie suffisante n'est pas vérifié et l'exécution de l'étape 62 d'évaluation se poursuit en même temps que la charge de l'accumulateur 24 électrique. Si la tension électrique mesurée est supérieure à ladite valeur seuil (référence 621 sur la figure 3), le critère d'énergie suffisante est vérifié et il est possible d'émettre un message UWB.

Il est possible, suivant d'autres exemples, de considérer d'autres types de critères d'énergie suffisante, et le choix d'un critère d'énergie suffisante particulier ne constitue qu'une variante d'implémentation de l'invention, dès lors qu'il permet de déterminer si l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur électrique permet d'émettre un message UWB.

Par exemple, le module 22 de contrôle peut comporter un ensemble de composants électroniques discrets configurés pour détecter lorsque l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur 24 électrique est suffisante pour émettre au moins un message UWB. Le module 22 de contrôle peut également comporter un processeur qui est désactivé pendant la charge de l'accumulateur 24 électrique. Lorsque l'énergie électrique devient suffisante pour émettre un message UWB, alors les composants électroniques discrets peuvent activer le processeur du module 22 de contrôle ainsi que, le cas échéant, le module 21 de communication simplex afin d'exécuter les étapes suivantes du procédé 60 d'émission.

Lorsque le critère d'énergie électrique suffisante pour l'émission d'au moins un message UWB est vérifié (référence 621 sur la figure 3), le procédé 60 d'émission comporte une étape 63 de sélection, par exemple par le module 22 de contrôle, d'un retard aléatoire d'émission. Le retard aléatoire d'émission est par exemple sélectionné de manière aléatoire dans une plage prédéterminée de retards possibles, délimitée par une valeur minimale de retard pouvant être positive ou nulle et une valeur maximale de retard qui peut être supérieure à la durée d'un ou de plusieurs messages UWB.

De manière générale, toute méthode connue de sélection de valeurs aléatoires peut être mise en œuvre, et le choix d'une méthode particulière ne constitue qu'une variante d'implémentation de l'invention. La méthode de sélection de valeurs aléatoire retenue doit permettre d'assurer que, à un même instant donné, la probabilité que deux dispositifs 20 émetteurs différents sélectionnent simultanément le même retard aléatoire d'émission est faible.

Une fois le retard aléatoire d'émission sélectionné, le module 22 de contrôle et le module 21 de communication simplex attendent avant d'émettre un message UWB, pendant toute la durée dudit retard aléatoire d'émission sélectionné. Ce n'est qu'à l'expiration dudit retard aléatoire d'émission sélectionné que le procédé 60 d'émission comporte une étape 64 d'émission, par le module 21 de communication simplex, d'un message UWB.

Tel qu'indiqué précédemment, le temps nécessaire pour stocker dans l'accumulateur 24 électrique une énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB va généralement varier d'un dispositif 20 émetteur à un autre. Ainsi, même si deux dispositifs 20 émetteurs émettent simultanément des messages UWB, alors l'émission ultérieure de nouveaux messages UWB par ces dispositifs 20 émetteurs se fera à des instants différents si les conditions de charge de ces dispositifs 20 émetteurs sont différentes. En outre, la sélection d'un retard aléatoire d'émission permet d'améliorer davantage le caractère aléatoire des instants d'émission de messages UWB. Si l'énergie électrique restante à la fin de l'émission de ce message UWB est insuffisante pour émettre un autre message UWB, alors le module 22 de contrôle peut par exemple désactiver le module 21 de communication simplex et/ou le processeur dudit module 22 de contrôle, pendant que l'accumulateur 24 électrique continue à être chargé (étape 61 ) par le module 23 de réception d'énergie électrique sans fil, et jusqu'à ce que le critère d'énergie électrique suffisante pour l'émission d'un message UWB soit à nouveau vérifié. Il est à noter que la sélection et l'utilisation d'un retard aléatoire d'émission peut ne concerner que l'émission de certains messages UWB émis par le dispositif 20 émetteur. Ainsi, il est possible d'émettre certains messages UWB sans sélectionner et sans utiliser de retard aléatoire d'émission. Alternativement, il est également possible de sélectionner et utiliser un retard aléatoire d'émission avant l'émission de chaque message UWB.

Dans des modes préférés de mise en œuvre, lorsque l'énergie électrique est suffisante pour émettre successivement plusieurs messages UWB sans avoir à recharger l'accumulateur 24 électrique entre l'émission de deux messages UWB consécutifs, alors un retard aléatoire d'émission est sélectionné et utilisé pour retarder l'émission d'un seul desdits messages UWB ou d'une partie seulement desdits messages UWB. En d'autres termes, l'un au moins desdits messages UWB est émis sans retard aléatoire d'émission.

Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où l'énergie électrique est suffisante pour émettre successivement un premier message UWB et un second message UWB. Par « énergie suffisante pour émettre successivement un premier message UWB et un second message UWB », on entend que l'énergie électrique restant dans l'accumulateur 24 électrique après l'émission du premier message UWB est suffisante pour enchaîner avec l'émission du second message UWB. En effet, pendant l'émission du premier message UWB, l'accumulateur 24 électrique se décharge mais cette décharge peut être limitée par le fait que, en parallèle, ledit accumulateur 24 électrique est chargé par le module 23 de réception d'énergie électrique sans fil. Ce qui importe donc c'est de savoir si, après avoir émis un premier message UWB, il reste assez d'énergie électrique pour émettre immédiatement (c'est-à-dire sans avoir à recharger ledit accumulateur 24 électrique) un second message UWB.

Les figures 4 et 5 représentent schématiquement des diagrammes temporels illustrant deux modes de mise en œuvre différents dans le cas où un premier message UWB et un second message UWB sont émis successivement par le dispositif 20 émetteur. Plus particulièrement, la figure 4 représente le cas où un retard aléatoire d'émission est sélectionné et utilisé uniquement pour l'émission du second message UWB, tandis que la figure 5 représente le cas où un retard aléatoire d'émission est sélectionné et utilisé uniquement pour l'émission du premier message UWB.

Dans les figures 4 et 5, on se place de manière non limitative dans le cas où le module 22 de contrôle comporte un processeur qui est désactivé par défaut, et qui est activé uniquement lorsque l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur 24 électrique permet d'émettre un ou des messages UWB.

La partie a) de la figure 4 représente l'évolution, au cours du temps, du niveau de charge de l'accumulateur 24 électrique. La partie b) de la figure 4 représente l'état du processeur du module 22 de contrôle : un niveau bas signifie que le processeur est désactivé, tandis qu'un niveau haut signifie que le processeur est activé. La partie c) de la figure 4 représente l'activité d'émission module 21 de communication simplex : un niveau bas signifie qu'aucun message UWB n'est en cours d'émission, tandis qu'un niveau haut signifie qu'un message UWB est en cours d'émission.

Tel qu'illustré par la figure 4, l'accumulateur 24 électrique se charge à partir d'un instant T0. A l'instant T0, le processeur est désactivé et aucun message UWB n'est émis. L'accumulateur 24 électrique se charge progressivement jusqu'à un instant T1 , à partir duquel l'énergie électrique stockée est suffisante pour émettre un message UWB, de sorte que le critère d'énergie suffisante est vérifié. A l'instant T1 , le processeur est activé. Du fait que le processeur était préalablement désactivé, il n'est pas possible d'émettre immédiatement le premier message UWB car l'activation dudit processeur n'est pas instantanée. A un instant T2, l'activation dudit processeur est terminée et, de préférence, le premier message UWB est émis dès que possible après que ladite activation est terminée, par exemple à directement à l'instant T2. L'émission du premier message UWB se termine à un instant T3. A l'instant T3, il est déterminé que l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur 24 électrique, qui a diminué progressivement depuis l'instant T1 , est suffisante pour émettre un second message UWB. Un retard aléatoire d'émission est sélectionné et la valeur sélectionnée est désignée par ΔΤχ. Le dispositif 20 émetteur attend donc pendant toute la durée du retard aléatoire d'émission ΔΤχ, le processeur restant activé. L'émission du second message UWB débute à l'expiration du retard aléatoire d'émission, c'est-à-dire à un instant T4 égal à (Τ3+ΔΤχ). L'émission du second message UWB se termine à un instant T5. A l'instant T5, le dispositif 20 émetteur peut par exemple arrêter d'émettre des messages UWB, en particulier si l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur 24 électrique ne permet plus d'émettre un autre message UWB. Dans un tel cas, le processeur et le module 21 de communication simplex sont de préférence désactivés à partir de l'instant T5, Si l'énergie électrique est suffisante, alors il est possible de continuer à émettre des messages UWB, avec ou sans retard aléatoire d'émission.

La figure 5 est identique à la figure 4 jusqu'à l'instant T2 auquel l'activation du processeur est terminée. A l'instant T2, un retard aléatoire d'émission est sélectionné et la valeur sélectionnée est désignée par ΔΤν. Le dispositif 20 émetteur attend donc pendant toute la durée du retard aléatoire d'émission ΔΤν, le processeur restant activé. L'émission du premier message UWB débute à l'expiration du retard aléatoire d'émission, c'est-à-dire à un instant T3' égal à (Τ2+ΔΤν). L'émission du premier message UWB se termine à un instant T4'. A l'instant T4', il est déterminé que l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur 24 électrique, qui a diminué progressivement depuis l'instant T1 , est suffisante pour émettre un second message UWB. Il est possible d'introduire, entre l'émission du premier message UWB et l'émission du second message UWB, un retard déterministe d'émission δΤ prédéterminé (c'est-à-dire non aléatoire), afin de conserver un écart minimal entre les messages UWB émis par le dispositif 20 émetteur. Il est cependant également possible d'émettre le second message UWB directement à l'instant T4'. Dans l'exemple illustré par la figure 5, l'émission du second message UWB débute à l'expiration d'un retard déterministe d'émission, c'est-à-dire à un instant T5' égal à (Τ4'+δΤ). L'émission du second message UWB se termine à un instant T6. A l'instant T6, le dispositif 20 émetteur peut par exemple arrêter d'émettre des messages UWB, en particulier si l'énergie électrique stockée dans l'accumulateur 24 électrique ne permet plus d'émettre un autre message UWB. Dans un tel cas, le processeur et le module 21 de communication simplex sont de préférence désactivés à partir de l'instant T6, Si l'énergie électrique est suffisante, alors il est possible de continuer à émettre des messages UWB, avec ou sans retard aléatoire d'émission. La figure 6 représente schématiquement un mode préféré de mise en œuvre de l'étape 64 d'émission d'un message UWB.

Tel qu'illustré par la figure 6, l'étape 64 d'émission comporte une étape 640 d'obtention d'une séquence de bits d'information, qui correspondent par exemple à un identifiant unique dudit dispositif 20 émetteur.

Ensuite l'étape 64 d'émission comporte une étape 641 de modulation de la séquence de bits d'information de sorte à obtenir une séquence de symboles d'information. Les symboles d'information possibles correspondant à des codes d'étalement différents associés respectivement à des groupes de bits d'information de valeurs différentes. Les codes d'étalement présentent avantageusement de bonnes propriétés d'autocorrélation et d'inter-corrélation, et correspondent par exemple à des M-séquences, à des séquences de Gold, etc. Par exemple, il est possible de considérer des groupes de N bits d'information, qui peuvent donc prendre 2 ^N valeurs différentes qui sont associées respectivement à 2 ^N codes d'étalement différents. Ainsi, la valeur « 0 0 0 0 » est associée à un premier code d'étalement, la valeur « 0 0 0 1 » est associée à un second code d'étalement, la valeur « 0 0 1 0 » est associée à un troisième code d'étalement, etc. Chaque code d'étalement est constitué par un nombre M de bits à émettre, M étant supérieur à N et de préférence égal ou supérieur à 2 ^N . Ainsi, si les bits à émettre sont cadencés à une période prédéterminée Te, les bits d'information sont cadencés à une période M Tc/N. Par exemple, le nombre N est égal à 4 et le nombre M est égal à 256.

De telles dispositions, qui reviennent à étaler chaque bit d'information sur plusieurs bits à émettre (ou « chips » la littérature anglo-saxonne) à une cadence plus élevée, permettent de faciliter la détection des messages UWB et l'extraction des bits d'information par les stations 30 réceptrices.

L'étape 64 d'émission comporte ensuite une étape 642 de formation du message UWB à partir de la séquence de symboles d'information, au cours de laquelle les bits à émettre sont convertis en impulsions radio.

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

Notamment, l'invention a été décrite en considérant que le module 21 de communication du dispositif 20 émetteur est un module de communication simplex. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'avoir un module de communication adapté également à recevoir des messages UWB, de type semi-duplex (« half-duplex » dans la littérature anglo-saxonne) ou de type entièrement duplex (« full duplex » dans la littérature anglo-saxonne). Toutefois, l'utilisation d'un module 21 de communication simplex est particulièrement avantageuse dans le cas d'un dispositif 20 émetteur alimenté à distance et sans fil en énergie électrique, car la consommation électrique associée à un module de communication simplex est plus réduite.

En outre, l'invention a été décrite en considérant que le dispositif 20 émetteur comporte un module 23 de réception d'énergie électrique sans fil. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'avoir alternativement ou en complément d'autres moyens permettant audit dispositif 20 émetteur d'être autonome électriquement. Par exemple, le dispositif 20 émetteur peut comporter un ou plusieurs panneaux photovoltaïques, un ou plusieurs convertisseurs thermoélectriques, etc.