Brevet FR2606234A1 — publié le 19880506

La présente invention se rapporte à un système de bus radio pour transmission de signaux par ondes aériennes, et plus particulièrement à un système utilisant un étale- ment du spectre selon une série pseudoaléatoire de nombres (série PN) dans un système élargi de bus radio obtenu en combinant un système de bus radio avec un système existant de bus sur ligne électrique. On superpose un signal modulé par étalement du spectre sur un bus sur ligne électrique en utilisant un format de signal identique pour le signal modulé par étalement du spectre pour chaque système. Le terme "radio' tel que défini ici signifie de façon générale une transmission utilisant une onde électromagnétique, y compris une onde lumineuse. Pour commander un grand nombre d'instruments situés en des endroits éloignés, non seulement il n'est pas écono- mique de relier une unité de commande à chacun des diffé- rents instruments par l'intermédiaires de conducteurs, mais il est souvent aussi impraticable de tirer de tels conduc- teurs à l'intérieur du local. Il a donc été proposé dans l'art antérieur un système pour transmettre un signal de commande par l'intermédiaire des lignes existantes d'éner- gie électrique utilisées comme bus d'appartement. Pour emploi dans un tel système, on a déjà proposé une méthode de communication à spectre étalé (SS) (demande de brevet japonais n 017359/1984 et publication de brevet japonais non examinée n 1613996/1985). Toutefois, étant donné que le but original d'une ligne électrique d'appartement est de distribuer l'énergie électrique commerciale, on n'a pas tenu compte dans ces systèmes des caractéristiques de transmission haute fré- quence. En outre, du fait que différents types de récep- teurs d'énergie électrique sont reliés à ces lignes, les caractéristiques des lignes varient en fonction de la 2 2606234 charge, ce qui peut provoquer une transmission de mauvaise qualité. En outre les bruits produits par les récepteurs qui sont reliés aux lignes affectent de façon contraire la transmission des signaux. En outre, si on augmente la puissance d'un signal pour s'efforcer de couvrir le bruit, cette augmentation de la puissance du signal peut influen- cer défavorablement les différents types de récepteurs qui peuvent être reliés aux lignes. La figure 1 décrit de façon générale un système de bus pour un système de communication par étalement du spec- tre de l'art antérieur. Une unité de commande 5 et des ins- truments 6 et 7 et analogues qui communiquent par l'inter- médiaire du système de communication à spectre étalé sont reliés à une ligne électrique 1 par l'intermédiaire de prises de courant alternatif 2(1), 2(2), 2(3) et ainsi de suite. L'attribution de l'unité de commande de ces instru- ments est arbitraire. Par exemple le nombre de ces unités de commande peut être supérieur à un. De même, il n'est pas nécessaire que l'unité de commande soit toujours prévue séparément des instruments; elle peut être reliée directe- ment à l'instrument. L'équipement de communication (y compris l'unité de commande et les instruments) ainsi configuré peut transmettre des signaux à un autre, et en recevoir de cet autre, par l'intermédiaire de circuits cou- pleurs 3(1), 3(2), 3(3) et analogues et on peut utiliser dans le système de communication à spectre étalé des modems d'étalement du spectre (abrégés ci-dessous en "modems SS" 4(1), 4(2), 4(3) et analogues, la ligne électrique 1 servant de bus pour les signaux. Ce système de bus de l'art antérieur est utile comme système de transmission entre différents éléments d'un équipement de communication reliés à la ligne électrique. Toutefois, du fait de la nature du système, il est néces- saire que chaque élément de l'équipement soit fixe par rapport à la ligne électrique. Par conséquent un tel systè- 3 2606234 me de transmission est incommode. Si un tel équipement pouvait être commandé à distance par un appareil portatif, en dehors de la ligne électrique, ou en d'autres termes, si on pouvait former un système de bus radio, le système de transmission serait beaucoup plus utile. Par conséquent, la présente invention est conçue pour commander l'équipement à distance et elle comporte un appareil portatif qui est un élément constituant d'un sys- tème de bus radio. L'appareil de la présente invention s'utilise comme une sous-unité de commande reliée au systè- me de bus sur ligne de communication à spectre étalé, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission radio, de sorte que l'équipement, mentionné ci-dessus, qui se trouve sur le système de bus sur ligne électrique peut être commandé directement ou indirectement par l'intermédiaire de l'unité de commande du système de bus sur les lignes électriques selon instructions provenant de la sous-unité de commande. Par conséquent la présente invention apporte un système élargi de bus radio obtenu en combinant un système de bus à radiocommunication à spectre étalé avec un système de bus sur ligne électrique qui utilise un signal modulé par étalement du spectre, du même format de signal que celui utilisé dans le système de bus radio. Selon la présente invention, on améliore un système de bus radio, dans lequel la transmission du signal s'effectue par l'intermédiaire d'une ligne de transmission radio entre une unité de commande et au moins un instrument présentant une section formant émetteur-récepteur pour communiquer avec l'unité de commande par radio, en y incluant, pour l'unité de commande et chaque instrument, un modem d'étalement du spectre (modem SS). Le système ainsi configuré forme un système de transmission des signaux d'information tel qu'un signal d'information à transmettre entre l'unité de commande et un instrument relié à la ligne électrique est converti en un signal modulé par étalement 4 2606234 du spectre par le modem SS d'étalement du spectre, puis converti en un signal radio dans la partie émetteur radio de la section formant émetteurrécepteur. Le signal radio reçu est alors converti en le signal modulé par étalement du spectre dans la partie récepteur radio de la section formant émetteur-récepteur, puis converti en le signal d'information par le modem SS d'étalement du spectre. Un système de bus radio conforme à une autre réali- sation de la présente invention peut se combiner avec un système de bus sur ligne électrique par étalement du spectre, présentant le même format pour le signal modulé par l'étalement du spectre que celui du système de bus radio. C'est-à-dire que, dans le système de bus radio, au moins un des instruments comportant une section émetteur- récepteur pour communiquer par radio avec l'unité de commande peut avoir la forme d'un adaptateur pour émission-réception, présentant une section formant émetteur-récepteur radio et un système coupleur couplé au bus sur ligne électrique, le signal à spectre étalé, reçu par la partie formant récepteur radio de la section formant émetteur-récepteur radio étant transmis sur le bus sur ligne électrique par l'intermédiaire du circuit coupleur d'une part, et le signal à spectre étalé reçu, en provenance du bus sur ligne électrique, par l'intermédiaire du circuit coupleur étant converti en un signal radio dans la partie formant émetteur-radio de la section émetteur- récepteur, d'autre part. De cette façon, on peut combiner les caractéristi- ques bénéfiques du système de bus radio et du système de bus sur ligne électrique par étalement du spectre pour réaliser une communication bidirectionnelle. En outre, dans le système de bus radio conforme à la présente invention, l'unité de commande peut être portative pour permettre de commander d'autres équipements depuis un endroit arbitraire. Egalement, dans le système de communi- 2606234 cation SS par étalement du spectre, la synchronisation et la modulation/démodulation du signal s'effectuent selon une série PN pseudoaléatoire de nombres pour synchronisation commune et selon une série PN pseudo-aléatoire de nombres attribuée individuellement, ce qui permet de commander facilement sélectivement chaque équipement dans le système de bus radio. Par conséquent, même si le système est installé à un endroit présentant de mauvaises conditions de transmission ou à un endroit o l'équipement est souvent gêne par des bruits extérieurs, on peut obtenir une trans- mission du signal suffisamment fiable. La figure 1 est un schéma de système d'un bus conventionnel sur ligne électrique. La figure 2 est un schéma de système d'une réalisa- tion de la présente invention et La figure 3 est un schéma de système d'une autre réalisation de la présente invention. On va décrire en détail les réalisations de la pré- sente invention en se référant aux dessins. En se référant à la figure 2, elle représente un système de bus radio conforme à la présente invention com- portant une unité de commande (ci-dessous dénommée unité de commande du bus radio") et une pluralité d'instruments commandés, présentant chacun une section formant émetteur- récepteur radio. L'unité de commande radio 11 est consti- tuée d'une section de commande 111, d'un modem SS d'étale- ment du spectre conventionnel 112, et d'une section conven- tionnelle formant émetteur-récepteur radio 113. Les signaux d'information de la section de commande 111 et la porteuse de la section formant émetteur-récepteur radio 113 sont respectivement à spectre étalé et modulés par le modem d'étalement du spectre 112 de sorte que l'unité de commande radio 11 peut les émettre ensemble sous forme d'onde élec- trique. L'appareil de la figure 2 comporte également une 6 2606234 pluralité d'instruments commandés 12, 13 et 14 comprenant les sections respectives formant émetteur-récepteur radio 123, 133 et 143 qui communiquement avec l'unité de commande radio 11 par une onde radio qui peut se trouver dans le spectre visible ou dans le spectre électromagnétique. Les signaux de démodulation reçus par les sections respectives formant émetteur-récepteur radio 123, 133 et 143 sont sous la forme de signaux modules par étalement du spectre. Par conséquent, il faut que les signaux reçus soient démodulés, par l'opération inverse de l'étalement du spectre, par les modems SS respectifs 122, 132 et 142, pour que les instru- ments 212, 131 et 141 puissent recevoir les signaux d'in- formation de la section de commande 111 émis par l'unité de commande radio 11. En outre, d'autres informations nécessaires, tels que celles signalant des conditions anormales des instru- ments, peuvent être transmises, à partir de chacun des instruments 121, 131, 141, à la section de commande 111 de l'unité de commande 11 par émission d'un signal à partir de la section formant émetteur-récepteur radio de chaque instrument. Par conséquent la transmission des signaux de commande peut être bidirectionnelle. La modulation par étalement du spectre dans l'unité de commande radio 11 et dans les instruments commandés 12, 13 et 14 s'effectue au moyen d'une série pseudo-aléatoire de nombres (série PN), pour la synchronisation, fournie en commun à tout équipement à intégrer dans le système, et d'autres séries PN sont à attribuer individuellement à cet équipement. Par conséquent, l'unité de commande radio 11 peut sélectionner la pluralité désirée d'instruments commandés 12, 13, 14 ou bien peut sélectionner d'autres instruments commandés de façon à commander les instruments 121, 131, 141, etc., au moyen d'un signal d'information. De façon générale, les instruments respectifs 121, 131, 141, 7 2606234 etc., sont d'un type fixe utilisant une source de courant alternatif. Par exemple les instruments 121, 131, 141, etc., peuvent être respectivement reliés à des prises de courant alternatif 2(12), 2(13), 2(14), etc., de la ligne électrique 1 comme représenté sur la figure 2, de façon que chacun des instruments soit relié à une source électrique. Toutefois, si on le désire, l'unité de commande radio 11 peut être une unité de commande à faible consommation d'énergie, petite dimension et portative. On va maintenant décrire, en se référant à la figure 3, un système de bus radio élargi, formé en combinant le système de bus radio avec un système de bus sur ligne élec- trique avec étalement du spectre. En se référant à la figu- re 3, elle représente une seconde réalisation de la présen- te invention comportant une portion montrant la liaison entre le système de bus radio et le système de bus sur ligne électrique. Une unité de commande de communication par étalement du spectre 5 et un instrument 6 sont reliés à une ligne électrique 1 par l'intermédiaire des prises de courant alternatif 2(1), 2(2), 2(3) et ainsi de suite de sorte que l'on peut établir un système de bus sur ligne électrique. Dans cette réalisation, un adaptateur émission- réception 10 est en outre relié à la ligne électrique 1 par l'intermédiaire d'une prise de courant alternatif 2(n). L'adaptateur émission-réception comporte une section formant émetteurrécepteur radio 101 et un circuit coupleur 102. La section formant émetteur-récepteur radio 101 échan- ge des données avec le système de bus sur ligne électrique par l'intermédiaire du circuit coupleur 102. En outre, la section formant imetteur-récepteur radio 101 communique avec la section formant émetteurrécepteur radio 113 de l'unité de commande radio 11. L'unité de commande 11 est construite de la même façon que décrit ci-dessus en se ré- férant à la figure 2 et permet une transmission bi-direc- 8a 2606234 tionnelle entre l'unité de commande radio 11 et l'adapta- teur émission-réception 10. L'unité de commande radio 11, l'unité de commande 5 et l'instrument 6 du système de bus sur ligne électrique peuvent ainsi communiquer sous forme bidirectionnelle. Dans la réalisation de la figure 3, le modem d'éta- lement du spectre 112 de l'unité de commande 11 est du même type que les modems d'étalement du spectre 4(1), 4(2) et ainsi de suite contenus dans le système de bus sur ligne électrique. Par conséquent, la ligne de transmission radio et la section formant unité de commande 111 de la figure 3 sont entièrement incorporées dans le système de bus sur ligne électrique. Le modem d'étalement du spectre 112 est synchronisé avec le système de bus sur ligne électrique à l'aide de la série commune pseudoaléatoire de nombres pour synchronisation, et le modem d'étalement du spectre 112 effectue l'opération de modulation/démodulation en utili- sant les séries pseudo-aléatoires de nombres attribuées individuellement comme faisant partie de l'ensemble du sys- tème. Par conséquent, le signal émis par l'unité de comman- de radio 11 peut être reconnu par l'instrument sélectionné 6 ou par l'unité de commande 5 qui se trouve dans le systè- me de bus sur ligne électrique. La même règle s'applique à l'émission dans la direction inverse. Par conséquent, non seulement l'unité de commande radio 11 peut commander directement l'instrument 6 qui fait partie du système de bus sur ligne électrique, mais l'unité de commande radio 11 peut commander indirectement les instruments qui communi- quent par le système de bus sur ligne électrique en comman- dant l'unité de commande 5. En outre l'unité de commande radio 11 peut recevoir les signaux provenant des instru- ments respectifs et de l'unité de commande 5 si on souhaite une communication bidirectionnelle. En combinant un système de bus sur ligne électrique et un système de bus radio comme représenté sur les figures 2 et 3, l'unité de commande radio peut arbitrairement commander, par l'intermédiaire d'une ligne de transmission radio, les instruments qui sont indépendants du système de bus sur ligne électrique ou qui appartiennent à ce systè- me. On a par conséquent formé un système à intégration optimale. L'unité de commande radio 11 peut également être portative de façon à pouvoir être portée librement pour commander d'un emplacement arbitraire les instruments éloignés. De même, si on emploie une onde électrique comme moyen de transmission dans la section formant émetteur- récepteur radio, cette commande peut s'effectuer au moyen d'une onde électrique faible. Par contre, si on emploie une onde lumineuse, une telle commande est limitée par la portée et l'angle d'incidence de la lumière; on peut toutefois modifier arbitrairement la portée et l'angle d'incidence à l'intérieur de certaines limites. Bien que l'on n'ait décrit en détail ci-dessus que deux réalisations, prises à titre d'exemple, de cette invention, l'homme de l'art se rendra compte facilement de ce que plusieurs modifications sont possibles dans les réa- lisations préférées sans s'écarter matériellement des enseignements et des avantages de cette invention. Par conséquent, toutes ces modifications sont prévues être incluses dans cette invention, telle que définie par les revendications suivantes. 2606234 REVENDICATIONS 1) Système de bus radio pour transmettre des signaux modulés sur une onde électromagnétique à des instruments (121, 131, 141) reliés à un bus (1) sur ligne d'énergie électrique, et en provenance de ces instruments, caractéri- sé en ce qu'il comporte au moins un instrument (12, 13, 14) présentant une section formant émetteur-récepteur (123, 133, 143); et une unité de commande radio (11) présentant une section formant émetteurrécepteur (113) et communiquant avec ledit instrument,(14), ladite unite de commande (11) et ledit instrument (12, 13, 14) comprennent chacun un modem d'étalement du spectre (112, 122, 132, 142) qui transmet un signal d'in. formation entre ladite unité de commande et ledit instrument ledit signal d'information étant converti par le modem (112, 122, 132, 142), côté émetteur en un' signal modulé par étalement du spectre, puis étant converti en un signal sous forme d'onde électromagnétique dans une partie formant émetteur-radio de la section formant émetteur- récepteur (113, 123, 133, 143), du côté émetteur, de façon à émettre ledit signal sous forme d'onde électromagnétique, le signal, reçu sous forme d'onde électromagnétique, étant converti en un signal modulé par étalement du spectre, reçu, dans une partie récepteur radio de la section émetteur-récepteur (123, 133, 143, 113) du côté récepteur et étant ensuite converti en le signal d'information par le modem (122, 132, 142, 112) du côté récepteur. 2) Système de bus radio pour transmettre les signaux modulés sur une onde électromagnétique à des instruments reliés à un bus (1) sur ligne d'énergie électrique, et en provenance de ces instruments, caractérisé en ce qu'il comporte: au moins un instrument (6) qui reçoit son énergie il, 2606234 électrique de ladite ligne d'énergie électrique formant bus (1) une unité de commande radio (11) présentant une section formant émetteurrécepteur (113) qui communique avec ledit instrument (6) par ladite onde électromagnétique; et un adaptateur émission-réception (10) qui reçoit son énergie électrique de ladite ligne d'énergie électrique formant bus (1) et qui présente une section formant émetteur-récepteur radio (101) et un circuit coupleur (102), ladite unité de commande radio (11) et Ledit instru- ment (6) comprennent chacun un modem d'étalement du spectre (112), 4(2)) qui transmet un signal d'information entre ladite unité de commande radio (11) et ledit instrument (6) par L'intermédiaire d'un adaptateur émissionréception (10), ledit signal d'information étant converti par le modem (112) qui est dans ladite unité de commande radio (11) en un signal modulé par étalement du spectre, puis étant converti en un signal sous forme d'onde électromagnétique dans une partie, formant émetteur-radio, de la section formant émetteur-récepteur (113) de ladite unité de commande radio (11), de façon à émettre ledit signal sous forme d'onde électromagnétique, le signal sous forme d'onde électromagnétique étant reçu par une partie formant récepteur radio de ladite section formant émetteur-récepteur radio (101) dudit adaptateur émission- réception (10) et étant transmis sur ledit bus sur ligne d'énergie électrique (1) par l'intermédiaire dudit circuit coupleur (102), le signal reçu sur ledit bus sur ligne d'énergie électrique (1) étant alors converti à la suite en le signal d'information par le modem (4(2)) dudit instru- ment dont il y a au moins un (6); et étant précisé qu'un signal à spectre étalé, reçu en provenance dudit bus sur ligne d'énergie électrique (1) par l'intermédiaire dudit 12 2606234 circuit coupleur (102) est converti en un signal sous forme d'onde électromagnétique dans une partie formant émetteur radio de ladite section formant émetteur-récepteur (101) dudit adaptateur émission- réception (10) pour transmission à ladite unité de commande radio (11) de façon à former un système de transmission intégré dans lequel un signal transmis sur le bus sur ligne d'énergie électrique (1) présente le même format de signal qu'un signal transmis entre ladite unité de commande radio (11) et ledit adapta- teur émission-réception (10). 3) Procédé de transmission de signaux modulés sur une onde électromagnétique, caractérisé en ce qu'il compor- te les étapes de: (1) relier au moins un instrument (12, 13, 14), pré- sentant une section formant émetteur-récepteur (123, 133, 143), à un bus sur ligne d'énergie électrique (1); (2) transmettre un signal d'information entre une unité de commande radio (11) présentant une section formant émetteur-récepteur (113) et ledit instrument dont il y a au moins un (12, 13, 14), incluant les étapes de: (a) étaler le spectre dudit signal d'information au moyen d'un modem d'étalement du spectre (112) pour obtenir un signal modulé par étalement du spectre, côté émetteur; (b) convertir ledit signal, modulé par étalement du spectre, en une onde électromagnétique, côté dudit émetteur et (c) émettre ledit signal sous forme d'onde électro- magnétique; et (3) recevoir ledit signal d'information transmis entre ladite unité de commande radio (11) et ledit instru- ment dont il y a au moins un (12, 13, 14), incluant les étapes de: (a) recevoir le signal transmis sous forme d'onde électromagnétique; (b) convertir le signal reçu sous forme d'onde élec- 13 O2606234 tromagnétique en un signal modulé par étalement du spectre, reçu, côti récepteur et (c) convertir ensuite le signal, modulé par étale- ment du spectre, reçu, en le signal d'information avec un modem d'étalement du spectre (122, 132, 142) côté récep- teur. 4) Procédé de transmission de signaux modulés sur une onde électromagnétique, caractérisé en ce qu'il compor- te les étapes de: (1) relier au moins un instrument (6) présentant une section formant émetteur-récepteur, à un bus sur ligne d'énergie électrique (1); (2) relier un adaptateur émission-réception (10) audit bus sur ligne d'énergie électrique (1); (3) transmettre un signal d'information entre une unité de commande radio (11) présentant une section formant émetteur-récepteur (113) et ledit instrument dont il y a au moins un (6), incluant les étapes de: (a) étaler le spectre dudit signal d'information au moyen d'un modem d'étalement du spectre (112) pour obtenir un signal modulé par étalement du spectre, c8t9 émetteur; (b) convertir ledit signal, modulé par étalement du spectre, en une onde électromagnétique, côté dudit émetteur et (c) émettre ledit signal sous forme d'onde électro- magnétique; et (4) recevoir ledit signal d'information transmis entre ladite unité de commande radio (11) et ledit instru- ment dont il y a au moins un (6), incluant les étapes de: (a) recevoir le signal transmis sous forme d'onde électromagnétique avec une partie formant récepteur radio dudit adaptateur émission-réception (10); (b) transmettre le signal repu sur ledit bus sur ligne d'énergie électrique (1) et (c) convertir ensuite le signal transmis sur ledit 14 2606234 bus sur ligne électrique en le signal d'information avec un modem d'étalement du spectre (4(2)) côté récepteur. ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite étape d'émission (3) est également effectuée par ledit adaptateur émissionréception (10) pour transmet- tre un signal de statut à ladite unité de commande radio (11), ladite unité de commande radio (11) effectuant les- dites étapes de réception 4(a) et 4(c) de sorte qu'il s'effectue une communication bidirectionnelle. 6) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal transmis sur le bus sur ligne d'énergie électrique (1) a le même format de signal que le signal transmis entre ladite unité de commande radio (11) et ledit adaptateur émission-rEception (10).