Brevet FR2770732A1 — publié le 19990430

La présente invention concerne le déclenchement simultané d'évènements dans une pluralité d'unités distantes d'un système de transmission de données, de préférence à l'aide d'un signal radio émis par une unité de commande. L'invention est particulièrement appropriée pour être utilisée dans des systèmes distants d'acquisition de données, comme par exemple des systèmes d'acquisition de données sismiques. Selon un premier aspect de la présente invention, il est prévu un procédé pour déclencher simultanément des événements dans une pluralité d'unités distantes d'un système de transmission de données, caractérisé en ce qu'il comprend l'émission simultanée d'un signal radio à partir d'une unité de commande en direction dune pluralité d'unités distantes, la détection de la réception du signal radio dans chaque unité distante, la détermination, pour chaque unité distante, d'une période de retard de compensation qui dépend d'un retard du signal radio dans le système, et le déclenchement d'un événement dans chaque unité distante à la fin de la période de retard de compensation à la suite de la détection de la réception du signal radio. Selon un second aspect de la présente invention, il est prévu un système comprenant une pluralité d'unités distantes, une unité de commande pour transmettre un signal radio à la pluralité d'unités distantes pour déclencher simultanément des événements dans les unités distantes, caractérisé en ce que chaque unité distante comprend des moyens de détection pour détecter la réception d'un signal radio émis par l'unité de commande, et qu'il est prévu des moyens pour déterminer une période de retard de compensation en fonction d'un retard du signal radio dans le système, et des moyens pour déclencher un évènement dans l'unité distante à la fin d'une période prédéterminée de retard de compensation intervenant à la suite de la détection de la réception du signal radio. Un procédé et un système conformes à l'invention présentent un avantage consistant en ce que, étant donné qu'une période de retard de compensation est incluse, les unités distantes sont à même d'être déclenchées simultanément, avec un degré de précision accru. C'est pourquoi des écarts relatifs de cadencement, qui apparaissent entre les unités distantes, sont compensés. De préférence, l'unité de commande transmet des signaux radio au moyen d'une station de base et l'unité distante reçoit des signaux radio au moyen d'un récepteur radio. De préférence, les unités distantes sont des dispositifs d'acquisition de données, alimentés chacun par une source d'alimentation indépendante, par exemple une unité de batterie. Les unités distantes peuvent être séparées spatialement les unes des autres et peuvent former un réseau de capteurs pour un système de télémétrie. Les capteurs peuvent être appropriés pour réaliser l'acquisition de données sismiques et chaque unité distante peut comporter un émetteur radio pour transmettre les données acquises à un récepteur situé dans l'unité de commande ; l'événement déclenché dans une unité distante peut concerner un processus d'acquisition de données incluant une seule acquisition de données ou éventuellement une série d'acquisitions de données. De façon appropriée, le signal radio émis par l'unité de commande est envoyé dans un paquet de données numériques comprenant une séquence de données étiquetées prédéterminée précédant une zone de données. La détection dans une unité distante peut alors impliquer une corrélation de la séquence de données étiquetées reçues avec une séquence équivalente mémorisée dans l'unité distante. Dans un système de télémétrie sismique, l'unité de commande peut également déclencher un évènement sismique tel qu'une explosion commandée, de préférence par l'intermédiaire d'un signal radio séparé ou par l'intermédiaire d'une ligne de commande. Le retard du système peut résulter d'un facteur parmi un certain nombre de facteurs de retardement ou, plus communément, d'une combinaison de facteurs de retardement dans le système. Un tel facteur de retardement peut résulter de la transmission du signal radio à l'unité distante par l'intermédiaire d'un répéteur. Un autre facteur de retardement peut apparaître en tant que résultat de retards de calcul lors de la détection de la réception du signal radio dans l'unité distante. Un autre facteur de retardement peut résulter d'une erreur de cadencement d'échantillonnage dans l'unité distante lors de la détection de la réception du signal radio émis sous la forme d'un paquet de données numériques. Dans ce cas, la détection de données peut s'effectuer tardivement, ce qui conduit à un retard atteignant jusqu'à la moitié de la période d'échantillonnage, ou bien peut apparaître d'une manière précoce, ce qui conduit à une avance, c'est-à-dire à une anticipation du paquet de données et ce de la moitié de la période d'échantillonnage. De préférence, la somme de la période de retard de compensation et du retard de propagation est égale à une valeur fixe pour toutes les unités distantes. De façon idéale, cette valeur fixe est égale ou supérieure au retard maximum possible du système, pertinent pour ce système particulier. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma représentant un système de déclenchement d'unités distantes, comprenant une unité de commande et un réseau spatial d'unités distantes ; et - la figure 2 est un schéma représentant les retards dans le système et les périodes de retard de compensation pour trois unités distantes différentes. Comme cela est représenté sur la figure 1, une pluralité de capteurs sismiques 1, 2 et 3 sont connectés à des émetteurs-récepteurs radio respectifs 4, 5 et 6. La combinaison émetteur-récepteur et capteur sismique est désignée sous l'expression "unité distante". Les émetteursrécepteurs 4, 5 et 6 comportent des antennes et sont agencés, en cours de fonctionnement, de manière à émettre et recevoir des données en direction et en provenance d'une station de base 7. Des obstacles empêchent quelquefois une communication directe entre les émetteurs-récepteurs et la station de base. Si cela se produit, un répéteur est prévu de manière à rétablir la communication. L'émetteurrécepteur 5 est équipé d'un tel répéteur 8, comme représenté sur la figure 1. De temps à autres, les unités distantes doivent exécuter des acquisitions de données sismiques. La synchronisation des unités distantes est alors requise pour permettre l'exécution simultanée des acquisitions de données sismiques. La synchronisation est obtenue au moyen du déclenchement simultané des événements d'acquisition de données dans les unités distantes. Les acquisitions de données sismiques sont déclenchées pour réaliser par exemple la détection d'une réponse sismique d'un milieu à une explosion ou à une perturbation produite au moyen d'impulsions. Lorsque les unités distantes doivent être déclenchées simultanément, la station de base 7 diffuse simultanément un signal radio en direction de toutes les unités distantes. Le signal radio est émis en tant que paquet radio numérique comprenant une séquence de données étiquetées prédéterminées, qui précède une zone de données. En référence à la figure 2, cette diffusion se produit à un instant t égal à zéro. Le signal radio se propage ensuite directement jusqu'aux récepteurs 4 et 6 et indirectement par l'intermédiaire du répéteur 8 jusqu'au récepteur 5. La réception de la séquence de données étiquetées à partir du signal radio est alors détectée dans chaque unité distante et, à la suite d'un retard de compensation après la détection des données, un événement est déclenché simultanément dans chaque unité distante. Comme représenté sur la figure 2, l'instant auquel des données sont détectées, est différent pour chaque unité distante, en dépit du fait que le paquet de données radio est envoyé en même temps à chaque unité distante. Pour rétablir le synchronisme dans le système, les unités distantes compensent les différences relatives dans la détection du paquet de données, au moyen d'un retard de compensation. Les écarts entre les unités distantes détectant le paquet de données sont dus à des retards dans le système, qui sont spécifiques à chaque unité distante. Les retards dans le système peuvent être classés en fonction du fait qu'ils apparaissent avant la réception de données ou après la réception de données. Des retards dans le système, qui apparaissent avant la réception de données, sont dûs à des retards qui apparaissent dans le canal radio et sont soit un retard de propagation, soit un retard dans le répéteur. Des retards dans le système, qui apparaissent après la réception de données, sont le résultat de retards dans la réception des données reçues, qui incluent des retards de traitement dans le logiciel et des retards dus à une erreur de cadencement d'échantillonnage. Retards de propagation Les unités distantes sont situées à des distances différentes de la station de base 7, comme représenté sur la figure 1. Etant donné que le signal radio se déplace à une vitesse finie, la durée de propagation du signal radio dans l'air depuis la station de base jusqu'à chaque unité distante est proportionnelle à la distance entre la station de base et l'unité distante. Ce temps de propagation est connu en tant que retard de propagation et, pour des distantes importantes telles que 30 km, peut être de l'ordre de 0,1 ms. Chaque unité distante peut déterminer le retard de propagation sur la base de la connaissance de la distance entre elle-même et la station de base. Cette connaissance peut être préalablement mémorisée dans l'unité distante, envoyée à la station de base ou déterminée en utilisant un récepteur du système de positionnement global (GPS). Retard dans le répéteur L'unité distante 3, 5 de la figure 1 utilise un répéteur pour recevoir indirectement un signal radio de la station de base 7. Au répéteur 8 est associé un retard entre la réception du signal radio marqué A et provenant de la station de base et la retransmission du signal radio marqué B en direction de l'émetteur-récepteur 5. Ce retard dans le répéteur est représenté sur la figure 2 pour "l'unité utilisant un répéteur". Dans la pratique ce retard peut être de l'ordre de 0,5 ms. Retard de traitement dans le logiciel Dans une unité distante, le processeur qui détecte le moment où des données sont détectées, peut assumer conjointement d'autres fonctions dans l'unité distante, et ainsi le processeur peut, à un certain instant, ne pas traiter des signaux reçus par ltémetteur-récepteur. Pendant ce temps, des signaux échantillonnés par un convertisseur analogique/numérique sont mis en file d'attente séquentiellement dans un tampon de mémoire. Ceci peut conduire à des retards entre la réception d'un paquet de données dans l'unité distante et la détection de la réception dans le paquet de données par le processeur. Cependant, la récupération de ce retard peut être obtenue par détermination du nombre d'échantillons N dans la file d'attente à l'instant où un paquet de données est détecté. Ce retard de traitement est alors formé par le produit du nombre d'échantillons N et de la période d'échantillonnage du convertisseur analogique/numérique. Le retard de traitement logiciel peut être de l'ordre de 0,5 ms en fonction de la vitesse du processeur. Retard dû à une erreur du cadencement d'échantillonnage Le convertisseur analogique/numérique, qui traite les signaux reçus par l'émetteur-récepteur situé dans l'unité distante, fonctionne avec une cadence d'échantillonnage fixe. Cependant, l'instant d'arrivée des données émises par la station de base n'est pas toujours synchronisé sur l'instant d'échantillonnage du convertisseur analogique/numérique. Par conséquent il existe une erreur de cadencement d'échantillonnage de +/- 0,5 période d'échantillonnage. Cette erreur se traduit par un retard ou une avance dans le processus de détection des données. Pour compenser ce retard ou cette avance, l'erreur de cadencement d'échantillonnage peut être éliminée en utilisant des techniques connues, comme par exemple une interpolation d'échantillons de données reçue par les unités distantes. Les cadences typiques d'échantillonnage peuvent être de l'ordre de 5 kHz, ce qui correspond à un retard de +/- 0,1 ms. Compensation de données Pour garantir que toutes les unités distantes sont à même d'être déclenchées simultanément, le système doit pouvoir compenser la somme de la totalité des retards maximum possibles dans le système. En référence à la figure 2, la somme de tous les retards maximum possible dans le système doit être égale ou inférieure à la durée correspondant à l'instant To de déclenchement de l'événement. Si toutes les unités distantes doivent être déclenchées à l'instant To, alors le retard de compensation total calculé dans chaque unité distante est défini par la relation suivante Retard total de compensation = To - z retards du système La figure 2 représente les compensations individuelles pour chaque retard dans le système. Lorsqu'une unité distante examine de façon détaillée un paquet de données pertinent émis par la station de base 7, elle détermine la période de retard de compensation et attend que cette période soit achevée, instant auquel un événement est déclenché, tel qu'une acquisition de données. Il est évident que, compte tenu de la description précédente, différentes modifications peuvent être envisagées dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déclencher simultanément des événements dans une pluralité d'unités distantes (4, 6) d'un système de transmission de données, caractérisé en ce qu'il comprend l'émission simultanée d'un signal radio à partir d'une unité de commande en direction d1une pluralité d'unités distantes (4, 6), la détection de la réception du signal radio dans chaque unité distante, la détermination, pour chaque unité distante, d'une période de retard de compensation qui dépend d'un retard du signal radio dans le système, et le déclenchement d'un évènement dans chaque unité distante à la fin de la période de retard de compensation à la suite de la détection de la réception du signal radio. 2. Système comprenant une pluralité d'unités distantes (4, 6), une unité de commande pour transmettre un signal radio à la pluralité d'unités distantes (4, 6) pour déclencher simultanément des événements dans les unités distantes, caractérisé en ce que chaque unité distante (4, 6) comprend des moyens de détection pour détecter la réception d'un signal radio émis par l'unité de commande, et qu'il est prévu des moyens pour déterminer une période de retard de compensation en fonction d'un retard du signal radio dans le système, et des moyens pour déclencher un évènement dans l'unité distante à la fin d'une période prédéterminée de retard de compensation intervenant à la suite de la détection de la réception du signal radio. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande transmet des signaux radio au moyen d'une station de base (7) et que l'unité distante (4, 6) reçoit des signaux radio au moyen d'un récepteur radio. 4. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les unités distantes (6) sont des dispositifs d'acquisition de données, alimentés chacun par une source d'alimentation indépendante. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que les unités distantes (4, 6) sont séparées spatialement les unes des autres. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les unités distantes (4, 6) sont un réseau de capteurs pour un système de télémétrie. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs des capteurs sont appropriés pour l'acquisition de données sismiques. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que chaque unité distante (4, 6) comprend un émetteur radio servant à émettre les données acquises vers un récepteur situé dans l'unité de commande. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 8, caractérisé en ce que l'événement déclenché dans une unité distante (4, 6) concerne un processus d'acquisition de données comprenant une seule acquisition de données ou une série d'acquisitions de données. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 9, caractérisé en ce que le signal radio transmis par l'unité de commande est envoyé dans un paquet de données numérique comprenant une séquence de données marquées précédant une zone de données. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la détection dans l'unité distante (4, 6) comprend la corrélation de la séquence de données étiquetées reçues avec une séquence équivalente mémorisée dans l'unité distante. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 11, caractérisé en ce que le retard dans le système résulte d'un facteur de retardement ou d'un ensemble de facteurs de retardement. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un facteur de retardement résulte de la durée de propagation du signal radio dans l'air jusqu'à l'unité distante (4, 6). 14. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'un facteur de retardement résulte de la transmission du signal radio à l'unité distante par l'intermédiaire d'un répéteur (8). 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'un facteur de retardement est dû à des retards de calcul lors de la détection de la réception du signal radio dans l'unité distante. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce qu'un facteur de retardement résulte d'une erreur de cadencement d'échantillonnage dans l'unité distante lors de la détection de la réception du signal radio. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 16, caractérisé en ce que le retard total formé par la somme de la période de retard de compensation et du retard dans le système est égal à une valeur fixe pour toutes les unités distantes (4, 6). 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la valeur fixe est égale ou supérieure au retard maximum possible pour le système. 19. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de commande transmet des signaux radio au moyen d'une station de base (7) et que l'unité distante (4, 6) reçoit des signaux radio au moyen d'un récepteur radio. 20. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les unités distantes (4,6) sont des dispositifs d'acquisition de données, alimentés chacun par une source d'alimentation indépendante. 21. Système selon l'une quelconque des revendications 2, 19 et 20, caractérisé en ce que les unités distantes (4, 6) sont séparées spatialement les unes des autres. 22. Système selon la revendication 21, caractérisé en ce que les unités distantes (4, 6) sont un réseau de capteurs pour un système de télémétrie. 23. Système selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs des capteurs sont appropriés pour l'acquisition de données sismiques. 24. Système selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisé en ce que chaque unité distante (4, 6) comprend un émetteur radio servant à émettre les données acquises vers un récepteur situé dans l'unité de commande. 25. Système selon l'une quelconque des revendications 2 et 19 à 24, caractérisé en ce que l'événement déclenché dans une unité distante (4, 6) concerne un processus d'acquisition de données comprenant une seule acquisition de données ou une série d'acquisitions de données. 26. Système selon l'une quelconque des revendications 2 et 19 à 25, caractérisé en ce que le signal radio transmis par l'unité de commande est envoyé dans un paquet de données numérique comprenant une séquence de données marquées précédant une zone de données. 27. Système selon la revendication 26, caractérisé en ce que la détection dans l'unité distante comprend la corrélation de la séquence de données étiquetées reçues avec une séquence équivalente mémorisée dans l'unité distante (4, 6). 28. Système selon l'une quelconque des revendications 2 et 19 à 27, caractérisé en ce que le retard dans le système résulte d'un facteur de retardement ou d'un ensemble de facteurs de retardement. 29. Système selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'un facteur de retardement résulte de la durée de propagation du signal radio dans l'air jusqu'à l'unité distante. 30. Système selon l'une ou l'autre des revendications 28 et 29, caractérisé en ce qu'un facteur de retardement résulte de la transmission du signal radio à l'unité distante (4, 6) par l'intermédiaire d'un répéteur (8). 31. Système selon l'une quelconque des revendications 28 à 30, caractérisé en ce qu'un facteur de retard est dû à des retards de calcul lors de la détection de la réception du signal radio dans l'unité distante (4, 6). 32. Système selon l'une quelconque des revendications 28 à 31, caractérisé en ce qu'un facteur de retard résulte d'une erreur de cadencement d'échantillons dans l'unité distante lors de la détection de la réception du signal radio. 33. Système selon l'une quelconque des revendications 2 et 19 à 32, caractérisé en ce que le retard total formé par la somme du retard de la période de retard de compensation et du retard du système est égal à une valeur fixe pour toutes les unités distantes (4, 6). 34. Système selon la revendication 23, caractérisé en ce que la valeur fixe est égale ou supérieure au retard maximum possible pour le système.