Brevet FR2802688A1 — publié le 20010622

PROCEDE DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS UN DISPOSITIF INTERROGATEUR VERS DES OBJETS PORTATIFS DESCRIPTION Domaine technique La présente invention a pour objet un procédé de transmission d'informations d'un dispositif interrogateur vers des objets portatifs. Elle trouve une application dans le domaine de télébillettique, de la grande production, du objets, du contrôle d'accès, et plus généralement dans les applications ne nécessitant pas les mêmes caractéristiques en termes de portée, de débit binaire, résistance au bruit ou de respect des normes émission radio, selon la phase d'utilisation de 'objet portatif. Ces caractéristiques peuvent changer exemple entre une phase d'initialisation individuelle à haut débit et des phases d'identification à plus bas débit. Dans une application privilégiée, les objets portatifs sont des étiquettes radiofréquence. Etat de la technique antérieure Un certain nombre de normes sont en cours élaboration pour uniformiser la transmission informations d'un dispositif interrogateur vers ets portatifs comme des étiquettes radiofréquence. normes ou projets de normes recommandent, général, une modulation d'amplitude d'une onde porteuse pendant certains intervalles de temps et un codage en position de ces intervalles. Mais les techniques ainsi définies posent des problèmes, notamment en ce qui concerne le repérage de la position de ces intervalles. Elles présentent également des difficultés lorsque l'étiquette est asynchrone, c'est-à-dire possède son propre oscillateur local, indépendant de la fréquence de l'onde porteuse. L'invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients. Exposé de l'invention Pour permettre de repérer avec précision la position des intervalles de modulation, que l'on appellera par la suite "impulsions", l'invention préconise la formation d'une première impulsion destinée à constituer une référence et d'une seconde impulsion, dont la position est repérée rapport à la première, position qui définit 1 information transmise. Encore faut-il ne pas courir risque de confondre, dans le flot d'impulsions qui 'écoule du dispositif interrogateur vers les étiquettes, les premières impulsions et les secondes. A cette fin, l'invention propose de les distinguer en utilisant une modulation d'amplitude ternaire de l'onde porteuse (et non plus binaire), ce qui autorise deux modulations différentes, qui sont affectées respectivement aux deux types impulsions. De façon plus précise, la présente invention a pour objet un procédé de transmission d'informations d'un dispositif interrogateur vers des objets portatifs, dans lequel la transmission s'effectue par modulation d'amplitude d'une onde porteuse radioélectrique pendant certains intervalles de temps dits "impulsions" et par codage position de ces impulsions, caractérisé en ce que # la modulation d'amplitude une modulation ternaire mettant en oeuvre premier niveau d'amplitude, un deuxième niveau inférieur au premier et un troisième niveau supérieur au premier, la modulation faisant passer soit du premier niveau au deuxième et étant dite alors de polarité négative, soit premier niveau au troisième et étant dite alors de polarité positive, # le codage en position obtenu en formant deux impulsions de polarités opposées, la position en question étant celle de la seconde impulsion par rapport à la première. De préférence, les informations sont groupées en messages comprenant une suite de motifs associés chacun à un symbole d'information. Chaque motif comprend alors une zone temporelle de codage découpée en une pluralité de N unités de temps identiques, durée Tc au moins égale à la durée des impulsions, première impulsion étant placée avant cette zone la seconde étant placée dans l'une quelconque des N unités de temps de la zone. De préférence encore, le nombre N d'unités de temps est égal à 2m, où M est un entier, le symbole d'information transmis par chaque motif étant alors un mot binaire de M bits. Pour relâcher les contraintes sur la valeur de la largeur des impulsions, on peut prévoir un premier temps de garde, de durée égale à un multiple de l'unite de temps T,, et placé entre la première impulsion et début la zone temporelle de codage. peut également prévoir un .second temps de garde, de durée égale à un multiple de l'unité de temps Tc, et placé après la zone temporelle de codage. Avec ces temps de garde, le risque d'avoir deux impulsions accolées disparaît, ce qui facilite détection d'une transition entre une impulsion polarité positive et une impulsion de polarite négative. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, peut prévoir encore un temps d'attente disposé après la zone temporelle de codage. La durée de ce temps d'attente n'est pas prise en compte par l'étiquette, qui attend l'impulsion de début de motif aussi longtemps qu'il le faut. Ce temps d'attente peut être modifié d'un motif à l'autre selon les informations transmises et la distance de transmission. Ce temps d'attente est également utile pour respecter certaines normes car il permet de diminuer la puissance moyenne émise dans les bandes latérales du spectre transmission qui doit être inférieure au seuil autorise relativement à la puissance de la porteuse. En jouant sur le temps d'attente, on peut éviter inconvénient. Le temps d'attente peut donc varier en fonction . des normes locales d'émission, de la structure du dispositif d'interrogation, - du protocole (ou modalités) de transmission entre le dispositif d'interrogation et les étiquettes, - de l'application (courte ou longue distance, robustesse au bruit, conformité normes, débit binaire). Comme souvent dans ces techniques, le message peut être organisé en trames, chaque trame comprenant un premier motif appelé "fanion de début de trame", des motifs information et un dernier motif appelé "fanion de fin trame". Selon l'invention, le fanion de début de trame comprend deux impulsions de même polarité. Ce motif correspond donc à aucun motif information puisqu tel motif requiert des polarités différentes pour impulsions. Le fanion de début trame se distingue donc aisément des autres motifs. avantage d'un tel fanion est de fournir un étalon temps à l'étiquette, laquelle peut ainsi estimer durée des intervalles de la zone temporelle de codage. Cet avantage est particulièrement utile dans le cas d'étiquettes asynchrones pourvues d'un oscillateur local indépendant de la fréquence de l'onde porteuse. Quant au fanion de fin de trame, il peut être constitue par une seule impulsion, ce qui le distingue encore d un motif d'information. Dans toutes ces variantes, la première impulsion des fanions de début ou de fin de trame ou celle des motifs d'information est de préférence de polarité négative, la modulation réduisant alors l'amplitude de la porteuse. Mais on ne sortirait pas cadre de l'invention en renversant toutes les polarites. Brève description des dessins - figure 1 illustre un motif relatif à un symbole d'information ; - figure 2 illustre une trame avec un fanion début de trame, deux motifs d'information et fanion de fin de trame ; - figure 3 montre une trame avec temps de garde ; - figure 4 montre une trame avec temps attente et temps de garde ; - la figure 5 illustre un exemple transaction avec entrelacement des messages. Description de modes particuliers de mise oeuvre on voit, sur la figure 1, un motif correspondant à un symbole d'information. La zone hachuree symbolise l'amplitude de la porteuse radioélectrique Le motif représenté comprend une première impulsion I1 de polarité négative, autrement dit avec indice de modulation négatif et une seconde impulsion 12, de polarité positive, autrement dit avec indice de modulation positif. On rappelle qu' indice de modulation est défini comme le rapport de la différence des niveaux de la porteuse à la somme niveaux de cette porteuse. En désignant par A, B C les trois amplitudes possibles pour la porteuse, avec A Le motif représenté sur la figure 1 comprend une zone temporelle de codage Z divisée en N intervalles de durée Tc. I1 y a donc N possibilités pour placer la seconde impulsion IZ. Si N = 2m, où M est entier, cela correspond à un symbole binaire à M bits. Pour M = 4, par exemple, on a N = 16 et des symboles à 4 bits. La zone temporelle de codage Z est precédée de 'impulsion I1 et la position, de IZ par rapport à I1, comptée en nombre de fois Tc, donne la valeur du symbole. Le codage des informations peut être quelconque. peut, par exemple, assigner à chaque position de Iz symbole binaire qui ne diffère du symbole correspondant à la position adjacente que un bit, selon un codage dit de Gray. Mais tout autre codage est possible. La période Tc, appelée aussi "chip", est de préférence égale à nTo, si To est la période de la porteuse, avec To = 1/fo. Par exemple, pour fo = 13,56 MHz, on peut prendre n = 128, d'où une durée Tc de 9,4 ps. La durée totale du motif est notée Tm. Avec N=16 et T,=9,4 us, on a Tm 159,8 us. La figure 2 montre une trame comprenant deux motifs S1, SZ relatifs à deux symboles, fanion de début de trame SOF ("Start of Frame") et fanion de fin de trame EOF ("End of Frame"). Le fanion SOF est constitué d'une première impulsion I1 de polarité négative et d'une seconde impulsion. 1z également de polarité négative. Cette combinaison de polarité viole la règle de codage de l'information (qui requiert des polarités opposées), de sorte que le motif SOF ne peut être confondu avec un motif d'information. De préférence, dans le motif SOF, IZ est placée le plus loin possible de I1, c'est-à-dire en de zone temporelle, soit à une distance NTc I1, pour améliorer la précision. Mais cette seconde impulsion IZ peut être placée dans une unité de temps autre que la dernière, mais toujours dans la même unité pour pouvoir servir de base de temps. fanion EOF ne comprend qu'une seule impulsion I1, qui constitue encore une violation de la règle de codage et évite toute confusion avec un motif d'information ou un fanion SOF. Dans la variante illustrée sur la figure 2, la durée totale du motif, soit Tn" est égale à (N+1) T@. Cette durée peut être allongée par l'introduction de temps de garde et/ou de temps d'attente comme illustré sur figures 3 et 4. la figure 3, tout d'abord, on voit que des temps de garde Tg sont ménagés juste après la première impulsion I1 et après la seconde impulsion IZ. Ces temps de garde ne sont pas nécessairement égaux et peuvent prendre valeurs K,T, pour le premier et K2T. pour le second, ou K1 et K2 sont des entiers. Ces temps de garde allongent la durée du motif de la quantité (K1+K2) Tc=KTc. On peut avoir, par exemple, K1=K2=1 et donc K=2. Sur la figure 4, on note, en outre, la présence d'un temps d'attente Ta en fin de motif. Ce temps peut être égal à pTc où p est un entier. Dans l'exemple illustré, la durée Tm d'un motif est alors (1+K1+N+K2+p) T,. Le temps d'attente Ta peut être réglé par dispositif interrogateur sans aucune conséquence côté de l'étiquette. Il n'est pas nécessaire de coder la valeur de ce temps dans un message envoyé préalable. Le dispositif interrogateur pourra calculer le temps d'attente selon les contraintes de l'application comme exposé ci-dessus. Typiquement, plus la distance de transmission est faible, plus la puissance du champ d'émission nécessaire pour téléalimenter l'étiquette est faible. Ceci réduit l'écart que le dispositif interrogateur doit maintenir entre l'amplitude de porteuse et les bandes latérales liées à transmission. La puissance des bandes latérales du spectre de transmission peuvent être alors plus importantes relativement à la puissance de la porteuse, le temps d'attente peut être ainsi réduit. Ce temps d'attente pourra aussi être modifié selon le contenu du message du dispositif interrogateur ou selon la longueur du message de réponse de l'étiquette : d'une part, pour ajouter un aléa dans le cas d' transmission d'un nombre important de codes identiques successifs, afin d'éviter l'apparition de raies dans le spectre de transmission ; d'autre part pour gerer au mieux l'entrelacement des messages envoyés par l'interrogateur avec ceux renvoyés l'étiquette. , S agissant du débit d'informations binaires, on peut donner, à titre d'exemple non limitatif, valeurs suivantes, pour N=16, K=2 et T=9,4 us - pour Ta=0(Tm 178 us) : débit maximum: 22,4 kbits/s - pour Ta=1, 94 ms (Tm 2, 12 ms) : débit nominal 1, kbits/s. Un exemple de transaction avec entrelacement des messages provenant du dispositif interrogateur et des messages provenant des étiquettes est illustré sur la figure 5. Cet exemple correspond à un algorithme d'identification bit à bit dans lequel le dispositif interrogateur envoie un signal noté DEB-SEQ, qui ouvre une séquence d'identification, les étiquettes émettant en retour un signal noté "BIP" si le bit de rang n est un "1" et n'émettant rien si le bit de rang n est un "0". Le dispositif interrogateur répond aux étiquettes par un message traduisant ce qu'il a reçu, c'est-à-dire soit Lectl s'il a reçu un BIP, soit LectO s'il n'a rien reçu. Les étiquettes qui possèdent un bit identique à ce que le dispositif interrogateur a lu poursuivent le processus avec le bit suivant et ainsi de suite jusqu'au dernier bit du code d'identification de l'étiquette. REVENDICATIONS 1. Procédé de transmission d'informations d' dispositif interrogateur vers des objets portatifs dans lequel la transmission s'effectue par modulation amplitude d'une onde porteuse radioélectrique pendant certains intervalles de temps dits "impulsions" et par codage en position de ces impulsions, caractérisé en # la modulation d'amplitude est une modulation ternaire mettant en oeuvre un premier niveau d'amplitude (B), un deuxième niveau inférieur au premier (B) et un troisième niveau (C) supérieur au premier (B), la modulation faisant passer soit du premier niveau (B) au deuxième (A) et étant dite alors de polarité négative, soit du premier niveau (B) au troisième (C) et étant dite alors de polarité positive, # le codage en position est obtenu en formant deux impulsions (I1, 12) de polarités opposées dans un même motif, la position en question étant celle de la seconde impulsion (I2) par rapport à la première (I1). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les informations sont groupées en messages comprenant une suite de motifs associés chacun d'un symbole d'information, chaque motif comprenant une zone temporelle de codage (Z) découpée en N unités de temps identiques de durée Tc au moins égale à la durée des impulsions, la première impulsion (I1) étant placée avant cette zone (Z) et la seconde (I2) dans 'une quelconque des N unités de temps de la zone temporelle de codage (Z). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le nombre N d'unités de temps de la zone temporelle de codage (Z) est égal à 2m, où M est un entier, le symbole d'information transmis par chaque motif etant alors mot binaire de M bits. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel chaque message est organisé en trames, chaque trame comprenant un premier motif appelé fanion de début de trame (SOF) constitué d'une zone temporelle (Z) divisée en N unités de temps (T,,), d'une première impulsion (I1) placée avant cette zone et d'une seconde impulsion (I2) de même polarité que la première (I1) et placée dans cette zone, ce fanion de début de trame (SOF) étant suivi motifs associés aux symboles d'information du message. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la seconde impulsion (I2) du fanion de début de trame (SOF) est placée toujours dans la même unité de temps de la zone temporelle (Z). 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la seconde impulsion (I2) du fanion de début de trame (SOF) est placée dans la dernière unité de temps de la zone temporelle (Z). 7. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la trame comprend en outre un dernier motif, appelé fanion de fin de trame (EOF), constitué d'une zone temporelle (Z) sans impulsion et d'une impulsion (I1) placée avant cette zone. 8. Procédé selon la revendication 4, dans lequel un premier temps de garde (Tgl) de durée égale à un multiple (K1) de l'unité de temps (Tc) est menagé entre la première impulsion (I1) et le début la zone temporelle (Z). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel un second temps de garde (T92) de durée egale à un multiple (K2) de l'unité de temps (Tc) est menagé après la zone temporelle (Z). 10. Procédé selon la revendication 4, dans lequel, dans chaque motif, la zone temporelle (Z) est suivie d'un temps d'attente (Ta). 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on modifie la durée du temps d'attente (Ta) d'un motif à l'autre selon les conditions de transmission. 12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on modifie la durée du temps d'attente (Ta) en fonction de longueur des messages que peuvent ré-émettre les obj portatifs. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la première impulsion (I1) est une impulsion de polarité négative. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la modulation d'amplitude présente un indice de modulation inférieur à 50%.