Brevet FR2807241A1 — publié le 20011005

L'invention concerne un procédé pour sécuriser une transmission de signaux sans contact d'un émetteur à un récepteur ainsi qu'un dispositif de transmission de signaux. Dans la transmission de signaux sans contact ou sans fil entre un émetteur et un récepteur, il se pose dans différentes applications le problème consistant à faire en sorte que le récepteur ne réponde à un signal qu'il a reçu, ou à une information contenue dans ce signal, que si le signal a été envoyé par un émetteur prédéterminé. Cette sécurisation de la transmission des signaux dans les dispositifs à composants d'accès et à identification travaillant sans fil, est avantageuse, par exemple dans le cas de télécommandes opérant sans fil. Une application particulièrement avantageuse est une transmission de signaux sécurisée de ce genre entre une automobile et un support de données qui permet d'accéder au véhicule sans avoir à utiliser une clé mécanique. Dans un dispositif dit " Passive Entry ", le véhicule émet un signal d'interrogation. Lorsque le signal d'interrogation est reçu par un support de données, celui-ci émet un signal de réponse qui contient une information de code. L'information de code contenue dans les signaux de réponse - et d'autres est contrôlée dans le véhicule. En cas de contrôle positif, I'accès au véhicule est libéré. Pour sécuriser de tels dispositifs d'accès, le signal d'interrogation n'a qu'une portée limitée. Si ce n'était pas le cas, le support de données répondrait même s'il était à grande distance du véhicule, en particulier au lieu d'habitation du propriétaire du véhicule, de sorte que le véhicule pourrait être utilisé de façon non autorisée. Pour éviter une écoute non autorisée, il a été proposé dans le document DE 197 57 294.4 d'équiper le support de données de manière qu'à la réception d'un signal d'interrogation et/ou à l'émission d'un signal de réponse, ce support de données émette un signal optique, acoustique et/ou tactile de manière que la communication de données puisse être perçue. L'invention se pose pour problème de créer un procédé et un dispositif avec lesquels la transmission de signaux sans contact d'un émetteur à un récepteur puisse être sécurisée, en particulier lorsque la communication sans contact entre l'émetteur et le récepteur ne doit avoir qu'une portée limitée. La partie du problème de l'invention qui concerne le procédé est résolue par le fait que le signal est déformé avant son émission de manière que sa reproductibilité et/ou sa transmissibilité soient rendues plus difficiles, et par le fait que la déformation peut être détectée dans un détecteur du récepteur. Avec le procédé selon l'invention, on obtient trois sortes de résultats: le signal est déformé de manière qu'il ne puisse être amplifié ou reproduit que de façon plus difficile. Par ailleurs, le signal est avantageusement déformé de manière que sa transmissibilité en soi soit détériorée. En supplément, la déformation est telle qu'elle puisse être détectée immédiatement dans un détecteur du récepteur et qu'elle puisse ainsi produire, par exemple, un " signal de déformation " qui indique que le signal provient d'un émetteur prédéterminé. Dans ce contexte, la " déformation " signifie que la variation dans le temps d'une grandeur de champ qui décrit le signal est différente d'une fonction purement sinusoïdale ou cosinusoïdale. Dans le cas d'un signal électromagnétique, ceci signifie, par exemple qu'à une onde électromagnétique sinusoïdale initialement non déformée, on ajoute des harmoniques supérieures. Est aussi expressément incluse dans le concept de " déformation " utilisé dans le présent mémoire une modification de la forme initialement sinusoïdale du signal qui est telle que le signal déformé ne soit plus une onde apte à la propagation conforme à l'équation ondulatoire mais qu'il ne soit plus qu'un champ électromagnétique variable. Lors de la reconnaissance de l'émetteur au moyen d'une information de code associée à l'émetteur, qui est transmise conjointement avec le signal en modulation d'amplitude, de fréquence ou autre, le signal porteur qui contient l'information de code peut être reçu, amplifié et transmis de la façon habituelle. Dans le procédé selon l'invention, le signal est déformé en totalité, ce qui rend plus difficile sa transmission ultérieure, de sorte que l'écoute et la reproduction non autorisées ne sont possibles qu'avec difficulté ou sont absolument impossibles. Dans un perfectionnement avantageux de l'invention, le signal est déformé selon une séquence prédéterminée et, dans le récepteur, on vérifie si la déformation s'effectue selon la séquence prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans la construction fondamentale d'un dispositif de transmission de signaux adoptée pour résoudre la partie correspondante du problème posé par l'invention, le dispositif comprend un émetteur équipé d'un dispositif de déformation qui déforme un signal émis par l'émetteur pour la transmission de signaux sans fil de telle manière que sa reproductibilité et/ou sa transmissibilité soient rendues plus difficiles, et un récepteur équipé d'un détecteur qui fournit un signal de sortie en présence d'une déformation. Selon d'autres caractéristiques avantageuses du dispositif de transmission: - l'émetteur comprend un encodeur qui active le dispositif de déformation d'une façon prédéterminée dans le temps et le récepteur comprend un dispositif comparateur qui vérifie si le signal émis est déformé de la façon prédéterminée dans le temps; - la transmission des signaux s'effectue par ondes électromagnétiques. - le dispositif de déformation comprend une diode intercalée dans un conducteur entre un générateur de signaux et une antenne; - le récepteur comprend un capteur qui transforme une densité de flux magnétique ou une force de champ magnétique en une tension électrique ou en un courant électrique; - le dispositif de déformation comprend, dans une ligne entre un générateur de signaux et une antenne, un circuit série composé d'une diode et d'un organe différenciateur. L'invention peut être appliquée partout o l'on cherche à éviter qu'on doive intervenir dans une communication de données entre un émetteur et un récepteur qui est prévu en particulier pour un court trajet de transmission ou une faible portée. L'invention est particulièrement bien appropriée pour être utilisée dans des dispositifs de contrôle de l'accès des véhicules automobiles. L'invention est décrite dans ce qui suit en regard de dessins schématiques, à titre d'exemple et avec d'autres particularités. Sur les dessins, la figure 1 montre un schéma bloc d'un dispositif de transmission de signaux selon l'invention, et les figures 2 à 4 montrent des schémas de circulation des signaux qui serviront à expliquer le fonctionnement du procédé selon l'invention. Selon la figure 1, un émetteur désigné dans son ensemble par 2 présente un générateur de signaux 4 en aval duquel est connecté un dispositif de déformation 6 qui, à son tour, est connecté à une antenne 8. Le dispositif de déformation 6 est relié à un encodeur 10 dans lequel, par exemple, comme on l'expliquera encore mieux plus loin, est mémorisé un programme temporel prédéterminé au moyen duquel le dispositif de déformation peut être mis en service et hors service. Le récepteur 12 présente une antenne 14 en aval de laquelle est connecté un détecteur 16 qui présente une sortie 18 de signal déformé qui est ellemême reliée à un décodeur 20 et à une unité de comparaison 22. L'unité de comparaison présente une sortie 24. Le détecteur 16 présente une sortie de signaux 26. Le fonctionnement du dispositif décrit est expliqué ci-après en regard des figures 2 à 4. La figure 2 montre un générateur de signaux 4 qui, dans l'exemple représenté, produit un train d'ondes sinusoïdales 28 qui est émis par l'intermédiaire de l'antenne 8. Ce train d'ondes se propage sur un trajet de transmission 30 et il est reçu d'une façon connue par une antenne 14 travaillant dans le mode inductif, appartenant à un émetteur, de sorte que, dans l'émetteur on a à disposition pour l'exploiter un train d'ondes cosinusoïdales 32. Le dispositif de la figure 2 est connu en soi. Le train d'ondes 30 peut être reçu et amplifié sans difficulté par un récepteur traditionnel interposé et, ensuite, il peut être de nouveau diffusé par un émetteur traditionnel, de sorte que, même avec une faible puissance d'émission de l'antenne 8, le train d'ondes émis 30 peut être reçu par une antenne éloignée 14. Selon la figure 3, le cas traditionnel d'une transmission habituelle des signaux, qui a été décrit en regard de la figure 2 est modifié comme suit: En aval du générateur de signaux 4, qui produit le train d'ondes sinusoïdales 28, est connecté un dispositif de déformation 6 qui comporte, sur le trajet de transmission des signaux entre l'émetteur 4 et l'antenne 8, une diode 34 en parallèle avec laquelle est connecté un interrupteur 36. Avec la diode 34, on obtient que, lorsque l'interrupteur 36 est ouvert, le train d'ondes sinusoïdales 28 est émis sous la forme du train d'ondes 38 dans lequel les demi-ondes négatives du train d'ondes 28 sont supprimées, de sorte que seules les demi-ondes d'une certaine polarité sont émises. L'antenne du récepteur est formée, dans le cas de la figure 3, par un dispositif contenant un capteur 40, dispositif qui répond immédiatement aux densités de flux magnétique B du train d'ondes 38 et qui produit à sa sortie une tension UH qui dépend de la force et de la direction de la densité de flux, tension qui apparaît sous la forme du train d'ondes 42. On peut utiliser par exemple comme capteur 40 un capteur à effet Hall ou un capteur magnéto- résistant. Le dispositif détecteur comprend en outre un filtre de sortie 44 comprenant une résistance et un condensateur, à la sortie duquel la moyenne dans le temps de la tension du train d'ondes 42 peut être recueillie sous la forme d'une " tension de déformation " ou tension de sortie UA, qui est dans ce cas une valeur supérieure à zéro. Comme on peut le voir, l'apparition d'une tension de sortie UA à la sortie du filtre 44 est un indicateur évident du fait que le train d'ondes 28 a été déformé, en ce sens que l'interrupteur 36 a été ouvert. De cette façon, on peut reconnaître avec certitude dans le récepteur un signal déformé émis par l'émetteur. La propriété particulière du signal déformé consiste en ce que le vecteur champ de la densité de flux magnétique varie comme auparavant en valeur absolue mais qu'il pointe toujours dans une même direction. Exprimé en termes mathématiques, ceci signifie que le champ possède une composante continue. Cette propriété n'est pas reconnue avec un récepteur traditionnel, c'est-à-dire travaillant dans le mode inductif, puisque sa tension de sortie est proportionnelle à la variation dans le temps de la densité de flux magnétique. L'information concernant une fraction continue contenue dans le champ est perdue par la dérivation par rapport au temps. La déformation décrite plus haut ne serait donc mesurable que sous la forme d'une diminution de la force du champ. Avec un récepteur traditionnel, c'est-à-dire opérant dans le mode inductif et non pas directement avec utilisation de l'effet Hall, la déformation serait à peine reconnaissable; elle ne serait mesurable que sous la forme d'une diminution de la force de champ. Comme ceci ressort de ce qui précède, la reproductibilité ou transmissibilité du train d'ondes déformées 38 est nettement détériorée ou rendue plus difficile, comparativement à celle du train d'ondes 28, puisque, avec les récepteurs traditionnels, travaillant dans le mode inductif, on ne peut pas faire la distinction entre le fait que la force de champ a été réduite et le fait que la déformation décrite plus haut a été introduite et puisque, avec les émetteurs traditionnels, la déformation ne peut pas non plus être reproduite. La déformation décrite plus haut convient particulièrement bien pour des trajets de communication qui servent pour la communication de champs magnétiques alternatifs à basse fréquence. Naturellement, du fait de la sensibilité limitée des capteurs à effet Hall actuels, il faut de grandes forces de champ. La figure 4 montre un dispositif modifié comparativement à la figure 3. Le dispositif de déformation 6 est formé dans le cas de la figure 4 d'un circuit série composé d'une diode 50 et d'un élément différenciateur 52, en parallèle avec lequel est ici aussi connecté un interrupteur 36. Lorsque l'interrupteur 36 est ouvert, le train d'ondes sinusoïdales 28 est transformé en un train d'ondes 46 qui contient les demi-ondes qui correspondent aux flancs descendants d'une fonction cosinusoïdale (ou aux flancs montants si la diode est montée différemment). Dans l'antenne 14 d'un récepteur à large bande, qui travaille normalement dans le mode inductif, les demi-ondes du train d'ondes 46 sont transformées en un train d'ondes 56 qui contient des demi-ondes séparées par des pointes de tension élevées. Les fortes pointes de tension sont ensuite écrêtées dans un limiteur 58, de sorte que, après formation de la moyenne dans le filtre 44, le train d'ondes 60 apparaît à la sortie de ce filtre sous la forme d'une tension de sortie UA qui est inférieure à zéro dans l'exemple représenté. Ici aussi, comme ceci ressort de ce qui précède, la déformation peut être convenablement détectée et la transmission du train d'ondes 54 est rendue nettement plus difficile, puisque, pour la transmission de ce train d'ondes, on a besoin d'une très grande largeur de bande de transmission. En outre, la reproductibilité du train d'ondes 54 avec un émetteur traditionnel est rendue nettement plus difficile que celle d'un train d'ondes sinusoïdales. Le procédé selon la figure 4 est particulièrement bien approprié pour les trajets de communication qui travaillent avec des champs électromagnétiques alternatifs à haute fréquence destinés à la transmission des communications. Toutefois, il peut aussi servir dans des applications à basse fréquence. Un avantage consiste en ce que le procédé selon la figure 4 fonctionne aussi avec de faibles forces de champ. Par contre, un problème réside dans le fait que le signal diffusé a une très grande largeur de bande et qu'il peut ainsi produire des parasites sur des canaux voisins. Pour cette raison, la déformation est de préférence mise en action pendant un temps limité. Les procédés de transmission décrits en regard des figures 3 et 4 sont conçus de manière qu'il ne se présente une tension de sortie sur le filtre de sortie 44 que lorsque le dispositif de déformation utilisé est mis en action, c'est-à-dire lorsque l'interrupteur 36 est ouvert. Si l'interrupteur 36 est fermé, il ne se produit pas de déformation. Selon le niveau de sécurité recherché, le dispositif de transmission des signaux peut simplement être construit de façon que l'interrupteur 36 contenu dans l'émetteur soit ouvert en permanence (ou même que l'interrupteur soit entièrement absent), de sorte que le récepteur est exclusivement conçu pour la réception de signaux déformés et que, comme décrit, il répond à ces signaux. Dans une autre forme de réalisation, I'interrupteur 36 peut être actionné par l'encodeur 10 (figure 1) selon une séquence prédéterminée, et la séquence prédéterminée est mémorisée dans le décodeur 20 du récepteur. Lorsque le récepteur reçoit pour la première fois un signal déformé, il apparaît à la sortie de déformation 18 un signal sur lequel le programme démarre dans le décodeur 20, programme qui correspond à l'encodeur 10. Dans l'unité de comparaison 22, on peut alors vérifier si la déformation se déroule dans la séquence prédéterminée et, en cas de comparaison positive, la sortie de l'unité de comparaison 23 émet un signal correspondant. De cette façon, la déformation peut être munie d'un encodage additionnel. On comprendra aussi que le récepteur peut être construit de manière à traiter de la façon habituelle les signaux émis alors que l'interrupteur 36 est fermé et qu'il réponde en supplément au codage. Dans le cas de la forme d'exécution représentée sur la figure 3, il y aurait alors en supplément du capteur 40 une antenne de réception habituelle. Le dispositif selon l'invention peut être modifié de diverses façons. On peut travailler avec d'autres dispositifs de déformation ou procédés de déformation. En outre, les ondes électromagnétiques ne doivent pas nécessairement être utilisées dans les gammes de fréquence habituellement utilisées. On peut aussi travailler avec des ultrasons, des infrarouges et d'autres procédés de transmission sans contact, auquel cas on peut utiliser des procédés de déformation convenablement appropriés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour sécuriser une transmission de signaux sans contact d'un émetteur à un récepteur, caractérisé en ce que le signal est déformé avant son émission de manière que sa reproductibilité et/ou sa transmissibilité soient rendues plus difficiles, et en ce que la déformation peut être détectée dans un détecteur du récepteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal est déformé selon une séquence prédéterminée et que, dans le récepteur, on vérifie si la déformation s'effectue selon la séquence prédéterminée. 3. Dispositif de transmission de signaux caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur (4) équipé d'un dispositif de déformation (6) qui déforme un signal émis par l'émetteur pour la transmission de signaux sans fil de telle manière que sa reproductibilité et/ou sa transmissibilité soient rendues plus difficiles, et un récepteur (12) équipé d'un détecteur (16) qui fournit un signal de sortie en présence d'une déformation. 4. Dispositif de transmission de signaux selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'émetteur (4) comprend un encodeur (10) qui active le dispositif de déformation (6) d'une façon prédéterminée dans le temps et, le récepteur (12) comprend un dispositif comparateur (20, 22) qui vérifie si le signal émis est déformé de la façon prédéterminée dans le temps. 5. Dispositif de transmission des signaux selon une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la transmission des signaux s'effectue par ondes électromagnétiques. 6. Dispositif de transmission des signaux selon une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de déformation (6) comprend une diode intercalée dans un conducteur entre un générateur de signaux (4) et une antenne (8). 7. Dispositif de transmission des signaux selon une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le récepteur comprend un capteur (40) qui transforme une densité de flux magnétique ou une force de champ magnétique en une tension électrique ou en un courant électrique. 8. Dispositif de transmission des signaux selon une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de déformation (6) comprend, dans une ligne entre un générateur de signaux et une antenne (8) , un circuit série composé d'une diode (50) et d'un organe différenciateur (52).