Brevet FR2862471A1 — publié le 20050520

L'invention se rapporte à un procédé de communication par le biais d'ondes radioélectriques entre un premier point de communication et un deuxième point de communication par l'intermédiaire d'au plus un point auxiliaire de communication, les points de communication appartenant à un même réseau domotique de commande à distance d'équipements assurant le confort et/ou la sécurité dans un bâtiment. L'invention se rapporte également à l'utilisation d'un tel procédé de communication pour créer des liens durables d'authentification et à un réseau domotique de communication par le biais d'ondes radioélectriques, comprenant au moins trois points de communication munis d'émetteurs-récepteurs de signaux radioélectriques. Un tel procédé permet notamment de commander des éléments de protection solaire, d'occultation, de fermeture, de ventilation, ou encore d'éclairage. Dans une telle installation, un ou plusieurs émetteurs d'ordres doivent communiquer avec un ou plusieurs récepteurs d'ordres. La liaison entre ces émetteurs d'ordres et ces récepteurs d'ordres est en fait bidirectionnelle. Les différents émetteurs d'ordres et récepteurs d'ordres sont en fait des émetteurs récepteurs de signaux de communication. Ils constituent des noeuds du réseau de communication domotique. Quand les informations échangées sont véhiculées par le biais d'ondes radioélectriques, certains problèmes peuvent se poser. D'une part, la portée des émetteurs peut être insuffisante, d'autre part, il peut exister un brouillage local entre deux noeuds. Il est connu d'utiliser pour résoudre ces problèmes des répéteurs. Un répéteur peut consister en un dispositif MS12.S649.12FR.484.dpt 2862471 2 dédié à assurer une seule fonction, celle de recevoir des informations d'un point expéditeur et de les émettre vers un point destinataire. Il peut cependant également assurer d'autres fonctions. Il peut par exemple être un émetteur d'ordres (capable de générer des ordres de commande) ou être un récepteur d'ordres lié à un équipement, qui interprète ces ordres et qui les exécute. Le répéteur constitue un noeud du réseau de communication. La demande de brevet US 2002/0044042 ou la demande WO 01/78 307 décrit le fonctionnement d'un noeud de communication assurant une fonction de répéteur et une autre fonction. Le brevet US 6,529,498 décrit également, dans le domaine général des réseaux, un mode d'élaboration de tables de routage dans une communication point à multipoint. Les documents de l'état de la technique, comme le brevet US 6,549,783 ou le brevet US 6, 539,025, se rapportent principalement au domaines des réseaux de télécommunications. De manière à simplifier la tâche des installateurs, et à permettre l'utilisation d'émetteurs-récepteurs à très faible portée, on a voulu que la communication entre points distants d'une habitation puisse être effectuée le cas échéant par répétition multiple. Le circuit de communication entre un premier point, par exemple un émetteur d'ordres, et un deuxième point, par exemple un récepteur d'ordres, passe alors par l'intermédiaire d'un ou plusieurs répéteurs en cascade. La liste des répéteurs concernés par chaque liaison est enregistrée dans une ou plusieurs tables de routage. La table de routage est définie manuellement ou encore automatiquement dans le cadre de l'installation ou d'un processus de découverte qui peut être renouvelé lors de chaque changement de configuration d'installation (mise en service de nouveaux noeuds dans le réseau de communication). Dans certains cas, le routage est dynamique, un processus de découverte du cheminement le plus MS12. S649.12FR.484.dpt 2862471 3 adapté est alors lancé lors de chaque nouvelle communication. Ces aspects sont détaillés dans la demande US 6, 529,498, ou encore dans la publication IEEE 802.15.4. La multiplication du nombre de répéteurs provoque une augmentation du temps d'occupation du spectre radio. Cet inconvénient est encore amplifié dans le cas d'un routage dynamique. Par ailleurs, la réglementation (par exemple ERC 70-03) impose que, comme il est souvent pratiqué dans les réseaux, une règle d'écoute préalable ( LBT: Listen Before Transmit ), soit observée par tout point du réseau avant de communiquer. Cette règle permet par exemple de s'assurer que la fréquence de transmission choisie est bien libre avant d'émettre, le silence radio devant être constaté pendant au moins une durée déterminée TD, par exemple 5 millisecondes. L'application de cette règle LBT allonge considérablement la durée entre la génération d'un ordre de commande par un émetteur d'ordres et son exécution par un équipement auquel il est destiné, lorsque, par suite de l'encombrement du réseau, plusieurs tentatives sont nécessaires pour que chaque répéteur accède à une fréquence disponible. Si elle atteint quelques secondes, cette durée reste insignifiante lorsqu'il s'agit par exemple d'une transmission de données entre un appareil photo numérique et un ordinateur. Par contre, dans le cas d'une commande à distance d'un équipement électrique d'un bâtiment, l'utilisateur d'un émetteur d'ordres doit pouvoir recevoir de manière sensiblement instantanée (au plus quelques dixièmes de seconde) le signal de retour du récepteur d'ordres distant associé à l'équipement. Le but de l'invention est de mettre en oeuvre un procédé de communication apportant une solution à ce problème et apportant des améliorations par rapport aux procédés connus de l'art antérieur. MS\2. S649.12FR.484.dpt L'invention propose en particulier un procédé de commande simple à mettre en oeuvre et permettant tout en respectant la règle LBT de résoudre les problèmes d'occupation du spectre radio et de réduire le délai entre la génération d'un ordre de commande par un émetteur d'ordres et son exécution par un équipement auquel il est destiné. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une première session de communication de type point à point entre le premier point de communication et le point intermédiaire de communication et en ce qu'il comprend une deuxième session de communication de type point à multipoint entre le point intermédiaire de communication, d'une part, et le premier point de communication et le deuxième point de communication, d'autre part, lors de laquelle il y a échange d'informations entre le point intermédiaire de communication et le premier point de communication et échange d'informations entre le point intermédiaire de communication et le deuxième point de communication. Dans la première session de communication, le premier point de communication peut adresser au point intermédiaire de communication, 20 une requête d'aide. La requête d'aide peut comprendre l'adresse du deuxième point de communication et/ou le contenu d'un message à transmettre. Dans une étape préliminaire, le premier point de communication peut apprendre que le point intermédiaire de communication est un moyen lui permettant de communiquer avec le deuxième point de communication. Le point intermédiaire de communication peut être identifié comme étant 30 un moyen d'accès au deuxième point de communication au cours d'une procédure de découverte. MS12. S 649.12FR.484.dpt 2862471 5 Le procédé de communication peut être utilisé pour la création d'un lien durable d'authentification entre le premier point de communication et le deuxième point de communication. Le réseau domotique selon l'invention est caractérisé en ce que chacun des points de communication comprend des moyens logiciels permettant la mise en oeuvre du procédé de communication. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un réseau permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. L'unique figure est un schéma d'un tel réseau. Le réseau 1 représenté sur l'unique figure comprend trois points de communications: un point émetteur d'ordres AX, un point récepteur d'ordres BX et un point intermédiaire répéteur RX. Ces différents points de communication présentent chacun des moyens d'émission de signaux radioélectriques et des moyens de réception de signaux radioélectriques leur permettant de communiquer de manière bidirectionnelle. Ces moyens peuvent utiliser une technique d'étalement de spectre par sauts de fréquence. L'émetteur d'ordres AX comprend par exemple des moyens de génération d'ordres de commande et permet de commander un équipement électrique à distance. Il peut comprendre un clavier comportant des touches de commande et un écran de contrôle. Une trame émise par l'émetteur d'ordres AX contient l'adresse du destinataire de cette trame et un message formé d'instructions de commande ou de données. MS12.S649.12FR.484.dpt 2862471 6 Le récepteur d'ordres BX est par exemple destiné à piloter un équipement domotique à partir des ordres de commande générés par l'émetteur d'ordres AX. Le récepteur d'ordres BX comprend alors également une unité de contrôle. L'équipement domotique est par exemple une protection solaire, un volet roulant, une trappe de ventilation ou un éclairage. Le récepteur d'ordres BX peut aussi être lié à un ou plusieurs capteurs de confort ou de sécurité du bâtiment (alarmes, détection de présence etc...). Le répéteur RX comprend pour sa part une mémoire lui permettant de stocker les informations qu'il reçoit avant de les envoyer. Les différents points de communication AX, BX, RX peuvent également assurer d'autres fonctions qui ne sont pas nécessaires pour expliquer le principe de fonctionnement du procédé de communication. Par exemple, chacun des points peut assurer une fonction de génération et d'émission d'ordres et/ou une fonction de répéteur et/ou une fonction de récepteur d'ordres. Un mode d'exécution du procédé selon l'invention est décrit ci-dessous en référence à la figure 1. On suppose que, dans une phase de configuration du réseau, l'émetteur d'ordres AX a appris les adresses du répéteur RX et du récepteur d'ordres BX et que l'émetteur d'ordres AX sait qu'il ne peut pas atteindre le récepteur d'ordres BX de manière directe par une communication point à point représentée par une flèche en trait pointillé référencée S0. Par contre, on suppose que l'émetteur d'ordres AX sait qu'il peut atteindre le récepteur d'ordres BX en utilisant le répéteur RX comme relais de communication. MS12. S649.12FR.484.dpt 2862471 7 On suppose également que l'émetteur d'ordres AX doit communiquer des données ou instructions MSG au récepteur d'ordres BX. Dans une première étape, après avoir vérifié, par application de la règle LBT , que le canal de transmission qu'il envisage d'utiliser est libre, l'émetteur d'ordres AX ouvre une première session de communication SI en mode point à point PTP avec le répéteur RX. La trame émise par l'émetteur AX contient l'adresse du répéteur RX et une requête de demande d'aide. L'émetteur d'ordres AX ferme la session SI dès qu'il a reçu un accusé de réception de requête du récepteur RX. Dans une deuxième étape, à son tour, le répéteur RX vérifie, par application de la règle LBT , que le canal de transmission qu'il envisage d'utiliser est libre et ouvre une deuxième session de communication S2 en mode point à multipoint PTMP entre lui, d'une part, et l'émetteur d'ordres AX et le récepteur d'ordres BX, d'autre part. Dans une première sous-étape S21, le répéteur RX s'enquiert auprès de l'émetteur d'ordres AX du contenu du message à transmettre et du destinataire à atteindre. L'émetteur lui envoie par retour le contenu du message MSG et l'adresse ou l'identifiant du destinataire, le récepteur BX. Dans une deuxième sous-étape S22, le répéteur RX émet à destination du récepteur d'ordres BX, le contenu du message MSG qu'il a reçu de l'émetteur d'ordres AX, en indiquant la provenance du message. Le répéteur d'ordres RX reçoit ensuite du récepteur d'ordres BX au moins un accusé de réception, mais aussi éventuellement un message en retour, tel qu'une réponse directe ou une demande d'authentification. MS12. S 649.12FR.484.dpt 2862471 8 Les sous-étapes S21 et S22 sont répétées autant que nécessaire, par exemple dans le cas d'un dialogue d'authentification de l'émetteur d'ordres AX par le récepteur d'ordres BX. Le répéteur RX garde la main pendant toute la durée de ces échanges qui ne nécessitent pas de nouvelle application de la règle LBT pourvu qu'un délai toujours inférieur à la durée TD soit respecté entre l'émission de trames. Au cours de ces échanges, comme il est connu de l'état de la technique, les différents points de communication concernés peuvent émettre des trames d'attente si l'unité de contrôle à laquelle ils sont liés n'est pas prête à fournir la donnée attendue (par exemple dans le cas d'un calcul d'authentification). Dans une dernière sous-étape S23, le répéteur RX transmet à l'émetteur d'ordres AX, en provenance du récepteur d'ordres BX, au moins un 15 accusé de réception ou de bonne exécution de l'ordre transmis. Le répéteur RX ferme alors la deuxième session S2. Le procédé décrit permet d'appliquer la règle LBT une fois de moins que la plus courte des successions de sessions directes en mode point à point; c'est-à-dire une première session de communication en mode point à point entre l'émetteur d'ordres AX et le répéteur RX nécessitant une première application de la règle LBT , puis une deuxième session de communication en mode point à point entre le répéteur RX et le récepteur d'ordres BX nécessitant une deuxième application de la règle LBT , et enfin, une troisième session de communication en mode point à point entre le répéteur RX et l'émetteur d'ordres AX nécessitant une troisième application de la règle LBT . La mise en oeuvre du procédé selon l'invention est d'autant plus intéressante que les échanges sont nombreux. Cependant, même en se MS12. S649.12FR.484.dpt limitant au cas d'un seul envoi de l'émetteur d'ordres AX vers le récepteur d'ordres BX et d'un retour du récepteur d'ordres BX à l'émetteur d'ordres AX, on passe au minimum de trois applications de la règle LBT à deux applications de la règle LBT . On peut également prévoir que, lors de la première session S1 de requête d'aide, l'émetteur d'ordres AX transmette directement au répéteur RX à la fois, la requête de demande d'aide, le contenu du message MSG à transmettre et l'adresse du destinataire BX. La sous- étape S21 est alors supprimée. Ce mode de réalisation nécessite que le protocole de transmission prévoie un format de trame contenant à la fois un identifiant de destinataire répéteur et un identifiant de destinataire final. Par contre, il peut se révéler moins avantageux que le mode de réalisation précédent si le volume des données à transmettre nécessite plusieurs échanges, car il implique alors une capacité de mémoire tampon importante au sein du répéteur RX. On peut également, lors de la première session de communication Si de requête d'aide, prévoir que l'émetteur d'ordres AX transmette déjà au répéteur RX au moins l'adresse du destinataire. Ainsi, lorsque le répéteur RX ouvre la session de communication S2 en mode point à multipoint, il peut alors commencer par établir une communication avec le récepteur d'ordres BX sans transmission de données et, aussitôt après vérification de la possibilité de communiquer avec le récepteur d'ordres BX, le répéteur RX interroge l'émetteur d'ordres AX afin que celui-ci lui transmette le contenu du message MSG. Il est donc nécessaire pour la mise en oeuvre rapide du procédé que le répéteur RX soit déjà connu de l'émetteur d'ordres AX comme répéteur pouvant accéder au récepteur d'ordres BX. Ceci peut résulter d'un apprentissage, soit à l'installation, soit par utilisation périodique d'un MS\2. S 649.12FR.484.dpt 2862471 10 processus de découverte. Par exemple, dans un réseau de taille plus importante que celle de celui décrit présentant plusieurs répéteurs potentiels pour l'envoi d'un message d'un point à un autre, chaque répéteur potentiel peut lister tous les récepteurs d'ordres à sa portée, avec indice de qualité de transmission et chaque émetteur d'ordres peut interroger tous les répéteurs potentiels et avoir ainsi connaissance, si besoin, du répéteur le plus apte à satisfaire une liaison donnée. Il faut également que le récepteur d'ordres BX puisse exécuter des ordres de commande émis par l'émetteur d'ordres AX. Ceci nécessite une procédure d'appariement. Par exemple le récepteur d'ordres BX peut être mis, à l'aide d'un bouton, dans un mode d'apprentissage particulier qui le rend apte à enregistrer une clé d'authentification particulière provenant de l'émetteur d'ordres AX. Cette procédure d'appariement peut être effectuer par l'intermédiaire du répéteur RX si le récepteur d'ordres BX n'est pas à portée de l'émetteur d'ordres AX. Il est possible que l'émetteur d'ordres AX connaisse plusieurs répéteurs, soit pour atteindre différents récepteurs d'ordres, soit encore pour atteindre le même récepteur d'ordres. Dans ce dernier cas, la session S1 est adressée au répéteur connu par l'émetteur d'ordres AX comme présentant le meilleur taux de transmission vers le récepteur d'ordres à atteindre. En cas de non-réponse pour une raison quelconque, la session est adressée vers un répéteur de substitution. Dans ce cas, on préfère utiliser une première session de communication S1 de type point à multipoint. Enfin, le procédé s'applique de la même façon que le point de communication AX soit, comme décrit, un émetteur d'ordres souhaitant communiquer avec un point de communication BX étant un récepteur d'ordres ou que ce soit l'inverse. M S12. S 649.12FR.484. dpt L'invention permet de remplacer une communication de type point à multipoint entre un point de communication AX et: des points de communication BX et CX atteignables par l'intermédiaire d'un point RX1, un point de communication DX atteignable par l'intermédiaire d'un point RX2, des points de communication EX, FX et GX à portée du point AX, par: une session de communication point à multipoint PTMP ouverte et fermée par le point AX et permettant des échanges entre le point AX et les points EX, FX, GX, une session de communication point à point PTP ouverte et fermée par le point AX et sollicitant le point RX1, une session de communication point à multipoint PTMP ouverte et fermée par le point RX1 permettant des échanges entre le point RX1 et les points AX, BX, CX, une session de communication point à point PTP ouverte et fermée par le point AX et sollicitant le point RX2, une session de communication point à multipoint PTMP ouverte et fermée par le point RX2 permettant des échanges entre le point RX2 et les points AX, DX. MS12. S649.12FR.484.dpt Revendications: 1. Procédé de communication par le biais d'ondes radioélectriques entre un premier point de communication (AX) et un deuxième point de communication (BX) par l'intermédiaire d'au plus un point auxiliaire de communication (RX), les points de communication (AX, BX et RX) appartenant à un même réseau domotique de commande à distance d'équipements assurant le confort et/ou la sécurité dans un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend une première session de communication de type point à point entre le premier point de communication (AX) et le point intermédiaire de communication (RX) et en ce qu'il comprend une deuxième session de communication de type point à multipoint entre le point intermédiaire de communication (RX), d'une part, et le premier point de communication (AX) et le deuxième point de communication (BX), d'autre part, lors de laquelle il y a échange d'informations entre le point intermédiaire de communication (RX) et le premier point de communication (AX) et échange d'informations entre le point intermédiaire de communication (RX) et le deuxième point de communication (BX). 2. Procédé de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la première session de communication, le premier point de communication (AX) adresse au point intermédiaire de communication (RX), une requête d'aide. 3. Procédé de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la requête d'aide comprend l'adresse du deuxième point de communication (BX) et/ou le contenu d'un message (MSG) à transmettre. MS\2. S 649.12FR.484.dpt 2862471 13 4. Procédé de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans une étape préliminaire, le premier point de communication (AX) apprend que le point intermédiaire de communication (RX) est un moyen lui permettant de communiquer avec le deuxième point de communication (BX). 5. Procédé de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le point intermédiaire de communication (RX) est identifié comme étant un moyen d'accès au deuxième point de communication (BX) au cours d'une procédure de découverte. 6. Utilisation du procédé de communication selon l'une des revendications précédentes pour la création d'un lien durable d'authentification entre le premier point de communication (AX) et le deuxième point de communication (BX). 7. Réseau domotique de communication par le biais d'ondes radioélectriques, comprenant au moins trois points de communication (AX, BX, RX) munis d'émetteurs-récepteurs de signaux radioélectriques, caractérisé en ce que chacun des points de communication (AX, BX, RX) comprend des moyens logiciels permettant la mise en oeuvre du procédé de communication selon l'une des revendications 1 à 5. MS12.S649.12FR.484.dpt