Brevet FR2878386A1 — publié le 20060526

PROCEDE D'ANTICOLLISION POUR TRANSPONDEURS ELECTROMAGNETIQUES Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale le domaine des transpondeurs électromagnétiques destinés à communiquer sans contact avec un terminal (borne de lecture ou de lecture-écriture). L'invention concerne plus particulièrement les systèmes dans lesquels plusieurs transpondeurs sont susceptibles de se trouver en même temps dans le champ d'un terminal devant communiquer avec l'un d'entre eux. Exposé de l'art antérieur La figure 1 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple de système à transpondeurs électromagnétiques du type auquel s'applique la présente invention. Dans cet exemple, deux transpondeurs 20 sont présents dans le champ électromagnétique d'un terminal 10 de lecture-écriture, généré au moyen d'une antenne 11 d'un circuit oscillant du terminal. Côté transpondeurs 20, chacun possède une antenne 21 de circuits résonnants pour capter les transmissions du terminal et émettre en retour des informations vers celui-ci. La présente invention concerne plus particulièrement le cas de transpondeurs électromagnétiques dépourvus d'alimentation autonome qui extraient l'énergie nécessaire au fonction- nement des circuits qu'ils comportent du champ rayonné par le terminal 10 à portée duquel ils se trouvent. Des exemples de systèmes à transpondeur du type auquel s'applique la présente invention sont décrits dans les demandes de brevet européen n 1043678 et 1043680. La transmission d'informations dans le sens terminal 10 vers transpondeur(s) 20 s'effectue généralement en modulation d'amplitude d'une porteuse haute fréquence (par exemple, 13,56 Mhz) servant également de signal de téléalimentation des transpondeurs, au rythme d'un codage des informations à transmettre. Cette modulation d'amplitude est par exemple effectuée avec un taux de modulation de l'ordre de 10% (compris entre 5 et 20%). Dans le sens transpondeur 20 vers terminal 10, la transmission d'informations s'effectue par une rétromodulation consistant à modifier la charge du transpondeur dans le champ de la borne. Pour cela, un microcontrôleur que comporte généralement le transpondeur commande un ou plusieurs interrupteurs de rétromodulation, par exemple, au rythme d'une sous-porteuse (par exemple, 847,5 kHz), ou en codage direct (par exemple, Manchester). La modification de charge est détectée par un démodulateur d'amplitude ou de phase du terminal. Un problème qui se pose est la gestion des collisions éventuelles entre les couu unications émises par plusieurs transpondeurs présents dans le champ d'un même terminal. En effet, lorsque plusieurs transpondeurs se trouvent dans le champ d'un terminal, cela influe sur le couplage entre ce terminal et les transpondeurs. Les normes de coumunication définissent des trames d'interrogation envoyées périodiquement par les terminaux et des trames de réponse émises par les transpondeurs ainsi que les formats de trames ultérieures de couuuunication. Pour les communications dans le sens terminal vers transpondeur(s), le ou les transpondeurs auxquels sont destinés les messages lorsqu'il ne s'agit pas d'une simple trame 2878386 3 d'interrogation sont identifiés dans les trames respectives. De plus, la profondeur de modulation de l'ordre d'une dizaine de pourcent disponible suffit généralement à rendre détectable (démodulable) les trames par les transpondeurs. Par contre, dans le sens transpondeur vers terminal, si plusieurs transpondeurs émettent en même temps, cela pose un problème lié au couplage entre les différents transpondeurs. Le terminal ne reçoit alors en pratique que du bruit. Ce problème est particulièrement présent si les antennes respectives des différents transpondeurs sont alignées. En pratique les transpondeurs sont souvent constitués de cartes à puce ou d'étiquettes électroniques dans lesquelles une antenne constituée d'un enroulement inductif plan est réalisée et connectée à un circuit intégré contenant les autres circuits du transpondeur. Si plusieurs cartes (par exemple dans un portefeuille) ou plusieurs étiquettes électroniques (par exemple des visas électroniques d'un passeport) se trouvent superposées, le couplage est fortement perturbé, surtout si leurs antennes sont alignées. Résumé de l'invention La présente invention vise à pallier tout ou partie des inconvénients des systèmes à transpondeurs connus. L'invention vise plus particulièrement à proposer un mécanisme d'anticollision des transmissions quand plusieurs transpondeurs électromagnétiques sont dans le champ d'un terminal. L'invention vise également à proposer une solution qui soit compatible avec un paramétrage commandé par le terminal. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit un procédé de sélection d'un premier transpondeur électromagnétique devant conumniquer avec un terminal, consistant à sélectionner, parmi au moins deux valeurs résistives d'un circuit de rétromodulation couuuutable du transpondeur, celle des résistances ayant la valeur la plus faible. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, la sélection de l'élément résistif de valeur faible du premier transpondeur est commandée par le terminal qui émet à destination du transpondeur un message particulier. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, d'autres transpondeurs susceptibles d'être dans le champ du terminal sont configurés pour que leurs circuits de rétromodulation présentent une résistance élevée par rapport à la résistance faible du premier transpondeur. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, les transpondeurs sont des visas électroniques portés par des passeports. L'invention prévoit également un transpondeur électromagnétique comportant un circuit de rétromodulation pourvu d'au moins deux éléments résistifs commutables de valeurs différentes, l'élément résistif de valeur la plus faible étant sélectionné sous commande d'un terminal dans le champ duquel se trouve le transpondeur pour maximiser sa transmission. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le rapport entre les valeurs des résistances est compris entre 2 et 20. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le transpondeur constitue un visa électronique dans une application de passeport. L'invention prévoit également un terminal de lecture-écriture de transpondeurs électromagnétiques, comportant des moyens pour émettre à destinaticn d'au moins un transpondeur susceptible d'être dans son champ, un message de configuration du transpondeur dans un mode de rétromodulation résistif avec une valeur relativement faible par rapport aux valeurs résistives d'autres éléments commutables que comporte le transpondeur. L'invention prévoit en outre un système de communication radiofréquence à base de transpondeur électroma-35 gnétique, comportant: 10 au moins un terminal de lecture-écriture; plusieurs transpondeurs électromagnétiques susceptibles de communiquer avec le terminal, chaque transpondeur comprenant un circuit de rétromodulation ayant au moins deux éléments résistifs commutables de valeurs différentes pour mettre en oeuvre un procédé d'anticollision. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de mise en oeuvre et de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 qui a été décrite précédemment représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple de système à transpondeur électromagnétique du type auquel s'applique la présente invention; la figure 2 représente, de façon très schématique, un exemple d'application de la présente invention à des passeports et visas électroniques; la figure 3 illustre la superposition de plusieurs étiquettes électroniques sur un terminal dans l'application de la figure 2; la figure 4 représente de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un transpondeur 25 électromagnétique selon la présente invention; et la figure 5 illustre, scus la forme d'un organigramme simplifié, un mode de mise en oeuvre du procédé d'anticollision selon l'invention. Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. De plus, seuls les éléments et étapes qui sont utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits par la suite. En particulier, les différents circuits constitutifs d'un terminal de lecture et écriture d'un système à transpondeurs électromagnétiques n'ont pas été détaillés, l'invention étant compatible avec les terminaux classiques. De plus, les détails d'établissement de messages et les techniques de modulation et de rétromodulation n'ont pas été illustrés plus que nécessaire, l'invention étant là encore compatible avec les techniques classiques et notamment celles prévues par les normes IS014443 et IS015693. La figure 2 illustre un exemple d'application préféré de la présente invention aux passeports et visas dits électroniques. Cette figure représente schématiquement un passeport 30 constitué d'un carnet de plusieurs feuilles à l'intérieur de certaines desquelles sont collés un ou plusieurs visas électroniques 20 constitués d'étiquettes électroniques formant transpondeurs électromagnétiques. Chaque étiquette intègre un circuit 22 pourvu généralement d'un microcontrôleur et une antenne 21 pour capter le champ électromagnétique d'un terminal (non représenté en figure 2) et émettre des informations à destination de celui-ci. Cet exemple d'application montre bien que de nombreux 20 transpondeurs (visas) peuvent être présents dans un même carnet (passeport) et peuvent alors poser des problèmes de couplage lors d'une communication avec un terminal. La figure 3 représente, de façon très schématique, un terminal 10 de lecture de passeports électroniques 30. Comme précéde Liment, ce terminal 10 comporte un système informatique 12 (par exemple, un microcontrôleur) de gestion des échanges et des éléments de génération d'un champ électromagnétique par l'intermédiaire d'une antenne 11. Pour sa lecture, un passeport électronique est destiné à être posé sur une surface proche de l'antenne il de façon à fonctionner par couplage très proche (hyperproximité). Cette caractéristique des systèmes de passeports électroniques est liée au besoin d'éviter que les informations transmises puissent être captées par un lecteur pirate placé à proximité du terminal 10. Il ressort clairement de la figure 3 que si plusieurs visas électroniques 20 sont contenus dans le passeport 30, il se pose un problème de couplage et d'anticollision. La présente invention s'applique plus particulièrement au cas où le système à transpondeurs électromagnétiques est destiné à fonctionner en couplage magnétique très proche (en pratique, les éléments portant les transpondeurs étant posés sur le terminal). La figure 4 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un exemple d'architecture d'un transpondeur électromagnétique 20 (par exemple, une étiquette électronique) pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation de l'invention. Selon cet exemple, l'antenne 21 de l'étiquette électronique 20 forme, avec un condensateur C, un circuit résonant parallèle qui est connecté aux entrées alternatives d'un pont redresseur 15 (par exemple, double alternance). Les sorties redressées 16 et 17 du pont 15 fournissent, par l'intermédiaire d'un condensateur de stockage C' et d'un élément de régulation de tension 18 (REG;, une tension d'alimentation aux circuits du transpondeur symbolisés par un bloc 23 (iC), par exemple un microcontrôleur. Le microcontrôleur 23 (plus particulièrement son circuit de démodulation) reçoit par ailleurs un signal extrait directement d'une des bornes d'entrée du pont 15 pour être capable de démoduler les informations transmises par un terminal. Pour transmettre des informations vers le terminal, le circuit 23 comporte plusieurs éléments 24, 24' de rétro-modulation résistive destinés à modifier la charge du transpondeur sur le champ électromagnétique du terminal. Par exemple, chaque élément 24, 24' est constitué d'un interrupteur 25, 25' respectivement en série avec un élément résistif 26, 26' entre les bornes 16 et 17. En variante, les éléments de rétromodulation sont situés en amont du pont 15, c'est-à-dire directement aux bornes du circuit oscillant. Pour éviter les phénomènes de collision de transmission dans le sens étiquette électronique vers terminal, on prévoit de diminuer la résistance du circuit de rétromodulation du transpondeur devant communiquer avec le terminal afin d'augmenter le signal transmis. En d'autres termes, si une collision est détectée ou soupçonnée par le terminal, celui-ci donne instruction au transpondeur avec lequel il veut couununiquer de diminuer la résistance de son circuit de rétromodulation. Des circuits paramétrables de rétromodulation résistives et/ou capacitives existent et sont décrits, par exemple, dans la demande de brevet européen N 1043680. Pour la mise en oeuvre de l'invention, on fait varier uniquement la résistance du circuit oscillant, une modification de sa capacité ne modifiant pas l'intensité du signal transmis. Traditionnellement, dans les systèmes à transpondeurs électromagnétiques, on considère que diminuer la résistance du circuit résonant du transpondeur est gênant dans la mesure où cela diminue l'énergie de téléalimentation captée par le transpondeur. Cela entraîne donc une diminution de la portée du système. Toutefois, dans l'application visée par l'invention en couplage très proche, la portée n'est pas un problème de sorte qu'il est possible d'envisager une diminution de la résistance de rétromodulation des transpondeurs. Selon un mode de réalisation préféré, le rapport entre la résistance du circuit de rétromodulation qui doit conuuuniquer vers le terminal et la résistance des autres circuits de rétromodulation des autres transpondeurs est compris entre 2 et 20. Dans l'exemple de la figure 4, par exemple, la résistance 26' est dix fois plus petite que la résistance 26. Par défaut, tous les transpondeurs commutent uniquement leurs résistances 26. Le basculement sur la résistance 26' s'effectue uniquement pour un seul transpondeur en cas de collision. 2878386 9 Plusieurs méthodes sont possibles pour détecter un problème de collision dans un système de transmission. Cette détection est de préférence toujours faite par le lecteur. Selon un premier mode de mise en oeuvre, si le lecteur détecte trop d'erreurs dans le message qu'il reçoit, il suppose un problème de couplage et couuuande alors une commutation du transpondeur avec lequel il communique en utilisant une trame de transmission dans le sens lecteur vers transpondeur, cette trame n'étant pas affectée par la collision. Selon un autre mode de mise en oeuvre, cette couu utation est enclenchée par le transpondeur dès que dans une trame de transmission provenant d'un terminal il identifie une application de type passeport ou toute autre application prédéterminée pour laquelle il est justifié de gérer un éventuel problème de collision. La figure 5 illustre, par un organigramme simplifié, un mode de mise en oeuvre selon la présente invention du procédé d'anticollision. Comme précédemment, en l'absence de communication établie avec un transpondeur, un terminal 1 émet périodiquement des trames d'interrogation dites:REQB (blocs 30, REQB) jusqu'à ce qu'un transpondeur dans son champ réponde. Dans le cas où plusieurs transpondeurs reçoivent cette trame d'interrogation, ceux-ci ne répondent pas forcément simul- tanément mais avec risque de chevauchement de leur transmission dans une trame dite ATQB (blocs 31, ATQB1, ATQB2, ATQB3). Les transpondeurs ne sont pas capables de déterminer si d'autres transpondeurs sont présents dans le champ de sorte que la borne reçoit des communications perturbées. Selon un premier mode de mise en oeuvre, si le terminal est capable d'identifier un transpondeur avec lequel il veut couuuuniquer, il envoie (bloc 32, TAG1, SWITCH26') un message à ce transpondeur identifié par son numéro en lui demandant de commuter son circuit de rétromodulation sur une valeur de résistance faible par rapport à sa valeur nominale, de 2878386 10 façon à maximiser sa transmission. En option, le lecteur envoie également avant ou après une trame à destination de tous les autres transpondeurs pour leur demander de placer leur circuit de rétromodulation en mode de résistance élevée. Il s'agit là d'une option, dans la mesure où cette résistance élevée est de préférence la valeur nominale que les transpondeurs ont par défaut. Une fois que le transpondeur (par exemple, TAG1, bloc 33) auquel est destiné le message de configuration a positionné son circuit de rétromodulation résistif sur la valeur de résistance la plus faible, il peut communiquer de façon classique avec le terminal. Quoi que fassent les autres transpondeurs, leur action sur le champ sera négligeable face à celle du transpondeur TAG1. Celui-ci commute alors sa résistance 26' au rythme d'un codage de transmission vers le terminal 1, de façon classique. Selon un deuxième mode de mise en oeuvre, le terminal inclut dans un message un élément particulier de la trame (par exemple, le mot correspondant à l'identifiant de l'application connu sous la dénomination AFI ou Application Family). Cet élément est reconnaissable par les transpondeurs pour identifier l'application particulière par exemple de type passeport. Pour couununiquer avec tous les visas (toutes les étiquettes électroniques) présents dans le champ, le terminal définit un numéro de canal (Canal Identifier, CID) par étiquette. Ce canal est établi (négocié entre le terminal et chaque étiquette) pendant le protocole d'anticollision. Par la suite, le transpondeur auquel est destiné la ccuum n ication se place dans un mode de transmission à résistance faible. Un avantage de la présente invention est qu'elle évite les collisions entre les transmissions dans un fonctionnement en hyperproximité. Un autre avantage de la présente invention est qu'elle ne requiert aucune modification structurelle des terminaux ni des transpondeurs, pourvu que ces derniers soient pourvus d'un circuit de rétromodulation à résistances commutables. Un autre avantage de la présente invention est que le contrôle de celui des transpondeurs qui doit répondre est 5 effectué par le terminal. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que l'invention ait été décrite en relation avec une application particulière aux passeports électroniques, celle-ci s'applique plus généralement dès que l'on souhaite résoudre un problème de collision éventuel entre des transpondeurs connuniquant en hyperproximité avec un terminal. De plus, la mise en oeuvre pratique de l'invention à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus est à la portée de l'homme du métier en utilisant des outils classiques. REVENDICATIONS 1. Procédé de sélection d'un premier transpondeur électromagnétique (20) devant communiquer avec un terminal (10), caractérisé en ce qu'il consiste à sélectionner, parmi au moins deux valeurs résistives (26, 26') d'un circuit de rétromodulation commutable (24, 24') du transpondeur, celle des résistances ayant la valeur la plus faible. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la sélection de l'élément résistif (26') de valeur faible du premier transpondeur (20) est commandée par le terminal (1) qui émet à destination du transpondeur un message particulier. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel d'autres transpondeurs (20) susceptibles d'être dans le champ du terminal (1) sont configurés pour que leurs circuits de rétromodulation (24, 24') présentent une résistance élevée (26) par rapport à la résistance faible (26') du premier transpondeur. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les transpondeurs (20) sont des visas électroniques portés par des passeports (30). 5. Transpondeur électromagnétique (20) comportant un circuit de rétromodulation pourvu d'au moins deux éléments résistifs commutables (26, 26') de valeurs différentes, l'élément résistif de valeur la plus faible étant sélectionné sous commande d'un terminal (1) dans le champ duquel se trouve le transpondeur pour maximiser sa transmission. 6. Transpondeur selon la revendication 5, dans lequel le rapport entre les valeurs des résistances est compris entre 2 et 20. 7. Transpondeur selon la revendication 5, constituant 30 un visa électronique (20) dans une application de passeport (30). 8. Terminal (1) de lecture-écriture de transpondeurs électromagnétiques (20), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour émettre à destination d'au moins un transpondeur susceptible d'être dans son champ, un message de configuration du transpondeur dans un mode de rétromodulation résistif (26') avec une valeur relativement faible par rapport aux valeurs résistives (26) d'autres éléments commutables que comporte le transpondeur. 9. Système de communication radiofréquence à base de transpondeur électromagnétique, caractérisé en ce qu'il comporte: au moins un terminal de lecture-écriture (1) ; plusieurs transpondeurs é=_ectromagnétiques (20) susceptibles de communiquer avec le terminal, chaque transpondeur comprenant un circuit de rétromodulation (24, 24') ayant au moins deux éléments résistifs commutables (26, 26') de valeurs différentes pour mettre en oeuvre un procédé d'anticollision conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4.