Brevet FR2893744A1 — publié le 20070525

L'invention concerne, de façon générale, les systèmes de communication, notamment les systèmes mettant en œuvre des relais radio. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier aspect, un système de communication comprenant une unité centrale et une pluralité d'unités périphériques dont chacune est reliée à l'unité centrale soit par une liaison directe soit par une liaison indirecte formée d'au moins deux liaisons directes et impliquant au moins une autre unité périphérique jouant au moins le rôle de relais, chaque unité comprenant un émetteur-récepteur radio. Dans certaines applications, et notamment dans le domaine de la sécurité, les systèmes de communication de ce type doivent satisfaire simultanément de nombreuses contraintes, notamment en termes de gestion du flux d'information, de respect de délai d'acheminement des messages entre unités, et de limitation de la consommation d'énergie électrique. La présente invention a précisément pour but de proposer un système de communication répondant à ces exigences. A cette fin, le système de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les liaisons ont une topologie arborescente associée à une hiérarchisation des unités en couples dont chacun comprend une unité maître et une unité esclave appartenant à des niveaux respectifs contigus et en liaison mutuelle directe, l'unité centrale occupant le niveau zéro et chaque unité périphérique occupant un 2 2893744 niveau déterminé par le nombre de liaisons directes à travers lesquelles elle est reliée à l'unité centrale, en ce que les différentes unités du système comprennent des moyens de cadencement respectifs synchronisés entre eux 5 et définissant périodiquement un cycle de transmission comprenant au moins une phase de transmission centralisatrice et une phase de transmission décentralisatrice, chaque phase comprenant elle-même des vagues successives de propagation de messages à chacune 10 desquelles sont associés des niveaux source et cible contigus l'un à l'autre, en ce qu'au cours de la phase de transmission centralisatrice, les vagues de propagation sont déclenchées séquentiellement depuis le niveau source le plus élevé et les unités esclaves du niveau source 15 associé à chaque vague de propagation sont activées à tour de rôle par les moyens de cadencement pour communiquer avec leurs unités maîtres respectives, et en ce qu'au cours de la phase de transmission décentralisatrice, les vagues de propagation sont 20 déclenchées séquentiellement depuis le niveau source le plus bas et l'unité ou les unités maîtres du niveau source associé à chaque vague de propagation est activée ou sont activées à tour de rôle par les moyens de cadencement pour communiquer séquentiellement avec les 25 unités esclaves correspondantes. Par exemple, il est possible de prévoir que chaque unité jouant le rôle de relais comprenne des moyens de mémorisation pour mémoriser, en vue de leur retransmission différée, des messages en provenance ou à 30 destination d'au moins une unité périphérique de niveau supérieur au niveau de cette unité relais, que les vagues successives de propagation définies à l'intérieur de 3 2893744 chaque phase de transmission par les moyens de cadencement, et pendant chacune desquelles les messages disponibles au niveau source sont propagés vers le niveau cible, soient en nombre au moins égal au nombre de 5 niveaux du système moins un, que le niveau cible associé à chaque vague soit constitué par le niveau immédiatement inférieur au niveau source associé à cette vague pour les transmissions de la phase centralisatrice et par le niveau immédiatement supérieur au niveau source associé à 10 cette vague pour les transmissions de la phase décentralisatrice, que les moyens de cadencement définissent encore, à l'intérieur de chaque vague de propagation, un ensemble de fenêtres temporelles de communication en nombre au moins égal au nombre total 15 d'unités dont le niveau est supérieur au niveau le plus bas parmi les niveaux source et cible associés à cette vague, une fenêtre temporelle étant réservée à chacune de ces unités de niveau supérieur, et que tout message en provenance ou à destination de chacune de ces unités de 20 niveau supérieur soit attendu et transmis dans la fenêtre temporelle réservée à cette unité de niveau supérieur. De préférence, les unités esclaves sont activées par les moyens de cadencement, au moins tous les N cycles où N est un nombre entier au moins égal à deux, pour 25 adresser aux unités maîtres correspondantes un message au moins constitué par une déclaration de présence. Chaque unité est avantageusement conçue pour transmettre, à réception d'un message émis par une autre unité au cours d'une vague de propagation de messages, un 30 message d'acquittement à cette autre unité au cours de la même vague de propagation. 4 2893744 En outre, chaque unité est de préférence conçue pour retransmettre, à défaut de réception d'un message d'acquittement attendu d'une autre unité, le message déjà émis antérieurement à cette autre unité. 5 Chaque unité de chaque couple communique par exemple avec l'autre unité de ce couple sur un canal fréquentiel choisi au cours du temps parmi un ensemble de canaux fréquentiels différents les uns des autres et en nombre au moins égal à deux, le canal choisi pour un 10 cycle de transmission pouvant être utilisé pendant tout ce cycle. Le canal fréquentiel choisi pour un cycle peut être déterminé en fonction du quantième de ce cycle, de sorte que, dans le cas où l'ensemble des canaux fréquentiels 15 comprend deux canaux, ces canaux sont choisis alternativement au début de chaque nouveau cycle, les cycles de transmission successifs pouvant en outre avoir la même durée. Le système de l'invention, tel que précédemment défini, 20 trouve son application privilégiée dans la réalisation d'un système d'alarme incendie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement 25 limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma représentant la topologie d'un système conforme à l'invention; - la figure 2 est un schéma représentant le cadencement 30 général d'un système tel qu'illustré à la figure 1; et 5 2893744 - la figure 3 est un schéma représentant le détail du cadencement du système illustré à la figure 1. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un système de communication comprenant une unité centrale U0 5 et une pluralité d'unités périphériques telles que Ul à U10, chaque unité UO à U10 comprenant un émetteur- récepteur radio tel que ERO à ER10. Chaque unité périphérique est reliée à l'unité centrale UO soit par une liaison directe, comme c'est le 10 cas des unités U1 à U4, soit par une liaison indirecte, comme c'est le cas des unités U5 à U10. Chaque liaison indirecte est formée de plusieurs liaisons directes et implique une ou plusieurs autres unités périphériques jouant notamment le rôle de relais. 15 Par exemple, chacune des unités U5 à U8 est reliée à l'unité centrale UO par une liaison indirecte correspondante formée de deux liaisons directes et impliquant l'unité U4 en tant que relais. De même, chacune des unités U9 et U10 est reliée à 20 l'unité centrale U0 par une liaison indirecte correspondante formée de trois liaisons directes et impliquant les unités U7 et U4 en tant que relais. Selon l'invention, les liaisons entre les unités U0 à Ul0 ont une topologie arborescente, c'est-à-dire 25 exempte de boucle fermée, cette topologie étant en outre associée à une hiérarchisation des unités U0 à U10. Plus précisément, ces unités sont organisées en couples, chaque couple comprenant une unité maître et une unité esclave reliées l'une à l'autre par une liaison 30 directe. 6 2893744 Par exemple, les unités U1 à U4 sont les unités esclaves de couples respectifs dont l'unité maître est constituée par l'unité U0, les unités U5 à U8 sont les unités esclaves de couples respectifs dont l'unité maître 5 est constituée par l'unité U4, et les unités U9 et U10 sont les unités esclaves de couples respectifs dont l'unité maître est constituée par l'unité U7. Dans chaque couple, l'unité maître et l'unité esclave appartiennent à des niveaux contigus respectifs 10 différents, l'unité centrale UO occupant le niveau zéro NO, et chaque unité périphérique Ui à U10 occupant un niveau, tel que Ni à N3, qui est déterminé par le nombre de liaisons directes à travers lesquelles cette unité périphérique est reliée à l'unité centrale U0. 15 L'unité centrale UO et les unités périphériques Ul à U10 comprennent des moyens de cadencement respectifs HO à H10, tels que des horloges, qui sont synchronisés entre eux. Ces moyens de cadencement définissent 20 périodiquement (figure 2) un cycle de transmission CT comprenant au moins une phase de transmission centralisatrice Phc et une phase de transmission décentralisatrice Phd. De préférence, tous les cycles de transmission CT 25 ont la même durée, et toutes les phases de transmission Phc et Phd ont la même durée. Chacune des phases Phc et Phd comprend elle-même (figure 3) des vagues successives de propagation de messages telles que N3_N2, N2_Nl, N1_NO, NO_Nl, Nl_N2, et 30 N2 N3. _ A chacune de ces vagues sont associés un niveau source et un niveau cible contigu au niveau source. 7 2893744 Plus précisément, à chacune des vagues Na_Nb, où "a" et "b" sont des nombres entiers compris entre 0 et 3, sont associés le niveau source Na et le niveau cible Nb. 5 Au cours de la phase de transmission centralisatrice Phc, les vagues de propagation N3_N2, N2 N1, et N1 NO sont déclenchées séquentiellement depuis le niveau source le plus élevé N3. Par ailleurs, à l'intérieur de chaque vague de 10 propagation de cette phase de transmission centralisatrice, les unités esclaves du niveau source associé à cette vague de propagation, telles que U9 et U10 pour la vague N3_N2, sont activées à tour de rôle par leurs moyens de cadencement respectifs, tels que H9 et 15 H10, pour communiquer avec leurs unités maîtres respectives, en l'occurrence communes et constituées par l'unité U7. Au cours de la phase de transmission décentralisatrice Phd, les vagues de propagation NO_N1, 20 N1 N2, et N2 N3 sont déclenchées séquentiellement depuis le niveau source le plus bas NO. Par ailleurs, à l'intérieur de chaque vague de propagation de cette phase de transmission décentralisatrice, l'unité maître UO ou les unités 25 maîtres du niveau source associé à cette vague de propagation, par exemple l'unité UO pour la vague NO Nl, est activée ou sont activées à tour de rôle par les moyens de cadencement respectifs pour communiquer séquentiellement avec les unités esclaves 30 correspondantes, en l'occurrence les unités U1 à U4. 8 2893744 Chaque unité jouant le rôle de relais, en l'occurrence les unités U4 et U7, comprend une mémoire respective telle que M4 et M7 servant à mémoriser, en vue de leur retransmission différée, les messages transitant 5 par cette unité relais, aussi bien en provenance qu'à destination d'une ou plusieurs unités périphériques appartenant à un niveau supérieur au niveau de cette unité relais. La mémoire M7 mémorise donc au moins les messages 10 des unités U9 et U10 à destination de l'unité U0 lors de chaque phase de transmission centralisatrice Phc, et les messages de l'unité UO à destination des unités U9 et U10 lors de chaque phase de transmission décentralisatrice Phd. 15 Néanmoins, il peut être judicieux de prévoir que chacune des unités UO à U10 soit dotée, comme illustré à la figure 1, d'une mémoire correspondante MO à M10. De préférence, tous les messages disponibles au niveau source sont propagés vers le niveau cible pendant 20 chacune des vagues successives de propagation. Pour ce faire, les vagues successives de propagation, telles que N3 N2, N2 N1, Nl NO, NO Ni, N1 N2, et N2 N3, définies à l'intérieur de chacune des phases de transmission Phc et Phd par les différentes 25 horloges HO à H10, sont en nombre égal ou supérieur au nombre de niveaux NO à N3 du système moins un, c'est-à-dire en nombre au moins égal à 3 dans l'exemple illustré. Lors des transmissions réalisées pendant la phase centralisatrice Phc, le niveau cible associé à chaque 30 vague est constitué par le niveau immédiatement inférieur au niveau source associé à cette même vague. 9 2893744 En revanche, lors des transmissions réalisées pendant la phase décentralisatrice Phd, le niveau cible associé à chaque vague est constitué par le niveau immédiatement supérieur au niveau source associé à cette 5 même vague. A l'intérieur de chacune des vagues de propagation telles que N3_N2, N2_N1, Ni_NO, NO_Nl, N1_N2, et N2_N3 (figure 3), les horloges HO à H10 définissent un ensemble de fenêtres temporelles de communication telles que U10U7, U9 U4, U10U4, U5_U4, U6 U4, U7 U4, U8 U4, _ _ _ U10U0, U5U0, U6 U0, U7 U0, U8 U0, UlU0, U4 U0, _ _ et U3 UO pour la phase Phc, et U0Ul, UO U4, _ UO U3, U0 U9, U0 U10, U0 U5, U0 U6, U0 U7, U0 U8, U4 U10, U4 U5, U4_U6, U4 U7, U4 U8, U7 U9, et _ pour la phase Phd. Chaque fenêtre, telle que Ua Ub où "Ua" et "Ub" désignent des unités différentes, est dédiée à la transmission d'un message depuis l'unité périphérique "Ua" vers une unité relais ou l'unité centrale "Ub" dans 20 la phase Phc, et dédiée à la transmission d'un message depuis l'unité centrale ou une unité relais "Ua" vers une unité périphérique "Ub" dans la phase Phd. A l'intérieur de chaque vague de propagation, ces fenêtres sont en nombre supérieur ou égal au nombre total 25 d'unités dont le niveau est supérieur au niveau le plus bas parmi les niveaux source et cible associés à cette vague, une fenêtre temporelle étant réservée à chacune de ces unités de niveau supérieur. Par exemple, dans le mode de réalisation 30 particulier illustré, le nombre de fenêtres dans la vague N2 N1 est égal à six dans la mesure où le système comporte six unités (U5 à U10) dont le niveau est 10 U9_U7 , U9 U0, U2 U0, U0 U0, U4 U9, 15 U7 U10 10 2893744 supérieur au niveau N1, qui est le bas des niveaux source et cible (N2 et N1) associés à cette vague. Ainsi, tout message en provenance ou à destination d'une unité de niveau supérieur est attendu et transmis 5 dans la fenêtre temporelle réservée à cette unité de niveau supérieur. Néanmoins, dans le cas où l'unité qui recueille le message est une unité relais telle que U4 et U7, et n'est donc pas la destinataire finale de ce message, ce message 10 fait l'objet d'une mémorisation dans cette unité, ce que symbolisent les références M4 et M7 sur la figure 3. Comme le montre encore cette figure, les phases Phc et Phd comportent des fenêtres temporelles (entourées en gras) dédiées aux transmissions entre l'unité centrale U0 15 et les unités périphériques qui lui sont directement liées (Ul à U4), ces fenêtres temporelles pouvant éventuellement être regroupées dans une phase intermédiaire entre les phases Phc et Phd. Dans le cas où le système de l'invention est 20 utilisé en tant que système d'alarme incendie, ce qui constitue son application privilégiée, et où aucune alarme n'est à donner, les unités périphériques sont a priori silencieuses, de sorte que les unités maîtres, et notamment l'unité centrale U0, ne sont pas en mesure de 25 vérifier la qualité de leur liaison radio avec les unités esclaves. Pour lever cette incertitude sans pour autant augmenter sensiblement la consommation d'énergie, il peut être judicieux de prévoir que les unités esclaves, telles 30 que U1, U5, et U9, soient activées par les horloges H1, H5, H9 correspondantes, tous les N cycles CT (N étant un nombre entier supérieur à 1 et par exemple de l'ordre de 11 2893744 10), pour adresser une déclaration de présence aux unités maîtres correspondantes, telles que U0, U4, et U7. Pour renforcer la sécurité de transmission, chaque unité telle que U0 à U10 est en outre avantageusement 5 conçue de manière à transmettre, à réception d'un message émis par une autre unité au cours d'une vague de propagation de messages, un message d'acquittement à cette autre unité au cours de la même vague de propagation. 10 Ainsi, dans le cas où une première unité, après avoir transmis un message à une deuxième unité, ne reçoit aucun message d'acquittement de la part de cette deuxième unité, la première unité peut transmettre une nouvelle fois à la deuxième unité le message déjà antérieurement 15 émis à destination de cette deuxième unité. Comme le montre la figure 2, la communication radio entre unités est de préférence établie sur plusieurs canaux fréquentiels différents, par exemple sur deux canaux fréquentiels CN1 et CN2. 20 Comme le montre également cette figure, le canal choisi pour un cycle de transmission CT est avantageusement utilisé pendant tout ce cycle. Dans le cas d'utilisation de deux canaux CN1 et CN2, le canal utilisé change par exemple au début de 25 chaque cycle CT, le premier cycle CT utilisant le canal CN1, le deuxième cycle CT utilisant le canal CN2, le troisième cycle CT utilisant à nouveau le canal CN1, etc. De façon générale, et quel que soit le nombre total de canaux utilisés, le canal fréquentiel choisi pour 30 chaque cycle CT peut être déterminé en fonction du quantième de ce cycle. 12 2893744 Par exemple, dans le cas d'utilisation de trois canaux, le premier canal sera utilisé dans les cycles de rang 1, 4, 7, 10 etc., le deuxième canal sera utilisé dans les cycles de rang 2, 5, 8, 11 etc , et le troisième 5 canal sera utilisé dans les cycles de rang 3, 6, 9, 12 etc. 13 REVENDICATIONS . 1. Système de communication comprenant une unité centrale (UO) et une pluralité d'unités périphériques (Ul à U10) dont chacune est reliée à l'unité centrale (UO) soit par une liaison directe soit par une liaison indirecte formée d'au moins deux liaisons directes et impliquant au moins une autre unité périphérique (U4, U7) jouant au moins le rôle de relais, chaque unité (U0 à U10) comprenant un émetteur-récepteur radio (ERO à ER10), caractérisé en ce que les liaisons ont une topologie arborescente associée à une hiérarchisation des unités (UO à U10) en couples (U0, Ul; U0, U4; U4, U7; U7, U9) dont chacun comprend une unité maître (UO; UO; U4; U7) et une unité esclave (Ul; U4; U7; U9) appartenant à des niveaux respectifs contigus (NO, Nl; NO, N1; N1, N2; N2, N3) et en liaison mutuelle directe, l'unité centrale (UO) occupant le niveau zéro (NO) et chaque unité périphérique (Ul à U10) occupant un niveau déterminé (Nl à N3) par le nombre de liaisons directes à travers lesquelles elle est reliée à l'unité centrale (UO), en ce que les différentes unités (UO à U10) du système comprennent des moyens de cadencement respectifs (HO à H10) synchronisés entre eux et définissant périodiquement un cycle de transmission (CT) comprenant au moins une phase de transmission centralisatrice (Phc) et une phase de transmission décentralisatrice (Phd), chaque phase (Phc; Phd) comprenant elle-même des vagues successives (N3 N2, N2_N1, N1 NO, NO N1, N1 N2, N2 N3) de propagation de messages à chacune desquelles sont associés des niveaux source et cible (N3, N2; N2, N1; N1, NO; NO, Ni; N1, N2; 14 2893744 N2, N3) contigus l'un à l'autre, en ce qu'au cours de la phase de transmission centralisatrice (Phc), les vagues de propagation (N3_N2, N2_Nl, Nl_NO) sont déclenchées séquentiellement depuis le niveau source le plus élevé 5 (N3) et les unités esclaves (U9, U10) du niveau source (N3) associé à chaque vague de propagation (N3_N2) sont activées à tour de rôle par les moyens de cadencement (H9, H10) pour communiquer avec leurs unités maîtres respectives (U7), et en ce qu'au cours de la phase de 10 transmission décentralisatrice (Phd), les vagues de propagation (NO N1, N1 N2, N2_N3) sont déclenchées séquentiellement depuis le niveau source le plus bas (NO) et l'unité (UO) ou les unités maîtres du niveau source (NO) associé à chaque vague de propagation (NO_N1) est 15 activée ou sont activées à tour de rôle par les moyens de cadencement (HO) pour communiquer séquentiellement avec les unités esclaves correspondantes (Ul à U4). 2. Système de communication suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque unité (U4, U7) jouant le 20 rôle de relais comprend des moyens de mémorisation (M4, M7) pour mémoriser, en vue de leur retransmission différée, des messages en provenance ou à destination d'au moins une unité périphérique (U5 à U8, U9 à U10) de niveau supérieur au niveau de cette unité relais, en ce 25 que les vagues successives de propagation (N3 N2, N2 N1, N1 NO; NO N1, N1 N2, N2 N3) définies à l'intérieur de chaque phase de transmission (Phc, Phd) par les moyens de cadencement, et pendant chacune desquelles les messages disponibles au niveau source (N3; N2; N1; NO; N1; N2) 30 sont propagés vers le niveau cible (N2; N1; NO; Nl; N2; N3), sont en nombre au moins égal au nombre de niveaux (NO à N3) du système moins un, en ce que le niveau cible 15 2893744 (N2; N1; NO; N1; N2; N3) associé à chaque vague (N3_N2, N2 Ni, N1 NO; NO N1, N1 N2, N2 N3) est constitué par le niveau immédiatement inférieur au niveau source (N3; N2; N1) associé à cette vague pour les transmissions de la 5 phase centralisatrice (Phc) et par le niveau immédiatement supérieur au niveau source (NO; N1; N2) associé à cette vague pour les transmissions de la phase décentralisatrice (Phd), en ce que les moyens de cadencement (HO à H10) définissent encore, à l'intérieur 10 de chaque vague de propagation (N3_N2, N2_N1, N1_NO; NO N1, N1 N2, N2 N3), un ensemble de fenêtres temporelles de communication (U9 U7, UlO U7; U9 U4, UlO U4, U5 U4, U6 U4, U7 U4, U8 U4; . . .) en nombre au moins égal au nombre total d'unités (UO à U10) dont le niveau est 15 supérieur au niveau le plus bas parmi les niveaux source (N3; N2; Ni; NO; N1; N2) et cible (N2; N1; NO; N1; N2; N3) associés à cette vague (N3N2, N2_N1, N1_NO; NO_Ni, N1 N2, N2 N3), une fenêtre temporelle (U9 U7, UlO U7; U9 U4, U10 U4, .) étant réservée à chacune de ces 20 unités (U9, U10) de niveau supérieur, et en ce que tout message en provenance ou à destination de chacune de ces unités (U9, U10) de niveau supérieur est attendu et transmis dans la fenêtre temporelle (U9 U7, U10 U7; U9 U4, U10 U4; U4 U9, U4 U10; U7 U9, U7 U10) réservée à 25 cette unité (U9, U10) de niveau supérieur. 3. Système de communication suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les unités esclaves (U1, U5, U9) sont activées par les moyens de cadencement (Hl, H5, H9), au moins tous les N cycles (CT) où N est un nombre entier 30 au moins égal à deux, pour adresser aux unités maîtres correspondantes (U0, U4, U7) un message au moins constitué par une déclaration de présence. 16 2893744 4. Système de communication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque unité (U0 à U10) est conçue pour transmettre, à réception d'un message émis par une autre unité au cours 5 d'une vague de propagation de messages, un message d'acquittement à cette autre unité au cours de la même vague de propagation. 5. Système de communication suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque unité (U0 à U10) est conçue 10 pour retransmettre, à défaut de réception d'un message d'acquittement attendu d'une autre unité, le message déjà émis antérieurement à cette autre unité. 6. Système de communication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que 15 chaque unité (U9) de chaque couple (U9, U7) communique avec l'autre unité (U7) de ce couple sur un canal fréquentiel choisi au cours du temps parmi un ensemble de canaux fréquentiels différents (CN1, CN2) les uns des autres et en nombre au moins égal à deux, et en ce que le 20 canal choisi pour un cycle de transmission (CT) est utilisé pendant 7. Système de caractérisé en choisi pour un 25 quantième de ce 8. Système de caractérisé en tout ce cycle. communication suivant la revendication 6, ce que le canal fréquentiel (CN1, CN2) cycle (CT) est déterminé en fonction du cycle. communication suivant la revendication 7, ce que l'ensemble des canaux fréquentiels comprend deux canaux (CN1, CN2), et en ce que ces canaux () sont choisis alternativement au début de chaque 30 nouveau cycle (CT). 17 2893744 9. Système de communication suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les cycles de transmission (CT) successifs ont la même durée. 10. Application d'un système de communication suivant 5 l'une quelconque des revendications précédentes à la réalisation d'un système d'alarme incendie.