Brevet FR3021825A1 — publié le 20151204

La présente invention concerne une sélection de dispositif noeud parent dans un réseau de communication sous forme d'arbre de dispositifs noeuds implémenté sur un réseau d'alimentation électrique. Les communications par courants porteurs en ligne PLC (« PowerLine Communications » en anglais) se développent, notamment dans le cadre des réseaux d'alimentation électrique de type AMM (« Automated Meter Management » en anglais). Des réseaux de communication sont ainsi implémentés au dessus de réseaux d'alimentation électrique pour la collecte automatisée, auprès de compteurs électriques intelligents (« smart meters » en anglais), de données de relevés de consommation énergétique. De tels réseaux de communication peuvent avoir une forme d'arbre pour permettre d'étendre la portée des communications. C'est le cas par exemple dans les spécifications PRIME (« PoweRline Intelligent Metering Evolution » en anglais). Les dispositifs d'un tel réseau de communication sont généralement appelés noeuds. Un dispositif noeud tient le rôle de racine du réseau de communication et gère le réseau de communication de manière à organiser le partage d'un même support de communication : émission de balises de synchronisation, gestion de topologie,... Des dispositifs noeuds servent alors de relais pour le compte d'autres dispositifs noeuds du réseau de communication lorsque ces derniers n'arrivent pas à recevoir directement des informations du dispositif noeud racine, et à transmettre directement des informations au dispositif noeud racine. On dit alors que le réseau de communication est hiérarchisé. Dans les spécifications PRIME, un dispositif concentrateur de données (« data concentrator » en anglais), parfois appelé noeud de base (« base node » en anglais) a le rôle de dispositif noeud racine, et des compteurs électriques, appelés noeuds commutateurs (« switch node » en anglais), prennent le rôle de relais entre le dispositif concentrateur de données et d'autres compteurs électriques, appelés noeuds terminaux (« terminal node » en anglais). Plusieurs relais peuvent ainsi être nécessaires pour permettre à un dispositif noeud terminal de communiquer avec le dispositif noeud racine. Cette hiérarchie du réseau de communication définit alors une direction ascendante de transmission, à savoir d'un dispositif noeud commutateur ou terminal vers le dispositif concentrateur de données, éventuellement via un ou plusieurs dispositifs noeuds commutateurs. Cette hiérarchie du réseau de communication définit aussi une direction inverse de transmission, qualifiée de descendante. Un premier dispositif noeud servant de relais pour le compte d'un second 3021825 2 dispositif noeud est qualifié de parent, alors que, dans cette relation inter-noeud, le second dispositif noeud est qualifié d'enfant. On dit aussi que le second dispositif noeud est rattaché au premier dispositif noeud. Il est alors souhaitable de fournir une solution qui permette à un dispositif noeud 5 d'un tel réseau de communication de se rattacher à un dispositif noeud parent qui permette d'assurer une stabilité dans le temps de la hiérarchie du réseau de communication. La présente invention concerne un procédé de sélection de dispositif noeud parent dans un réseau de communication sous forme d'arbre de dispositifs noeuds 10 implémenté sur un réseau d'alimentation électrique, des dispositifs noeuds pouvant être relais entre un dispositif noeud racine de l'arbre et d'autres dispositifs noeuds qui leur sont respectivement rattachés. Le procédé est tel qu'au moins un premier dispositif noeud effectue les étapes suivantes : obtenir, auprès de plusieurs seconds dispositif noeuds pouvant prendre un rôle de dispositif noeud parent pour ledit 15 dispositif noeud au sein du réseau de communication, des premières informations de qualité de réception et de niveau de réception vis-à-vis de signaux émis par le premier dispositif noeud et reçus par les seconds dispositifs noeuds ; obtenir des secondes informations de qualité de réception et de niveau de réception vis-à-vis de signaux émis par chaque second dispositif noeud et reçus par le premier dispositif noeud ; et 20 sélectionner le dispositif noeud parent parmi lesdits seconds dispositifs noeuds, en fonction desdites premières et secondes informations obtenues. Ainsi, grâce auxdites premières et secondes informations obtenues, le dispositif noeud améliore la stabilité dans le temps de la hiérarchie (liée à la forme d'arbre) du réseau de communication. Selon un mode de réalisation particulier, pour sélectionner le dispositif noeud 25 parent, le premier dispositif noeud effectue les étapes suivantes : déterminer, pour chaque second noeud, un minimum de qualité de réception entre la première information de qualité de réception et la seconde information de qualité de réception ; et sélectionner comme dispositif noeud parent le second dispositif noeud pour lequel la première information de niveau de réception est représentative d'un niveau de 30 réception supérieur à un seuil prédéfini, pour lequel la seconde information de niveau de réception est aussi représentative d'un niveau de réception supérieur au seuil prédéfini, et pour lequel ledit minimum déterminé est le maximum parmi lesdits minimums déterminés. 3021825 3 Selon un mode de réalisation particulier, le premier dispositif noeud obtient lesdites premières informations de qualité de réception et de niveau de réception par envoi d'une requête, et lesdites premières informations correspondent à une qualité de réception et/ou un niveau de réception relatifs à ladite requête. 5 Selon un mode de réalisation particulier, lesdites secondes informations correspondent à une qualité de réception et/ou un niveau de réception relatifs à une réponse à ladite requête. Selon un mode de réalisation particulier, lesdites premières informations correspondent à une qualité de réception et/ou un niveau de réception relatifs à des 10 signaux transmis par le premier dispositif noeud et reçus par ledit second dispositif noeud parent sur une fenêtre glissante prédéfinie, et lesdites secondes informations correspondent à une qualité de réception et/ou un niveau de réception relatifs à des signaux transmis par ledit second dispositif noeud et reçus par le premier dispositif noeud sur la fenêtre glissante prédéfinie. 15 Selon un mode de réalisation particulier, ledit procédé est périodiquement réitéré. Selon un mode de réalisation particulier, le premier dispositif noeud étant rattaché à un dispositif noeud parent dans le réseau de communication, le premier dispositif noeud obtient lesdites premières et secondes informations vis-à-vis du 20 dispositif noeud parent et vis-à-vis d'au moins un dispositif noeud éligible comme parent, et le premier dispositif noeud décide de changer ou pas de dispositif noeud parent en fonction desdites premières et secondes informations obtenues. Selon un mode de réalisation particulier, des phénomènes de diaphonie pouvant apparaître, chaque transmission dans le réseau de communication en direction du 25 dispositif noeud racine étant ascendante et chaque transmission en direction inverse étant descendante, le premier dispositif noeud effectue les étapes suivantes : obtenir auprès du dispositif noeud parent lesdites premières informations de qualité de réception et de niveau de réception ; utiliser, pour transmettre des signaux dans le cadre des transmissions descendantes, un niveau d'émission figé à un niveau 30 d'émission maximum dudit dispositif noeud ; et ajuster, en fonction desdites informations obtenues, un niveau d'émission dudit dispositif noeud utilisé pour transmettre (604) des signaux dans le cadre des transmissions ascendantes, de sorte à continuer de permettre audit dispositif noeud parent de recevoir lesdits signaux tout en minimisant des interférences liées aux phénomènes de diaphonie. 3021825 4 Selon un mode de réalisation particulier, la première information de qualité de réception obtenue auprès du dispositif noeud parent est une information de rapport signal-à-bruit, le premier dispositif noeud détermine le niveau d'émission V à appliquer dans le cadre de transmissions ascendantes de la manière suivante : V = N_Tx_U - min ((SNR - SNR_OK), (RX_LV - RX_LV_OK)) 5 avec, si V > N_Tx_Max, V = N_Tx_Max et si V N_Tx_Max, V = N_Tx_Max et si V REVENDICATIONS1) Procédé de sélection de dispositif noeud parent dans un réseau de communication (121) sous forme d'arbre de dispositifs noeuds implémenté sur un réseau d'alimentation électrique, des dispositifs noeuds pouvant être relais (130 ; 131 ; 133 ; 135) entre un dispositif noeud racine de l'arbre et d'autres dispositifs noeuds (134 ; 136 ; 137 ; 138 ; 139) qui leur sont respectivement rattachés, caractérisé en ce qu'au moins un premier dispositif noeud effectue les étapes suivantes : - obtenir (301, 305 ; 503), auprès de plusieurs seconds dispositifs noeuds pouvant prendre un rôle de dispositif noeud parent pour ledit dispositif noeud au sein du réseau de communication, des premières informations de qualité de réception et de niveau de réception vis-à-vis de signaux émis par le premier dispositif noeud et reçus par les seconds dispositifs noeuds ; - obtenir (302, 306 ; 504) des secondes informations de qualité de réception et de niveau de réception vis-à-vis de signaux émis par chaque second dispositif noeud et reçus par le premier dispositif noeud ; et - sélectionner (309 ; 506) le dispositif noeud parent parmi lesdits seconds dispositifs noeuds, en fonction desdites premières et secondes informations obtenues. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour sélectionner le dispositif noeud parent, le premier dispositif noeud effectue les étapes suivantes : - déterminer, pour chaque second noeud, un minimum de qualité de réception entre la première information de qualité de réception et la seconde information de qualité de réception ; et - sélectionner comme dispositif noeud parent le second dispositif noeud pour lequel la première information de niveau de réception est représentative d'un niveau de réception supérieur à un seuil prédéfini, pour lequel la seconde information de niveau de réception est aussi représentative d'un niveau de réception supérieur au seuil prédéfini, et pour lequel ledit minimum déterminé est le maximum parmi lesdits minimums déterminés. 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier dispositif noeud obtient lesdites premières informations de qualité de réception et de niveau de réception par envoi (303 ; 501 ; 903) d'une requête, et en ce 3021825 27 que lesdites premières informations correspondent à une qualité de réception et/ou un niveau de réception relatifs à ladite requête. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites secondes 5 informations correspondent à une qualité de réception et/ou un niveau de réception relatifs à une réponse à ladite requête. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites premières informations correspondent à une qualité de réception et/ou un 10 niveau de réception relatifs à des signaux transmis par le premier dispositif noeud et reçus par ledit second dispositif noeud parent sur une fenêtre glissante prédéfinie, et en ce que lesdites secondes informations correspondent à une qualité de réception et/ou un niveau de réception relatifs à des signaux transmis par ledit second dispositif noeud et reçus par le premier dispositif noeud sur la fenêtre glissante prédéfinie. 15 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit procédé est périodiquement réitéré (310). 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce 20 que, le premier dispositif noeud étant rattaché à un dispositif noeud parent dans le réseau de communication, le premier dispositif noeud obtient lesdites premières et secondes informations vis-à-vis du dispositif noeud parent et vis-à-vis d'au moins un dispositif noeud éligible comme parent, et en ce que le premier dispositif noeud décide de changer (309) ou pas de dispositif noeud parent en fonction desdites premières et 25 secondes informations obtenues. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, des phénomènes de diaphonie pouvant apparaître, chaque transmission dans le réseau de communication en direction du dispositif noeud racine étant ascendante et chaque transmission en 30 direction inverse étant descendante, le premier dispositif noeud effectue les étapes suivantes : - obtenir (903, 904) auprès du dispositif noeud parent lesdites premières informations de qualité de réception et de niveau de réception ; 3021825 28 - utiliser, pour transmettre (605) des signaux dans le cadre des transmissions descendantes, un niveau d'émission figé à un niveau d'émission maximum dudit dispositif noeud ; et - ajuster (906, 908), en fonction desdites informations obtenues, un niveau 5 d'émission dudit dispositif noeud utilisé pour transmettre (604) des signaux dans le cadre des transmissions ascendantes, de sorte à continuer de permettre audit dispositif noeud parent de recevoir lesdits signaux tout en minimisant des interférences liées aux phénomènes de diaphonie. 10 9) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, la première information de qualité de réception obtenue auprès du dispositif noeud parent est une information de rapport signal-à-bruit, le premier dispositif noeud détermine le niveau d'émission V àappliquer dans le cadre de transmissions ascendantes de la manière suivante : r, N_Tx_U - min ((SNR - SNR_OK), (RX_LV - RX_LV_OK)) 15 avec, si V > N_Tx_Max, V = N_Tx_Max et si V 10) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, le premier dispositif noeud étant déconnecté du réseau de communication, le premier dispositif noeud diffuse (501) une requête représentative d'une demande 3021825 29 d'obtention desdites premières informations et sélectionne (506) le dispositif noeud parent pour intégrer ou réintégrer le réseau de communication parmi lesdits seconds dispositifs noeuds, en fonction desdites premières et secondes informations obtenues. 5 11) Dispositif noeud destiné à être utilisé dans un réseau de communication (121) sous forme d'arbre de dispositifs noeuds implémenté sur un réseau d'alimentation électrique, des dispositifs noeuds pouvant être relais (130 ; 131 ; 133 ; 135) entre un dispositif noeud racine de l'arbre et d'autres dispositifs noeuds (134 ; 136 ; 137 ; 138 ; 139) qui leur sont respectivement rattachés, caractérisé en ce que le 10 dispositif noeud, dit premier dispositif noeud, comporte : - des moyens pour obtenir (301, 305 ; 503), auprès de plusieurs seconds dispositif noeuds pouvant prendre un rôle de dispositif noeud parent pour le premier dispositif noeud au sein du réseau de communication, des premières informations de qualité de réception et de niveau de réception vis-à-vis de signaux émis par le premier 15 dispositif noeud et reçus par les seconds dispositifs noeuds ; - des moyens pour obtenir (302, 306 ; 504) des secondes informations de qualité de réception et de niveau de réception vis-à-vis de signaux émis par chaque second dispositif noeud et reçus par le premier dispositif noeud ; et - des moyens pour sélectionner (309 ; 506) le dispositif noeud parent parmi 20 lesdits seconds dispositifs noeuds, en fonction desdites premières et secondes informations obtenues. 12) Programme d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour mettre en oeuvre, par un dispositif noeud, le procédé selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 10, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur dudit dispositif noeud. 13) Moyens de stockage, caractérisés en ce qu'ils stockent un programme d'ordinateur comprenant des instructions pour mettre en oeuvre, par un dispositif 30 noeud, le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur dudit dispositif noeud.