Brevet FR3033899A1 — publié le 20160923

La présente invention concerne la transmission des ondes hertziennes et plus particulièrement le repérage des ondes hertziennes. Il est traité du problème de la recherche d'un point azimut permettant une transmission des ondes hertziennes dans 5 des conditions optimum tout en géo-localisant la source émettrice. La solution porte sur un module d'antenne relais, autonome, ambulatoire, pour le transport des ondes hertziennes intégrant un positionneur de recherche et d'analyse des signaux afin d'optimiser le positionnement de l'antenne relais autonome 10 ambulatoire dans l'espace tridimensionnel et un système de géolocalisation d'un émetteur. Il est connu que la transmission des ondes hertziennes nécessite des relais pour accroître leur propagation et la couverture d'émission. 15 Les relais qui concourent à des transmissions en continues et permanentes sont fixes ou mis en orbite. Un relais fixe nécessite une ingénierie importante se traduisant par une infrastructure lourde à installer dans des zones difficiles d'accès, il est alimenté en énergie et une maintenance sur site s'impose. 20 Un relais mis en orbite de même multiplie les études d'ingénierie et leur déploiement en orbite est complexe. La couverture pour les deux modèles de relais est très dépendante de la topographie même pour les relais mis en orbite. Les relais qui concourent à des transmissions ponctuelles 25 en urgence sont embarqués, leur zone de couverture dépende de l'emplacement géographique du support et reste limité. Ces trois modèles de relais ont une limite géographique d'émission et de réception liée à la topographie notamment sur des zones fortement accidentées. Leur cône de diffusion est 30 prédéterminé et immuable. Leur mise en place pour être opérationnelle est anticipative pour les relais fixes et ceux mis en orbite et relativement longue pour les relais embarqués qui doivent se rendre sur une zone difficile d'accès. Ces relais sont de plus facilement géo-localisable donc vulnérables. 35 La présente invention d'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géo-location permet la transmission de signaux d'un point à un autre. Le point d'émission initial se trouvant dans une zone non maillée par une couverture hertzienne, la solution permet de s'affranchir de la topographie 40 du site. La solution permet de géo-localiser un émetteur terrestre avec précision. L'antenne relais repositionnable 1 3033899 2 autonome ambulatoire avec géolocalisation se caractérise en ce qu'il comporte des antennes, un routeur, un système d'optimisation et de géolocalisation. L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation se caractérise par la recherche de signaux hertziens émis dans une zone ou les signaux hertziens sont non exploitables. En l'absence de signaux exploitables un système d'optimisation va permettre de détecter et d'analyser la qualité des signaux pour amener le module sur le meilleur point de transmission. Conjointement le 10 dispositif va rechercher et déterminer le point azimut optimum pour la transmission ou retransmission des ondes et permettre d'y amener le module en mode géostationnaire. L'invention ainsi positionnée va permettre d'effectuer des bonds hertziens à partir d'une zone non couverte et permettre 15 d'ouvrir une voie de transmission vers la station destinataire ou un réseau. L'invention est embarquée sur un vecteur télécommandé (VT) à distance qui se meut dans un espace tridimensionnel. L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec 20 géolocalisation et système d'optimisation des ondes ciblées embarqué est équipée de logiciels spécifiques. L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) est en relation avec les stations émettrices (STA) au sol et le MPR relaie les 25 données vers la station destinataire (STAD) ou vers un réseau de distribution. La figure 1 présente le schéma de la transmission des flux entre les différents appareils. Les caractéristiques techniques de l'invention décrites 30 écartent tous les inconvénients des relais existants précités. Les éléments embarqués sont novateurs par leur conception et leur intercommunication. Dans le projet les différents composants embarqués dans le MPR ne doivent pas interférer avec le vecteur porteur. Une absence d'interférence 35 entre les deux systèmes est impérative, la fiabilité des transmissions étant une obligation. La technologie de transmission emploie la technique du multiplexage OFDMA couplé à la technologie MIMO qui vont permettre l'utilisation du multiplexage en employant des 40 antennes multiples tant au niveau de l'émetteur que du récepteur. 2 3033899 3 La technologie sans fil support de communication correspond à la norme IEEE 802.11s. Les services de gestion et de fonctionnement seront adossés au protocole Mesh, réseau maillé sans fil émergent. Le standard de communication sans fil utilsé comme mode de transmission et d'accès est le WiMAX ou le LTE. L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) est composée est équipé d'antennes émettrices et réceptrices, la technologie MIMO permet de coupler jusqu'à 4 antennes émettrices et 4 antennes réceptrices. Le nombre d'antennes émettrices et réceptrices est étudié selon les applications terrain et la topographie. Les antennes (1) directives utilisables sont sectorielles, omnidirectionnelles, ou directionnelles. Un système adaptateur d'antenne peut-être est couplé pour permettre le fonctionnement sur une large bande de fréquence avec en réception un ajout de préamplificateur-adaptateur. L'imagerie est en «Full HD». L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire 20 avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) est équipée de routeur émetteur et récepteur routeur (2) qui utilise le standard WiMAX ou LTE et la technologie Mesh. Les données sont transmises cryptées, en norme AES 128 et 256. L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire 25 avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) est équipée d'un système d'optimisation composé d'un analyseur de fréquence et d'un système de repositionnement et de géolocalisation. Le système d'optimisation (3) analyse la qualité des signaux, 30 type et puissance, afin de déterminer un point azimut et d'y amener le module. Les signaux sont analysés selon leur fréquence, leur puissance. Cette analyse est envoyée simultanément vers le boitier de commande. La puissance du signal audio/vidéo est analysée par le système d'optimisation. Le 35 système dans sa conception intègre un analyseur d'onde composé d'un élément de décryptage des ondes. L'analyseur mesure la qualité du signal reçu et détermine si l'ensemble des signaux peuvent être transmis ou retransmis sans rupture de faisceau. Selon la puissance nécessaire pour transmettre les 40 informations définies, signaux audio ou vidéo ou data, le système envoie le résultat de son analyse ce qui va permettre le 3 3033899 4 déplacement du module sur l'azimut le plus opérationnel. En plus de la recherche d'un positionnement permettant une émission et une réception optimum, le système d'optimisation détermine finement les coordonnées terrestres de la station émettrice 5 (STA) permettant de la localiser. Les ordres de déplacement tridimensionnel selon les risques liés à la topographie ou la météorologie sont automatiques ou manuels. Le système d'optimisation va permettre d'obtenir une puissance d'émission et un seuil de réception optimum qui couplés au gain d'antenne 10 apporteront un bilan de liaison avec des qualités de liaison et un signal optimum. L'analyseur du Faisceau Hertzien (AFH) permet de mesurer la qualité des ondes reçues. Le spectre de radiofréquences est analysé par un analyseur de champ électromagnétique (récepteur étalonné scanner). 15 Le Système de Repositionnement et de géo-localisation (SRG) réceptionne les résultats de l'analyseur et déclenche un mouvement du module verticalement et horizontalement vers un point azimut ou la qualité des ondes analysées permet une transmission garantissant de bonnes performances et une qualité de service (QDS) optimum. Le point azimut ainsi défini est alors archivé. La figure 2 présente un schéma de la rupture technologique qui reprend les différents éléments composant l'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) embarqués qui font la spécificité du brevet. Le système d'optimisation fonctionne en boucle. La partie repositionnement du système d'optimisation est automatique ou manuel selon les paramétres comme la topographie. Les commandes au sol du vecteur porteur de l'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) reçoivent simultanément les Indicateur de qualité du FH, de l'azimut du module et des coordonnées terrestre de la source émettrice. L'ensemble de l'invention, antenne et système d'optimisation et de géolocalisation, conjugué permet d'atteindre une qualité de service, débit, délai, disponibilité répondant aux protocoles définis. L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) se caractérise par de nombreux avantages, l'absence de personnel 4 3033899 5 embarqué, une rupture technologique, un faible encombrement et un faible poids, atouts majeurs pour son emport, la simplicité de sa mise en action permet une mise opérationnelle précoce. L'antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec 5 géolocalisation et système d'optimisation (MPR) est déployée à partir de n'importe quelles zones, son action tridimensionnelle lui permet d'aller chercher un récepteur éloigné à des fins de transmission grâce à son système d'optimisation, le coût modique du module permet un déploiement en nombre sur le 10 terrain, il permet la géolocalisation d'un émetteur. L'antenne relais repositionnabie autonome ambulatoire a des applications multiples. Domaine de la sécurité civile Domaine de la défense 15 Domaine de la santé REVENDICATIONS1) Le dispositif antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation (MPR) se caractérise en ce qu'il comporte un système d'optimisation (3), comprenant un analyseur (AFH) de la qualité des ondes hertziennes quel que soit le réseau utilisé, la technologie empruntée, couplé à un système de repositionnement et de géolocalisation (SRG) ledit procédé couplé à un émetteur récepteur audiofréquence pour faire communiquer entre eux des dispositifs d'émission/réception radiofréquence non reliés suite à l'analyse des ondes réceptionnées des émetteurs/récepteurs. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise le ou les signaux reçus, créant une boucle d'analyse au niveau du système d'optimisation de la qualité du ou des signaux réceptionnés, générant des informations de pertinence sur le ou les signaux 15 perçus. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise le ou les signaux reçus, créant une boucle d'analyse au niveau de l'analyseur (AFH) du système de repositionnement et de géolocalisation (SRG) provoquant le déplacement du vecteur 20 télécommandé ('rn en fonction de la qualité du ou des signaux analysés. 4) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les résultats des analyses du signal reçu par un émetteur/récepteur de la boucle créée au niveau de l'analyseur (AFH) et du système de 25 repositionnement et de géolocalisation (SRG) optimisent le signal reçu permettant la localisation géographique d'un émetteur/récepteur. 5) Dispositif antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation caractérisé en ce que ledit 30 module comprenant des moyens de réception et d'émission radiofréquence le ou les signaux reçus sont synchronisés aux résultats de l'analyse du système d'optimisation (3). 6) Dispositif antenne relais repositionnable autonome ambulatoire avec géolocalisation et système d'optimisation caractérisé en ce que ledit 35 module comprenant des moyens de réception et d'émission radiofréquence le signal reçu d'un émetteur/récepteur synchronisé aux résultats de l'analyse du système d'optimisation (3) est synchronisé en retransmission vers un réseau émetteur/récepteur. 40