Brevet FR3045246A1 — publié le 20170616

PROCEDE DE VERIFICATION DE BON FONCTIONNEMENT PAR REBOUCLAGE D'UN DISPOSITIF D'EMISSION/RECEPTION RADIOFREQUENCE L'invention concerne un procédé permettant de vérifier le fonctionnement par rebouclage d'un dispositif émetteur d'un signal radiofréquence. L'invention s'applique, par exemple, à des signaux de communication ou à des signaux inhibiteurs, (perturbateurs de communications ou de fonctionnement de dispositifs). Dans certaines applications, il est nécessaire de protéger une zone par émission de radiofréquences. Par exemple, les dispositifs perturbateurs de signaux sont déployés dans le but de garantir une protection des personnes. A ce titre, il est nécessaire d'assurer à un opérateur le bon fonctionnement d'un tel dispositif lors d'une mission. L'opérateur est donc tenu de contrôler les points suivants: la vérification d'un niveau de puissance émise en sortie du dispositif émetteur jusqu'à son antenne d'émission, la vérification de la fréquence d'émission du signal émis, la vérification du bon fonctionnement de la voie de réception, antenne comprise. Actuellement, pour assurer cette fonction de contrôle, les opérationnels utilisent un système externe permettant de contrôler le bon fonctionnement d'un dispositif avant le départ en opération, selon une procédure de type go-nogo connue de l'homme du métier. Il existe différents types de dispositifs permettant de réaliser ces types de tests. Pour les émetteurs à émission permanente, il est possible d'utiliser un dispositif de type analyseur de spectre. Pour les dispositifs possédant une fonction de réception, l'équipement de vérification doit également intégrer une fonction permettant de vérifier la capacité à détecter des signaux. Ce type de matériel présente en général l'inconvénient d'être coûteux et relativement complexe. A la connaissance du demandeur, aucun des dispositifs de l'art antérieur ne permet d'effectuer un test du dispositif en cours de 3045246 2 fonctionnement, sans utiliser de matériel externe au dispositif et de façon non onéreuse. L'invention concerne un procédé pour vérifier le fonctionnement d'un dispositif comportant au moins un émetteur adapté à émettre des 5 signaux radiofréquences et au moins un récepteur caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - Définir une plage de fréquence [Fmin, Fmax] et une valeur de niveau de puissance d'émission d'un signal Sp émis par l'émetteur, - Au cours de la phase d'émission du dispositif, émettre un signal Sp 10 dans une plage de fréquence [Fpmin, Fpmax] et à une valeur de puissance Pp, les valeurs étant prédéfinies, - Acquérir au niveau du récepteur du dispositif pendant une fenêtre temporelle Tmes donnée et sur un ou plusieurs cycles, plusieurs signaux SpR, utiliser une fonction qui compare au sein d'un cycle 15 d'acquisition la valeur du niveau de signal reçu à la valeur du niveau du signal acquis précédemment et qui conserve le signal SPRmax dont la valeur est maximale, conserver les valeurs maximales Smax signaux à chaque cycle d'acquisition et pour une plage defréquence pp d e s donnée, 20 - Pour chaque valeur de fréquence comprise dans la bande de fréquence [Fmin, Fmax], comparer les valeurs maximales des signaux SPRmax à au moins une valeur seuil Vseuil et définir le nombre de canaux dont la puissance est comprise dans un intervalle [Vmin, et si le nombre de canaux fréquentiels est inférieur à une valeur seuil 25 Pmin prédéfinie, transmettre une information de fonctionnement incorrect à un module d'alerte. Selon une variante de réalisation, on détermine le pourcentage de canaux et on vérifie que ce pourcentage est supérieur ou inférieur à une valeur de seuil Pmin attendue. 30 Selon une autre variante, on décale le démarrage des acquisitions des signaux SPR au niveau de l'antenne de réception à chaque cycle 3045246 3 émission/réception du dispositif. On définit, par exemple, un nombre Ndec de décalage temporel et on retarde le début des acquisitions des signaux SPR d'une valeur de décalage temporel, jusqu'à avoir réalisé N nombre de décalages et s'il reste des phases d'acquisition à effectuer, alors on remet le 5 décalage des acquisitions à zéro. La valeur de fréquence minimale et la valeur de fréquence maximale dans laquelle on vérifie le fonctionnement du dispositif correspondent, par exemple, à la plage de fonctionnement du dispositif. Selon une variante, on échantillonne le signal SPR de contrôle de 10 fonctionnement et on le transforme au moyen d'une transformation de Fourier. L'invention concerne aussi un dispositif adapté à vérifier le bon fonctionnement d'au moins sa chaîne d'émission, le dispositif comportant au moins un émetteur et un récepteur, caractérisé en ce qu'il comporte un 15 module adapté à mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'invention. Le module permettant le contrôle reçoit le signal SPR sous une forme échantillonnée et comporte au moins les éléments suivants : - un masque adapté à sélectionner la plage de fréquence qui correspond aux bandes de fréquences définies dans un Plan Mémoire 20 LOOP pour une mission donnée, ledit masque transmettant à un module « Max-hold » les valeurs de fréquences Fsel sélectionnées par le masque, - ledit module Max Hold étant adapté à mémoriser pour chaque canal fréquentiel Bi, la valeur maximale du signal SPR durant un nombre 25 d'acquisition défini (Nacq) dans le Plan Mémoire LOOP et à conserver uniquement les valeurs maximales des signaux SPRmaX enregistrés lors d'une acquisition, et à transmettre ces valeurs à un module de seuillage, - le module de seuillage comprenant une ou plusieurs valeurs seuils 30 Vseuil, ceci pour chaque valeur de fréquence FI comprise dans la bande de fréquence [Fmin, Finax] définie dans le Plan Mémoire LOOP 3045246 4 (24), adapté à transmettre vers un module de décision les valeurs issues du seuillage, - ledit module de décision étant adapté à calculer le nombre de canaux dont la puissance est comprise entre deux valeurs seuils Vmin et Vmax 5 du module seuil, et à émettre un signal d'alerte si le nombre de canaux fréquentiels est inférieur à la valeur seuil Pmin définie dans le Plan Mémoire LOOP. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un ou plusieurs exemples 10 de réalisation donnés à titre illustratif et nullement limitatif annexés des figures qui représentent : - Figure 1, un schéma fonctionnel du procédé selon l'invention, - Figure 2, un détail de la partie fonction boucle selon l'invention, - Figure 3, une représentation dans un diagramme, niveau dB, 15 fréquence, d'un masque utilisé pour vérifier le bon fonctionnement du dispositif, - Figures 4, 5, 6 un exemple d'IHM pour la programmation du procédé et de la fonction boucle, - Figure 7, un exemple d'un enchaînement de séquences pour 20 l'acquisition des signaux, et - Figure 8, une variante de réalisation utilisant deux valeurs seuils. Avant d'expliciter les caractéristiques techniques du procédé et du dispositif associé permettant de réaliser un test du fonctionnement d'un dispositif adapté à émettre un signal programmé sur une fréquence pour 25 inhiber des moyens de communication, quelques éléments sur le fonctionnement de tels dispositifs sont rappelés ci-après. La figure 1 schématise un exemple de dispositif émetteur/récepteur de protection 1 adapté notamment à émettre un signal radiofréquence destiné à inhiber des communications dans une zone 30 donnée. Le dispositif émetteur/récepteur comporte une voie d'émission 10 composée d'une antenne d'émission 11 adaptée à émettre à une fréquence 3045246 5 d'émission Fe et d'une chaîne 12 assurant la formation du signal à émettre Se. Le dispositif comporte aussi une voie de réception 13 comprenant une antenne de réception 14 reliée à une chaîne de traitement 15 des signaux reçus. Ces éléments sont connus de l'homme du métier et ne seront pas 5 détaillés dans la présente description. Le signal émis par l'antenne d'émission et reçu au niveau de l'antenne de réception sera analysé par un module 20 (module contenant une fonction LOOP selon l'invention) ayant une sortie générant un signal d'alarme Saparme en cas de dysfonctionnement, comme il va être détaillé par la suite. 10 Dans un dispositif émetteur actif, la partie émission est adaptée pour émettre un signal dans une plage de fréquence, à un niveau de puissance et à une valeur de fréquence, les paramètres du signal étant choisis pour assurer l'inhibition des communications éventuellement présentes dans cette zone. 15 Dans un dispositif émetteur réactif, la voie de réception est utilisée pour scruter les signaux durant les phases de réception. Durant cette phase, le dispositif émetteur/récepteur est en mode silencieux. La voie d'émission est utilisée pour émettre des signaux en continu ou bien des signaux qui sont générés en réponse à un signal reçu lors de la phase de réception. 20 Le procédé selon l'invention repose notamment sur le principe suivant, le dispositif va rester en écoute sur la voie de réception lors d'une phase d'émission de signaux radiofréquences Sp. Pour cela, le dispositif comporte en plus des éléments des traitements classiques, un module comprenant plusieurs entrées/sorties et différents modules assurant des 25 traitements appropriés du signal. L'antenne d'émission peut être séparée de l'antenne de réception. La figure 2 est un synoptique fonctionnel de la boucle ajoutée à la partie récepteur du dispositif modifié selon l'invention. L'antenne d'émission 11 émet un signal radiofréquence Sp à une 30 fréquence Fp qui va être reçu par l'antenne de réception 14 du dispositif émetteur/récepteur et la chaîne de traitement du récepteur. Le signal 3045246 6 radiofréquence reçu SPR par l'antenne de réception 14 est acquis pendant une fenêtre temporelle Tmes et numérisé via une chaîne de réception et d'acquisition 15 pilotée par le module 20 comprenant une fonction LOOP. Le module 20 est adapté à vérifier les caractéristiques fonctionnelles du signal, 5 notamment, la valeur de la puissance PPR à laquelle il est émis, sa bande de fréquence [FpRmin, FPRmax], et à déclencher une alarme dans le cas où les paramètres mesurés ne sont pas conformes aux valeurs de puissance et de bande de fréquence prédéfinies pour une utilisation donnée. Le module 20 reçoit la programmation dans un Plan Mémoire 10 LOOP 24 qui est programmé en fonction du plan d'émission du procédé d'émission à contrôler 16. Le Plan Mémoire LOOP 24 contient les informations concernant le séquencement des contrôles comme il est représenté à la figure 5 : - Durée du décalage temporel (Tdec), 51, 15 - Nombre de décalages temporels (Ndec), 52, - Nombre de phase d'acquisition (Nacq), 53, ainsi que les informations pour le contrôle des menaces à vérifier figure 6 : - Plage de fréquence (Fmin et Fmax), 61, - Seuils des puissances (Vmin et Vmax), 62, 20 - Pourcentage de bande occupée (Pmin), 63. Le module 20 intègre un séquenceur 23 qui ordonnance le séquencement des vérifications des menaces selon le Plan Mémoire LOOP 24. En fonction de l'entrée de synchronisation Es, 201, (information de synchronisation qui va déclencher l'acquisition du signal et son traitement) 25 reçue sur une entrée 231 du séquenceur et de la programmation contenue dans le Plan Mémoire LOOP 24. Le séquenceur 23 cale le début des acquisitions sur les phases d'émission (figure 7, sortie 233 du séquenceur, entrée 242) et gère les décalages temporels (Ndec : nombre de décalages et Tdec : durée de décalage) des acquisitions par sa sortie 232. La bande de 30 fréquence acquise est programmée dans la chaîne d'acquisition 15 par le 3045246 7 Plan Mémoire LOOP 24 par la sortie 204 du module 20 (sortie 241 du Plan Mémoire LOOP). Le module 20 comprend une deuxième entrée 202 qui reçoit le signal SPR sous une forme échantillonnée après traitement par une analyse 5 spectrale (par exemple une transformation de Fourier) et le transmet à un module ou masque fréquentiel 22 pour ne conserver que la bande de fréquence à contrôler définie dans le Plan Mémoire LOOP 24 par l'intervalle [Fmin, Finax]- Le masque 22 est adapté à sélectionner la plage de fréquence qui 10 correspond aux bandes de fréquences définies dans le Plan Mémoire LOOP 24 pour la mission donnée ou plan d'émission (sortie 243 du Plan Mémoire LOOP). La fonction LOOP prend le contrôle de la chaîne de réception Rx afin de programmer les plages de fréquences à contrôler. Par exemple, il est possible de mettre à zéro les valeurs de fréquence qui n'appartiennent pas à 15 la bande de fréquence prédéfinie, qui ne sont pas contenues dans le masque selon un exemple donné à la figure 3. Le signal spectral filtré par le masque est transmis via une sortie 223 à un module Max Hold 26. Le module « Max-hold » 26 reçoit (entrée 261) les valeurs de fréquences Fsei sélectionnées par le masque 22. Le 20 module Max Hold 26 mémorise, pour chaque canal fréquentiel Bi la valeur maximale du signal SPR durant un nombre d'acquisitions défini (Nacq) dans le Plan Mémoire LOOP 24 (information transmise via une entrée 262, sortie 244 du Plan Mémoire LOOP). Le résultat de mesure (résultat mémorisé au sein du module Max Hold) est réactualisé uniquement lorsque le module Max 25 Hold trouve une nouvelle valeur de signal supérieure à la valeur maximale SPRmax enregistrée lors d'une acquisition. En sortie 263 du module Max_hold 26, on dispose des valeurs des crêtes SPRmax des signaux. Ces valeurs crêtes sont transmises à un module seuil 27 (via une entrée 271) qui les compare à une ou plusieurs valeurs seuils Vseuil, ceci pour chaque valeur de 30 fréquence FI comprise dans la bande de fréquence [Fmin, Fmax] définie dans le Plan Mémoire LOOP 24 enregistrée, information transmise par la sortie 245 3045246 8 du plan mémoire LOOP 24 et l'entrée 272 du module seuil. Le signal est considéré comme bon s'il est compris entre les seuils Vmin et Vmax (figure 8). Un module de décision 28 reçoit le résultat du module seuil 27 (via 5 une sortie 273 et une entrée 282 du module décision) et calcule le nombre de canaux dont la puissance est comprise entre les seuils Vmin et Vmax du module Seuil 27 (sortie 275 du module seuil et entrée 282 du module décision). Si le nombre de canaux fréquentiels, exprimé en pourcentage ou en une autre unité, est inférieur à la valeur seuil Prnin définie dans le Plan 10 Mémoire LOOP 24, alors le module de décision 28 émet un signal Saiette par la sortie 205 indiquant un dysfonctionnement du dispositif émetteur, par exemple. Le signal d'alerte Saiette est par exemple transmis à un dispositif de type LED indiquant un comportement erroné dans le fonctionnement du 15 dispositif, sur réception du signal issu du module seuil, ou encore à un dispositif permettant de corriger la valeur de la puissance d'émission et/ou la valeur de fréquence d'émission du dispositif. Le module 20 peut être implémenté dans un dispositif de type circuit logique programmable FPGA (Field Programmable Gate Array) qui est 20 programmé de manière classique pour piloter le fonctionnement du dispositif émetteur-récepteur dans son fonctionnement classique selon l'art antérieur. Les figures suivantes 3 à 7 illustrent sans limiter le procédé selon l'invention, un exemple de programmation et de fonctionnement du dispositif. La figure 3 illustre dans un diagramme niveau de signal acquis-25 fréquence, dans une bande de fréquence prédéterminée [Fpmin, Fpmax] le niveau de signaux acquis au cours d'une séquence d'acquisition. Un masque 22 est par exemple défini par le choix d'une plage de fréquence et deux niveaux seuils de puissance pour le signal émis. Pour configurer le module de contrôle du fonctionnement, on 30 utilise, par exemple, les paramètres suivants : - La bande de fréquence que l'on souhaite protéger, 3045246 9 - La valeur de puissance à émettre, - Le mode d'application éventuellement. Dans le mode de contrôle, le récepteur va prendre la main pendant la phase d'émission et effectuer les acquisitions et les calculs 5 nécessaires pour contrôler les paramètres du signal émis par l'antenne d'émission. Plusieurs modes de fonctionnement du dispositif peuvent être mis en oeuvre. Par exemple, un mode actif correspond à une émission d'une forme d'onde active. Dans un mode réactif, le dispositif de protection émettra 10 un signal en réaction à la réception d'un signal émis par un tiers. Il est aussi possible d'envisager l'utilisation d'un mode hybride. La figure 4 illustre un exemple d'interface utilisateur 40 qui indique plusieurs bandes de fréquences 411, 412, 413 pouvant être utilisées pour le dispositif de protection, et un paramètre indiqué vecteur LOOP 420 associé à 15 différentes cartes et différentes bandes de réception 421, 422, 423. En sélectionnant une carte et une bande de réception, figure 5, par exemple la bande 20-500MHz, 421 et pour une bande de fréquence donnée pour l'application initiale 350-450MHz, l'utilisateur accède aux paramètres génériques utilisés pour toutes les vérifications LOOP. Ces 20 paramètres génériques sont, par exemple, le décalage temporel entre deux acquisitions, 51, le nombre de décalages dans la bande de fréquence initiale, 52, le nombre de phases d'émission d'un signal dans la bande de fréquence initiale, 53, une ou plusieurs valeurs de seuils de détection pour le niveau de puissance mesuré sur le signal reçu, 54. Les paramètres génériques sont les 25 paramètres de base lors de la création d'une nouvelle vérification de fonctionnement. La modification de ces paramètres ne prend effet que sur les prochaines vérifications créées. Les paramètres spécifiques associés à un vecteur LOOP sont accessibles pour une bande de vérification de fonctionnement donnée. Les 30 paramètres spécifiques sont propres à chaque programmation, figure 6. Les paramètres spécifiques sont par exemple les suivants : la bande de 3045246 10 fréquence à vérifier 61, un ou plusieurs seuils de détection 62, la valeur fixée pour le pourcentage 63 de canaux. La figure 8 illustre une variante de réalisation prenant en compte deux plages de seuils, [Vminl, \Anaxt 1' 81, Nrnin2, Vmax21, 82. 5 Les bandes de fréquences et les niveaux de puissance à contrôler seront paramétrés lors de la préparation de la mission. L'exemple a été donné dans le cas où l'on utilise, pour vérifier le fonctionnement du dispositif, la chaîne de réception existante dans un dispositif adapté à émettre des signaux ayant pour fonction de perturber un 10 environnement. Sans sortir du cadre de l'invention, il serait aussi possible d'ajouter une deuxième chaîne de réception traitant uniquement le signal reçu. Le procédé selon l'invention permet de contrôler le fonctionnement du dispositif « in-situ » lorsque le dispositif est actif pour une mission donnée, 15 lors d'une utilisation opérationnelle sans nécessiter l'utilisation de dispositifs externes. Il permet notamment de valider les fonctionnalités de réception, l'algorithme de lecture des signaux d'émission, les modules de conversion, l'amplificateur, l'antenne d'émission impliqués dans le fonctionnement du dispositif. 20 REVENDICATIONS1 - Procédé pour vérifier le fonctionnement d'un dispositif (1) comportant au moins un émetteur (10, 11) adapté à émettre des signaux radiofréquences et 5 au moins un récepteur (13, 14) caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - Définir une plage de fréquence [Fmin, Fmax] et une valeur de niveau de puissance d'émission d'un signal Sp émis par l'émetteur, - Au cours de la phase d'émission du dispositif, émettre un signal Sp 10 dans une plage de fréquence [Fpmin, Fpmax] et à une valeur de puissance Pp, les valeurs étant prédéfinies, - Acquérir au niveau du récepteur du dispositif pendant une fenêtre temporelle Tmes donnée et sur un ou plusieurs cycles, plusieurs signaux SPR, utiliser une fonction (20) qui compare au sein d'un cycle 15 d'acquisition la valeur du niveau de signal reçu à celui acquis précédemment et qui conserve le signal SPRmax dont la valeur est maximale, conserver les valeurs maximales SPRmax des signaux à chaque cycle d'acquisition et pour une plage de fréquence donnée, - Pour chaque valeur de fréquence comprise dans la bande de 20 fréquence [Fmin, Fmax], comparer les valeurs maximales des signaux SPRmax à au moins une valeur seuil Vseun et définir le nombre de canaux dont la puissance est comprise dans un intervalle [Vmin, Vmax], si le nombre de canaux fréquentiels est inférieur à une valeur seuil Pmin prédéfinie, transmettre une information de fonctionnement 25 incorrect à un module d'alerte. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on mesure le pourcentage de canaux et on vérifie que ce pourcentage est supérieur ou inférieur à la valeur de seuil Pmin attendue. 30 3045246 12 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que l'on décale le démarrage des acquisitions des signaux SPR au niveau de l'antenne de réception à chaque cycle émission/réception du dispositif. 4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'on définit un nombre Ndec de décalage temporel et on retarde le début des acquisitions des signaux SPR d'une valeur de décalage temporel jusqu'à avoir réalisé N nombre de décalages et s'il reste des phases d'acquisition à effectuer, alors on remet le décalage des acquisitions à zéro. 5 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la valeur de fréquence minimale et la valeur de fréquence maximale dans laquelle on vérifie le fonctionnement du dispositif correspondent à la plage de fonctionnement du dispositif. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'on échantillonne le signal SPR de contrôle de fonctionnement et on le transforme au moyen d'une transformation de Fourier 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le signal SPR émis est un signal perturbateur. 8 - Dispositif (1) adapté à vérifier le bon fonctionnement d'au moins sa chaîne d'émission, le dispositif comportant au moins un émetteur (10, 11) et un récepteur (13, 14), caractérisé en ce qu'il comporte un module (20) adapté à mettre en oeuvre les étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 7. 9 - Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit module (20) 30 reçoit le signal SPR sous une forme échantillonnée et comporte au moins les éléments suivants : 3045246 13 - un masque (22) adapté à sélectionner la plage de fréquence qui correspond aux bandes de fréquences définies dans un Plan Mémoire LOOP (24) pour une mission donnée, ledit masque (22) transmettant à un module « Max-hold » (26) les valeurs de fréquences Fsel 5 sélectionnées par le masque (22), - ledit module Max Hold (26) étant adapté à mémoriser pour chaque canal fréquentiel Bi, la valeur maximale du signal SPR durant un nombre d'acquisition défini (Nacq) dans le Plan Mémoire LOOP (24), et à conserver uniquement les valeurs maximales des signaux SPRmax 10 enregistrés lors d'une acquisition, et à transmettre ces valeurs à un module de seuillage, - le module (27) de seuillage comprenant une ou plusieurs valeurs seuils Vaeuil, ceci pour chaque valeur de fréquence FI comprise dans la bande de fréquence [Fmin, Fmax] définie dans le Plan Mémoire LOOP 15 (24), adapté à transmettre vers un module de décision (28) les valeurs issues du seuillage, - ledit module de décision (28) étant adapté à calculer le nombre de canaux dont la puissance est comprise entre deux valeurs seuils Vmin et Vmax du module seuil (27), et à émettre un signal d'alerte si le 20 nombre de canaux fréquentiels est inférieur à la valeur seuil Pmin définie dans le Plan Mémoire LOOP (24). 10 - Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9 caractérisé en ce que le signal émis est un signal perturbateur. 25