Brevet FR3120716A1 — publié le 20220916

L’invention concerne un procédé de transmission d’une autorisation d’accès à un véhicule, laquelle transmission est réalisée depuis un terminal mobile utilisateur (EQ U ) vers un équipement informatique embarqué (EQ V ) dans ledit véhicule, laquelle autorisation se présente sous la forme d'un signal numérique OFDM, dit signal primaire (SP), le procédé comprenant les étapes suivantes réalisées dans ledit terminal mobile : génération d'un signal secondaire (SS) défini par une fonction logarithmique inverse qui décroît lorsque l'amplitude (x) du signal primaire (SP) augmente, filtrage numérique du signal secondaire (SS) de manière à obtenir un signal secondaire filtré (SS_FILT), addition du signal secondaire filtré (SS_FILT) à des sous-porteuses vides du signal primaire (SP) de manière à obtenir un signal à enveloppe (SE), amplification du signal à enveloppe (SE) pour obtenir un signal amplifié (SA), transmission du signal amplifié (SA) à l’équipement informatique embarqué (EQ V ), laquelle transmission est réalisée au travers d’une liaison sans fil de courte portée (L CP ). Figure à publier avec l’abrégé = figure 2 procédé et dispositif de transmission d’une autorisation d’accès à un véhicule Domaine technique. L’invention concerne un procédé et un dispositif de transmission d’une autorisation d’accès à un véhicule. Le domaine de l’invention concerne notamment la transmission sans fil de signaux entre un équipement utilisateur et des équipements embarqués dans des véhicules, et plus particulièrement la transmission de signaux permettant de contrôler lesdits véhicules (notamment leur ouverture et/ou leur prise de contrôle). État de la technique. On connait des solutions permettant de réserver et d’activer l’ouverture du véhicule au moyen d’un équipement utilisateur. Le document US2015/0137943 décrit par exemple une telle solution. Les systèmes actuels fonctionnent généralement de la même façon : un téléphone intelligent de l’utilisateur, de type Smartphone, se connecte à un serveur centralisé. Celui-ci comprend une base de données dans laquelle sont enregistrées les dernières positions connues des véhicules disponibles. En interrogeant cette base de données, l’utilisateur du Smartphone peut sélectionner un véhicule disponible et le réserver. Cette information de réservation est transmise au serveur, via un réseau de données, par exemple un réseau 4G ou 5G. Toujours au travers du réseau, le serveur transmet l’information de réservation à un équipement informatique embarqué dans le véhicule. L’utilisateur se déplace près du véhicule et requiert une autorisation d’accès auprès du serveur. Celui-ci peut transmettre l’autorisation d’accès au Smartphone. Le Smartphone et l’équipement embarqué peuvent ensuite s’échanger l’autorisation d’accès au moyen d’une liaison sans fil courte portée de type Bluetooth. Or, il existe un problème lorsque le véhicule est garé dans un lieu non couvert par un réseau de données. Ni le Smartphone ni l’équipement embarqué du véhicule ne peuvent échanger de données avec le serveur. Cela peut se produire dans des parkings souterrains ou dans des garages clos. L’autorisation d’accès communiquée entre le Smartphone et l’équipement informatique embarqué dans le véhicule se présente sous la forme d’un signal numérique qui est avantageusement un signal OFDM. L‘OFDM (pour Orthogonal Frequency Division Multiplexing) est une méthode de transmission consistant à répartir sur un grand nombre de sous-porteuses le signal numérique (l’autorisation d’accès) que l'on veut transmettre. Les signaux des différentes sous-porteuses peuvent se chevaucher, mais, grâce à l'orthogonalité, elles n'interfèrent pas entre elles. Un des principaux inconvénients de l'OFDM à ce jour reste que les signaux OFDM possèdent une large bande et présentent en conséquence une grande variation d'amplitude. L'enveloppe du signal ainsi modulé présente alors une forte dynamique. Par ailleurs, le signal ainsi modulé, avant d'être transmis, doit être amplifié dans le Smartphone pour compenser les atténuations de propagation. Le rapport de la puissance de crête sur la puissance moyenne (PAPR pour « Peak to Average Power Ratio » en anglais) du signal émis est ainsi généralement très élevé et il augmente avec le nombre de sous-porteuses. Une grande valeur du PAPR conduit à prendre un recul par rapport au point de compression de l'amplificateur de puissance (de l'ordre du PAPR) pour éviter les distorsions non linéaires. Il s'ensuit une remontée spectrale du niveau des lobes secondaires (ACPR, pour « Adjacent Channel Power Ratio »), la génération d'harmoniques, une création d'interférences entre symboles non linéaires, une création d'interférences entre porteuses, ce qui entraîne notamment des erreurs de transmission et une dégradation du taux d'erreur binaire (TEB). Cela est particulièrement problématique dans le cas où le signal transmis est une autorisation d’accès au véhicule. Ces distorsions aboutissent en outre à une diminution du rendement énergétique de l'amplificateur de puissance (quelques % au lieu de, classiquement, 70 %) et donc une augmentation importante de la consommation de l'émetteur intégré dans le Smartphone. Ceci est une contrainte importante pour le Smartphone dans la mesure où la consommation de l'amplificateur de puissance peut représenter plus de 50% de la consommation totale du Smartphone. Un objectif de l’invention est de palier à cet état des choses. Présentation de l’invention. La solution proposée par l’invention est un procédé de transmission d’une autorisation d’accès à un véhicule, laquelle transmission est réalisée depuis un terminal mobile utilisateur vers un équipement informatique embarqué dans ledit véhicule, laquelle autorisation se présente sous la forme d'un signal numérique OFDM, dit signal primaire, le procédé comprenant les étapes suivantes réalisées dans ledit terminal mobile : - a) génération d'un signal secondaire défini par une fonction logarithmique inverse qui décroît lorsque l'amplitude du signal primaire augmente, - b) filtrage numérique du signal secondaire de manière à obtenir un signal secondaire filtré, - c) addition du signal secondaire filtré à des sous-porteuses vides du signal primaire de manière à obtenir un signal à enveloppe, - d) amplification du signal à enveloppe pour obtenir un signal amplifié, - e) transmission du signal amplifié à l’équipement informatique embarqué dans ledit véhicule, laquelle transmission est réalisée au travers d’une liaison sans fil de courte portée. Ainsi, l'invention propose un écrêtage de réduction du PAPR, au moyen d'un signal secondaire défini par une fonction logarithmique inverse. Ce signal secondaire a une puissance décroissante lorsque l'amplitude du signal source augmente. Ainsi, la puissance ajoutée au signal primaire, pour obtenir le signal à enveloppe, est faible. Selon l'invention, le signal secondaire, défini par une fonction logarithme inverse est ajouté, après filtration, sur les sous-porteuses vides du signal primaire ce qui permet de réduire le PAPR, tout en évitant l'introduction de bruit sur les sous-porteuses de données dudit signal primaire. Il est à noter que l’on n’augmente pas le nombre de sous-porteuses du signal primaire. En outre, l'invention n'entraîne aucune dégradation du TEB (Taux d'Erreur Binaire). En effet, l’addition du signal secondaire aux sous-porteuses vides du signal primaire permet d’obtenir un signal à enveloppe compacte, avec un bruit limité. Le bruit généré est en effet limité aux seules sous-porteuses du signal à enveloppe correspondant aux sous-porteuses vides du signal primaire. Dans le contexte de l’invention, ce procédé permet de réduire les erreurs de transmission de l’autorisation d’accès au véhicule, tout en optimisant la consommation de l'émetteur intégré dans le Smartphone de l’utilisateur. D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus, et faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires. Selon un mode de réalisation, à l’étape c) le signal secondaire filtré est ajouté sur des sous-porteuses vides du signal primaire. Selon un mode de réalisation, la fonction logarithmique inverse est définie par l'équation suivante : Où : k représente un paramètre de contrôle de la puissance moyenne de sortie, tel que k>1, x représente l’amplitude du signal primaire (SP). Selon un mode de réalisation, à l’étape b), un moyen de filtrage sélectionne des sous-porteuses du signal secondaire qui correspondent à des sous-porteuses vides du signal primaire. Selon un mode de réalisation, les étapes a), b) et c) sont itérées jusqu'à obtenir une variation du rapport de la puissance de crête sur la puissance moyenne (PAPR), inférieure à 0,1 dB. Un autre aspect de l’invention concerne un dispositif de transmission d’une autorisation d’accès à un véhicule, laquelle autorisation se présente sous la forme d'un signal numérique OFDM, dit signal primaire, le dispositif comportant : - un générateur d’un signal secondaire défini par une fonction logarithmique inverse qui décroît lorsque l'amplitude du signal primaire augmente, - un filtre numérique adapté pour filtrer le signal secondaire de manière à obtenir un signal secondaire filtré, - un moyen pour additionner le signal secondaire filtré à des sous-porteuses vides du signal primaire de manière à obtenir un signal à enveloppe, - un amplificateur du signal à enveloppe pour obtenir un signal amplifié, - un émetteur adapté pour transmettre le signal amplifié à un équipement informatique embarqué dans un véhicule, au travers d’une liaison sans fil de courte portée. . B rève description des figures. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels : schématise l’agencement de différents éléments d’un équipement utilisateur et d’un équipement informatique embarqué dans un véhicule. illustre des étapes d’un procédé selon l’invention, illustre un signal secondaire défini par une fonction logarithmique inverse qui décroît lorsque l'amplitude du signal primaire augmente, est un exemple de réalisation d’un dispositif pour la mise en œuvre du procédé. Description des modes de réalisation. Le procédé objet de l’invention engendre des manipulations d’éléments physiques, notamment des signaux (électriques ou magnétiques) et des données numériques, capables d'être stockés, transférés, combinés, comparés, …, et permettant d’aboutir à un résultat souhaité. L’invention met en œuvre une ou plusieurs applications informatiques exécutées par des équipements, terminaux ou serveurs informatiques. Par souci de clarté, il faut comprendre au sens de l’invention que « un équipement, terminal ou serveur fait quelque chose » signifie « l'application informatique exécutée par une unité de traitement de l’équipement, du terminal ou du serveur fait quelque chose ». Tout comme « l'application informatique fait quelque chose » signifie « l'application informatique exécutée par l’unité de traitement de l’équipement, du terminal ou du serveur fait quelque chose ». Encore par souci de clarté, la présente invention peut faire référence à un ou plusieurs « processus informatiques logiques ». Ces derniers correspondent aux actions ou résultats obtenus par l’exécution d’instructions de différentes applications informatiques. Aussi, il faut également comprendre au sens de l’invention que « un processus informatique logique est adapté pour faire quelque chose » signifie « les instructions d’une application informatique exécutées par une unité de traitement font quelque chose ». Encore par souci de clarté, les précisions suivantes sont apportées à certains termes utilisés dans la description et les revendications : - « Ressource informatique » peut être compris de façon non limitative comme : composant, matériel, logiciel, fichier, connexion à un réseau informatique, quantité de mémoire RAM, espace de disque dur, bande passante, vitesse de processeur, nombre de CPU, etc. - « Serveur informatique » peut être compris de façon non limitative comme : dispositif informatique (matériel ou logiciel) comportant des ressources informatiques pour réaliser les fonctions d’un serveur et qui offre des services, ordinateur, pluralité d’ordinateurs, serveur virtuel sur internet, serveur virtuel sur Cloud, serveur virtuel sur une plate-forme, serveur virtuel sur une infrastructure locale, réseaux de serveurs, cluster, nœud, ferme de serveurs, ferme de nœuds, etc. - « Requête » désigne un ordre d'exécution pouvant suivre un protocole de communication et comprenant des paramètres en entrée (question, informations, …) et éventuellement des paramètres en retour (réponse, information, …), pouvant se présenter dans un format lié au protocole employé. - « Unité de traitement » peut être compris de façon non limitative comme : processeur, microprocesseurs, CPU (pour Central Processing Unit), etc. - « Application informatique » peut être comprise comme : logiciel, programme informatique, micros-programme informatique, lignes de codes exécutables, software, etc. - « Réseau de données » peut être compris de façon non limitative comme : réseau internet, réseau cellulaire, réseau satellite, etc. C’est un ensemble d'équipements informatiques reliés entre eux pour échanger, de manière sécurisée ou non, des informations et/ou des données selon un protocole de communication (ISDN, Ethernet, ATM, IP, CLNP, TCP, HTTP, …). - « Service » peut être compris de façon non limitative comme l'ensemble des fonctionnalités proposé et assuré par un serveur et/ou par au moins un équipement informatique. Le service peut comprendre par exemple, les fonctionnalités suivantes : réservation d’un véhicule, localisation d’un véhicule, verrouillage/déverrouillage d’un véhicule, etc. Le service comprend notamment l’activation de l’accès à un véhicule. - « Véhicule » peut être compris de façon non limitative comme un véhicule de location ou un véhicule en libre-service (en anglais « car sharing ») mis à la disposition de « clients » ou membres. Le véhicule peut être : une voiture autonome (apte à rouler sur route, sans intervention d'un conducteur), une voiture ou un camion (moteur thermique et/ou électrique), un deux-roues motorisé (moteur thermique et/ou électrique), un vélo (classique ou avec assistance électrique), une trottinette (classique ou avec assistance électrique), une planche à roulettes, un monocycle électrique, un gyropode, un bateau, etc. En se rapportant à la , le véhicule intègre un équipement informatique embarqué EQV. Cet équipement peut par exemple faire partie d’un boîtier télématique permettant au véhicule d’échanger des informations (ex : position géographique, vitesse, …) avec un serveur distant présenté en partie introductive de la présente description, au travers d’un réseau de données. L’équipement informatique EQV peut également être un équipement dédié, indépendant du boîtier télématique. L’équipement embarqué EQ V comprend, entre autres ressources informatiques, une unité de traitement 10, un émetteur/récepteur de signaux 11 et une ou plusieurs mémoires 12 dans laquelle est enregistrée une application informatique. Ces différents éléments sont connectés au moins à l’unité de traitement 10 par un bus de communication. L’émetteur/récepteur 11 est adapté pour échanger des signaux, via une liaison sans fil de courte portée L CP avec l’équipement utilisateur EQ U décrit plus avant dans la description. La liaison L CP a par exemple une portée inférieure ou égale à 100 mètres, voire inférieure ou égale à 20 mètres. Les signaux échangés sont préférentiellement des signaux radiofréquences. La liaisons L CP utilise préférentiellement un protocole de communication de la famille suivante : Bluetooth, Wifi, Z-Wave, ANT, ZIGBEE. L’utilisateur (personne physique) dispose d’un terminal mobile EQ U qui comporte une interface de communication, par exemple GSM, 3G, 4G, 5G ou Wifi, pour établir une liaison de communication sans fil avec le serveur distant présenté précédemment, au travers d’un réseau de données. Le terminal mobile EQ U est préférentiellement un téléphone intelligent (Smartphone), une tablette numérique, un ordinateur portable, etc. Le terminal mobile EQ U intègre une unité de traitement 20, un émetteur/récepteur de signaux 21 et une ou plusieurs mémoires 22 dans laquelle est enregistrée une application informatique pour la mise en œuvre du service (« application-service »). Ces différents éléments sont connectés au moins à l’unité de traitement 20 par un bus de communication. Il comprend également les ressources informatiques permettant de réaliser des étapes du procédé de l’invention. L’émetteur/récepteur 21 est similaire à celui de l’équipement embarqué EQ V . Lorsque l’utilisateur se déplace près du véhicule et requiert une autorisation d’accès auprès du serveur, celui-ci transmet l’autorisation d’accès au terminal mobile EQ U . Le terminal mobile EQ U et l’équipement embarqué EQ V vont ensuite s’échanger l’autorisation d’accès au moyen de la liaison sans fil courte portée L CP . Selon un mode de réalisation, l’autorisation d’accès se présente sous la forme d’un signal OFDM, dit signal primaire. L'invention repose sur l’ajout d'un signal secondaire à ce signal primaire. Ce signal secondaire a une amplitude qui décroît de manière logarithmique lorsque l'amplitude du signal primaire augmente. La puissance ajoutée au signal primaire, pour obtenir un signal à enveloppe, est ainsi faible. Sur la , le procédé de transmission du signal primaire SP, comprend les étapes suivantes réalisées dans le terminal mobile EQU : - génération Gen_SS d'un signal secondaire SS défini par une fonction logarithmique inverse qui décroît lorsque l'amplitude du signal primaire SP augmente, - filtrage numérique FILT du signal secondaire SS de manière à obtenir un signal secondaire filtré SS_FILT, - ajout AJ du signal secondaire filtré SS_FILT à des sous-porteuses vides du signal primaire SS de manière à obtenir un signal à enveloppe SE, - amplification AMP du signal à enveloppe SE pour obtenir un signal amplifié SA, - transmission TRANS du signal amplifié SA à l’équipement informatique embarqué EQ V , au travers de la liaison sans fil de courte portée L CP . La illustre le signal secondaire SS défini par une fonction logarithmique inverse (fonction d'écrêtage) définie par l'équation suivante : où : - k représente un paramètre de contrôle de la puissance moyenne de sortie, tel que k>1, - x représente l’amplitude du signal primaire SP. Le signal secondaire SS décroît lorsque l'amplitude x du signal primaire SP augmente. En se rapportant à la , le terminal mobile EQU comprend un moyen de génération GEN du signal secondaire SS défini par la fonction logarithmique selon [Math 1]. Dans un contexte OFDM, le signal secondaire SS peut être formé par de symboles OFDM. Le signal secondaire SS est ensuite filtré numériquement par un moyen de filtrage FILT. Selon un mode de réalisation, ce moyen de filtrage FILT met en œuvre un filtrage numérique réservé dans la bande de fréquences allouée à une transmission en modulation OFDM. Le moyen de filtrage FILT sélectionne les sous-porteuses du signal secondaire SS qui correspondent aux sous-porteuses vides du signal primaire SP. Dans le cadre d'une modulation OFDM conforme à la norme IEEE 802.15, on utilise une pluralité de sous-porteuses dont : - des sous-porteuses de données utilisées pour porter le signal primaire ; - des sous-porteuses pilotes pour porter un signal pilote de synchronisation ; - et des sous-porteuses vides ne portant pas de données du signal primaire. La « bande utile » est la bande de fréquence comportant les sous-porteuses de données et les sous-porteuses pilotes qui sont réellement utilisées pour la transmission du signal primaire. Les sous-porteuses vides sont situées en dehors de la bande utile et forment des « bandes de garde ». La bande utile et les bandes de gardes forment la bande de fréquences allouée à une transmission en modulation OFDM. Le signal secondaire filtré SS_FILT est ainsi ajouté sur les sous-porteuses vides des bandes de gardes du signal primaire SP, ce qui permet de réduire le PAPR, tout en évitant d’introduire du bruit sur les sous-porteuses de données dudit signal primaire. Les étapes de génération GEN du signal secondaire SP, de filtrage FILT et d’ajout AJT sont préférentiellement itérées jusqu'à obtenir une variation du PAPR inférieure à 0,1 dB. Lorsque le signal secondaire filtré SS_FILT est ajouté au signal primaire SP, on obtient un signal à enveloppe SE. Ce signal est amplifié à l'aide d'un amplificateur de puissance AMP pour obtenir un signal amplifié SA qui sera émis par l’émetteur 21. L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. D’autres variantes peuvent être prévues. En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques. Procédé de transmission d’une autorisation d’accès à un véhicule, laquelle transmission est réalisée depuis un terminal mobile utilisateur (EQ U ) vers un équipement informatique embarqué (EQ V ) dans ledit véhicule, laquelle autorisation se présente sous la forme d'un signal numérique OFDM, dit signal primaire (SP), le procédé comprenant les étapes suivantes réalisées dans ledit terminal mobile : génération d'un signal secondaire (SS) défini par une fonction logarithmique inverse qui décroît lorsque l'amplitude (x) du signal primaire (SP) augmente, filtrage numérique du signal secondaire (SS) de manière à obtenir un signal secondaire filtré (SS_FILT), addition du signal secondaire filtré (SS_FILT) à des sous-porteuses vides du signal primaire (SP) de manière à obtenir un signal à enveloppe (SE), amplification du signal à enveloppe (SE) pour obtenir un signal amplifié (SA), transmission du signal amplifié (SA) à l’équipement informatique embarqué (EQ V ), laquelle transmission est réalisée au travers d’une liaison sans fil de courte portée (L CP ). Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l’étape c) le signal secondaire filtré est ajouté sur des sous-porteuses vides du signal primaire. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la fonction logarithmique inverse est définie par l'équation suivante : où : k représente un paramètre de contrôle de la puissance moyenne de sortie, tel que k>1, x représente l’amplitude du signal primaire (SP). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel à l’étape b), un moyen de filtrage (FILT) sélectionne des sous-porteuses du signal secondaire (SS) qui correspondent à des sous-porteuses vides du signal primaire (SP). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les étapes a), b) et c) sont itérées jusqu'à obtenir une variation du rapport de la puissance de crête sur la puissance moyenne (PAPR), inférieure à 0,1 dB. Dispositif de transmission d’une autorisation d’accès à un véhicule, laquelle autorisation se présente sous la forme d'un signal numérique OFDM, dit signal primaire (SP), le dispositif comportant : un générateur (GEN) d’un signal secondaire (SS) défini par une fonction logarithmique inverse qui décroît lorsque l'amplitude (x) du signal primaire (SP) augmente, un filtre numérique (FILT) adapté pour filtrer le signal secondaire (SS) de manière à obtenir un signal secondaire filtré (SS_FILT), un moyen pour additionner le signal secondaire filtré (SS_FILT) à des sous-porteuses vides du signal primaire (SP) de manière à obtenir un signal à enveloppe (SE), un amplificateur (AMP) du signal à enveloppe (SE) pour obtenir un signal amplifié (SA), un émetteur (21) adapté pour transmettre le signal amplifié (SA) à un équipement informatique embarqué (EQ V ) dans un véhicule, au travers d’une liaison sans fil de courte portée (L CP ).