Brevet FR3129798A1 — publié le 20230602

Système (100) ; et procédé associé, de communication filaire décentralisé d’une pluralité de dispositifs (10, 20, 30, 40) via un canal (90) commun sur lequel transite un signal porteur de données transmises sous forme de trames (1, 2, 3, 4), les trames (1, 2, 3, 4) incluant des symboles de signature (1a, 2a, 3a, 4a), chaque dispositif (10, 20, 30, 40) mettant en œuvre une écoute (102) du signal transitant sur canal (90) visant à reconnaitre des symboles de signature (1a, 2a, 3a, 4a), l’un au moins des dispositifs (10) mettant en œuvre une mesure (103, 104) du signal, l’état d’occupation déterminé (105) étant dépendant des résultats de ladite mesure au moins en l’absence de reconnaissance de symbole de signature dans le signal écouté. Figure de l’abrégé : Figure 1 Détection d’occupation d’un canal de communication La présente divulgation relève du domaine des communications, et en particulier de la gestion automatisée et décentralisée d’accès multiples à un canal de communication. Gérer l’accès multiple à un canal de communication consiste à arbitrer entre plusieurs équipements qui souhaitent transmettre des données sur un canal de communication commun alors même que ce canal présente des limites techniques en quantité de données qui peuvent simultanément y transiter. Dans ce contexte, un ensemble de données formant tout ou partie d’un message à transmettre par un équipement est généralement appelé une « trame ». En l’absence de gestion, il existe un risque de collision entre des trames transmises simultanément sur le canal par plusieurs équipements reliés au canal. De telles collisions empêchent les données d’être transmises car elles se parasitent mutuellement et deviennent indéchiffrables. Pour limiter le risque de collisions, ou même les empêcher, il existe deux types de gestions : les gestions centralisées et décentralisées. Les gestions centralisées impliquent l’existence d’un équipement maître agencé pour coordonner l’utilisation du canal en autorisant ou non chaque équipement à utiliser le canal. Cette coordination est généralement mise en œuvre au moyen de communications supplémentaires entre l’équipement maître et les autres équipements. Cela réduit encore la disponibilité du canal commun en occupant sa bande passante et/ou nécessite des canaux de communications dédiés supplémentaires. De tels systèmes sont en outre difficiles à faire évoluer car l’équipement maître doit être mis à jour à chaque ajout ou retrait d’un équipement du système pour y être identifié. Au contraire, les gestions décentralisées ne nécessitent pas de communication supplémentaire. L’ajout et le retrait d’un équipement sur le réseau (connecté au canal) est simplifié. En revanche, pour limiter les risques de collision, chaque équipement est agencé pour mettre en œuvre des stratégies locales d’évitement de collisions. Autrement dit, chaque équipement est autonome au sens où il ne se coordonne pas avec les autres équipements pour émettre des trames sur le canal commun. Dans la suite, les gestions décrites sont décentralisées. Une stratégie (locale) d’évitement de collision est connue sous le sigle « CSMA/CA » pour « Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance », soit « Accès multiple à détection de porteuse avec prévention des collisions » en français. Une telle stratégie comprend une détermination de l’état d’occupation du canal par chaque équipement, du moins par chaque équipement depuis lequel l’émission de données sur le canal est souhaitée. En langage courant, on dit que l’équipement « écoute » le canal pour déterminer son état d’occupation. En fonction du résultat de la détermination, l’équipement est agencé pour adapter l’émission de données sur le canal. Par exemple, si le canal est considéré libre après détermination de l’état d’occupation, l’équipement émet dès que possible une partie au moins des données (ou trames) à transmettre. Au contraire, si le canal est considéré occupé après détermination de l’état d’occupation, l’équipement n’émet pas les données à transmettre, reporte à plus tard cette émission et/ou réitère ultérieurement l’opération de détermination. Si la fiabilité de la détermination de l’état d’occupation du canal est réduite, un équipement peut déterminer, à tort, que le canal est libre (faux négatif). L’équipement émet alors des trames sur un canal occupé, conduisant à des collisions de trames. Certaines de ces trames collisionnées sont perdues et doivent être émises à nouveau, ce qui augmente le risque de collisions et congestionne la bande-passante du canal, ou abandonnées et perdues définitivement. À l’inverse, un équipement peut aussi déterminer, à tort, que le canal est occupé (faux positif). Dans ce cas, une partie de la bande-passante est inutilisée et devient donc une ressource gaspillée. Augmenter la fiabilité de la détermination de l’état d’occupation du canal présente donc des effets techniques immédiats en réduisant le risque de survenance de collisions entre trames, en réduisant la congestion du canal, en augmentant le taux d’occupation moyen de la bande passante du canal et en accélérant la transmission des données. Ces effets ont pour résultats d’augmenter la bande passante utile d’un canal sans modification structurelle et donc de faciliter l’ajout d’équipements connectés au réseau. De manière équivalente, cela a pour résultat de permettre de réduire la capacité structurelle des canaux de communication sans réduire le débit de données transmises. Sans que la présente demande ne s’y limite, le CSMA/CA peut notamment être appliqué dans le contexte des communications par Courant Porteur en Ligne (CPL). Ainsi, dans le cas particulier du CPL de norme « G3 », la norme ITU-T G.9903 (dernière version approuvée en mai 2021) précise des paramètres techniques de mise en œuvre du CSMA/CA appliqué au CPL G3. Cette norme est notamment respectée par la demanderesse pour la configuration d’équipements communicants connectés sur les réseaux intelligents de distribution d’électricité, en particulier celui connu sous le nom commercial « Linky ». Selon la norme G3, la détermination de l’état du canal comprend une méthode appelée PCS pour « Physical Carrier Sense », ou « Détection physique de la porteuse » en français. Le PCS consiste à écouter le canal pour y chercher des symboles de signature (disposées, par convention, en préambule au début des trames). La détection de symboles de signature conduit à la détermination d’un état occupé tandis que l’absence de détection de symboles de signature conduit à la détermination d’un état libre du canal. La demanderesse a constaté un débit réel des canaux sensiblement inférieur au débit théoriquement possible (physiquement permis par les canaux). Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un système de communication filaire d’une pluralité de dispositifs via un canal commun sur lequel transite un signal porteur de données transmises sous forme de trames, les trames incluant des symboles de signature. La gestion d’accès multiple au canal est décentralisée et mise en œuvre par chaque dispositif déterminant un état d’occupation du canal avant émission d’une trame de données afin de limiter les risques de collision entre trames sur le canal. La gestion d’accès mise en œuvre par chaque dispositif inclut une écoute du signal transitant sur ledit canal visant à reconnaitre lesdits symboles de signature. L’un au moins des dispositifs est agencé pour que la mise en œuvre de la détermination de l’état d’occupation inclut, en outre, au moins une mesure du signal, l’état d’occupation déterminé étant dépendant des résultats de ladite mesure au moins en l’absence de reconnaissance de symbole de signature dans le signal écouté. Selon un autre aspect, il est proposé un dispositif agencé pour former partie d’un système tel que défini ci-avant. Le dispositif est agencé pour mettre en œuvre une détermination de l’état d’occupation du canal incluant au moins une mesure du signal, l’état d’occupation déterminé étant dépendant des résultats de ladite mesure au moins en l’absence de reconnaissance de symbole de signature dans le signal transitant sur le canal. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de communication dans un système tel que défini ci-avant comprenant la mise en œuvre par un dispositif d’une détermination d’un état d’occupation d’un canal avant émission d’une trame de données afin de limiter les risques de collision entre trames sur le canal. Le procédé inclut la mise en œuvre d’une détermination de l’état d’occupation par au moins une mesure du signal transitant sur le canal. L’état d’occupation déterminé est dépendant des résultats de ladite mesure au moins en l’absence de reconnaissance de symbole de signature dans le signal transitant sur le canal. Selon un autre aspect, il est proposé un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre de tout ou partie d’un procédé tel que défini dans les présentes lorsque ce programme est exécuté par un processeur. Selon un autre aspect, il est proposé un support d’enregistrement non transitoire, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un tel programme. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : La détermination de l’état d’occupation inclut l’un au moins de : i/ la mesure d’un niveau d’énergie du signal reçu puis la comparaison à un seuil P min , le seuil P min étant défini comme la somme d’une fonction de transfert H(S) du canal et d’une sensibilité K du récepteur du dispositif. La fonction de transfert H(S) est elle-même dépendante d’un niveau S de signal d’un dispositif émetteur ; ii/ la mesure d’un niveau de corrélation entre le signal reçu et les symboles de signature attendus. La communication est une communication par Courant Porteur en Ligne (CPL) conforme au protocole CPL-G3. La valeur du seuil P min est dynamique et mise à jour en fonction de mesures de niveaux d’énergie du signal reçu par le dispositif hors de phases d’émission et de réception de données par ledit dispositif. La détermination de l’état d’occupation inclut une combinaison de : i/ la mesure d’un niveau d’énergie du signal reçu puis la comparaison à un seuil P min , le seuil P min étant défini comme la somme d’une fonction de transfert H(S) du canal et d’une sensibilité K du récepteur dudit dispositif, la fonction de transfert H(S) étant elle-même dépendante d’un niveau S de signal d’un dispositif émetteur ; et ii/ la mesure d’un niveau de corrélation entre le signal reçu et les symboles de signature attendus ; la détermination de l’état d’occupation étant dépendant à la fois du résultat de la mesure du niveau d’énergie et à la fois de la mesure du niveau de corrélation du signal reçu. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 montre une portion d’un système de communication. Fig. 2 montre un diagramme de mise en œuvre d’une gestion d’accès multiple à un canal de communication. Fig. 3A montre un graphique de corrélation de référence. Fig. 3B montre un graphique de corrélation dans une première situation. Fig. 3C montre un graphique de corrélation dans une seconde situation. Fig. 4 représente des exemples de collisions de trames sur un canal. Fig. 5 montre un graphique représentant l’évolution d’un nombre de nœud impliqués dans des collisions en cas de collisions groupées. Fig. 6 montre un graphique comparatif du nombre relatif de nœuds impliqués dans une collision selon deux gestions d’accès multiple à un canal de communication. En conclusion, les mesures du signal décrites ci-avant permettent de détecter avec une grande fiabilité l’existence d’une ou plusieurs transmissions de données en cours qui n’auraient pas été détectées par une lecture des symboles signature. Ainsi, la fiabilité de la détermination de l’état d’occupation d’un canal à accès partagé et gestion d’accès décentralisé est améliorée. Les effets techniques obtenus incluent une augmentation du débit utile des systèmes de communication (existants ou futurs) et une réduction de la sous-utilisation des bandes passantes effectives. Les présentes solutions techniques peuvent trouver à s’appliquer notamment dans les communications filaires telles que par Courant Porteur en Ligne, par exemple dans le cadre du protocole CPL-G3 ou de l’une de ces évolutions. Sans s’y limiter, de telles solutions pourraient être particulièrement avantageuses dans le contexte des réseaux intelligents (ou « Smart grid ») tels que les réseaux d’électricité. La présente divulgation ne se limite pas aux exemples de systèmes, dispositifs, procédés, programmes informatiques et supports physiques de tels programmes décrits ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager la personne du métier dans le cadre de la protection recherchée. Il est en outre précisé que, même si la présente description mentionne la mise en œuvre de simulations, d’activités mentales, administratives ou commerciale et d’avantages correspondants, de tels éléments sont donnés à titre explicatif et pour aider le lecteur à comprendre le contexte pratique. Cela ne doit pas être interprété comme une volonté du déposant d’obtenir une protection sur des objets non-brevetables selon la législation applicable. En particulier pour les territoires dans lesquels la décision G1/19 de la Grande Chambre de Recours de l’Office Européen des Brevets a une valeur, il est précisé que la « gestion d’accès » doit ici s’entendre comme visant implicitement toute action effectivement mise en œuvre par les dispositifs pour émettre des données sur un canal commun (et non seulement simulée, virtuelle ou mentale). De même, il sera considéré comme implicite qu’aucune protection n’est souhaitée en Europe pour les éléments concernés en tant que tels par les exceptions listées à l’Art. 52(2) de la Convention sur le Brevet Européen ou pour d’hypothétiques modes de réalisation dépourvus d’effet technique et qu’un disclaimer explicite en ce sens est une option prévue à la date de dépôt de la présente demande. Système (100) de communication filaire d’une pluralité de dispositifs (10, 20, 30, 40) via un canal (90) commun sur lequel transite un signal porteur de données transmises sous forme de trames (1, 2, 3, 4), les trames (1, 2, 3, 4) incluant des symboles de signature (1a, 2a, 3a, 4a), dans lequel la gestion d’accès multiple au canal (90) est décentralisée et mise en œuvre par chaque dispositif (10, 20, 30, 40) déterminant un état d’occupation du canal (90) avant émission d’une trame de données (1, 2, 3, 4) afin de limiter les risques de collision entre trames (1, 2, 3, 4) sur le canal (90), la gestion d’accès mise en œuvre par chaque dispositif (10, 20, 30, 40) incluant une écoute (102) du signal transitant sur ledit canal (90) visant à reconnaitre lesdits symboles de signature (1a, 2a, 3a, 4a), le système (100) étant caractérisé en ce que l’un au moins des dispositifs (10) est agencé pour que la mise en œuvre de la détermination de l’état d’occupation inclut, en outre, au moins une mesure (103, 104) du signal, l’état d’occupation déterminé (105) étant dépendant des résultats de ladite mesure au moins en l’absence de reconnaissance de symbole de signature dans le signal écouté. Système (100) selon la revendication 1, dans lequel la détermination de l’état d’occupation inclut l’un au moins de : i/ la mesure (103) d’un niveau d’énergie du signal reçu puis la comparaison à un seuil (P min ), le seuil (P min ) étant défini comme la somme d’une fonction de transfert (H(S)) du canal (90) et d’une sensibilité (K) du récepteur (11) dudit dispositif (10), la fonction de transfert (H(S)) étant elle-même dépendante d’un niveau (S) de signal d’un dispositif (20, 30, 40) émetteur ; ii/ la mesure (104) d’un niveau de corrélation entre le signal reçu et les symboles de signature (1a, 2a, 3a, 4a) attendus. Système (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la communication est une communication par Courant Porteur en Ligne conforme au protocole CPL-G3. Système (100) selon l’une des revendications 2 à 3, dans lequel la valeur du seuil (P min ) est dynamique et mise à jour en fonction de mesures de niveaux d’énergie du signal reçu par le dispositif (10) hors de phases d’émission et de réception de données par ledit dispositif (10). Système (100) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la détermination de l’état d’occupation inclut une combinaison de : i/ la mesure (103) d’un niveau d’énergie du signal reçu puis la comparaison à un seuil (P min ), le seuil (P min ) étant défini comme la somme d’une fonction de transfert (H(S)) du canal (90) et d’une sensibilité (K) du récepteur (11) dudit dispositif (10), la fonction de transfert (H(S)) étant elle-même dépendante d’un niveau (S) de signal d’un dispositif (20, 30, 40) émetteur ; et ii/ la mesure (104) d’un niveau de corrélation entre le signal reçu et les symboles de signature (1a, 2a, 3a, 4a) attendus ; la détermination de l’état d’occupation étant dépendant à la fois du résultat de la mesure (103) du niveau d’énergie et à la fois de la mesure (104) du niveau de corrélation du signal reçu. Dispositif (10) agencé pour former partie d’un système (100) selon l’une des revendications précédentes, le dispositif (10) étant caractérisé en ce qu’il est agencé pour mettre en œuvre une détermination de l’état d’occupation du canal (90) incluant au moins une mesure du signal, l’état d’occupation déterminé étant dépendant des résultats de ladite mesure au moins en l’absence de reconnaissance de symbole de signature dans le signal transitant sur le canal (90). Procédé de communication dans un système (100) selon l’une des revendications 1 à 5 comprenant la mise en œuvre par un dispositif (10) d’une détermination d’un état d’occupation d’un canal (90) avant émission d’une trame de données (1, 2, 3, 4) afin de limiter les risques de collision entre trames (1, 2, 3, 4) sur le canal (90), le procédé incluant la mise en œuvre d’une détermination de l’état d’occupation par au moins une mesure du signal transitant sur le canal (90), l’état d’occupation déterminé étant dépendant des résultats de ladite mesure au moins en l’absence de reconnaissance de symbole de signature dans le signal transitant sur le canal (90). Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 7 lorsque ce programme est exécuté par un processeur. Support d’enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 7 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.