Brevet FR3046310A1 (20170630)
REVENDICATIONS1 - Procédé d'association univalente et univoque, avant établissement d'un protocole de communication, à partir du canal de propagation (AU_CP) entre 5 au moins un premier utilisateur A et un deuxième utilisateur B munis chacun de un ou de plusieurs émetteurs/récepteurs de transmission (A1... ANA) indexés par n et n' pour l'utilisateur A, (B1... BNB) indexés par m et m' pour l'utilisateur B caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : 10 Initialisation : a) (41), Emission par chaque émetteur An de l'utilisateur A de signaux d'interrogation initiaux Smint,n pour l'émetteur d'indice n, constitués d'au moins une séquence aléatoire PNmint,n connue de l'utilisateur B, de facteur d'étalement SFMint,n, 15 b) (43), Réception et désétalement par chaque récepteur Bni, de l'utilisateur B de la séquence aléatoire Preint,n de chacun des signaux d'interrogation initiaux Smint,n (42), mesure par lesdits récepteurs Bn.,, du canal de propagation HMABArn, entre An et Bill, sur la longueur de Lm échantillons; estimation des coefficients HA(°B)nei,(/1)/i=0 ..... L-1 de la réponse 20 impulsionnelle complexe correspondante ou des coefficients de la réponse en fréquence complexe correspondante, c) Quantification (44) par l'utilisateur B des coefficients complexes 11,(1°B),n,m,(11)11.0 ,...,L-1 issus de ses mesures pour produire des valeurs numériques 0 jg) n ,m'(11) 1\n<CLM>\1\t0 ,... ,L- 1 1 25 d) Emission (45) par chaque émetteur Bm de l'utilisateur B de signaux d'acquittement initiaux SmAcq,n, constitués d'au moins une séquence aléatoire notée PNMAcq,n, connue de l'utilisateur A, de facteur d'étalement SFmAcchm, e) Réception et désétalement par chaque récepteur An' de la séquence aléatoire PNMacq,m de chacun des signaux d'acquittement initiaux 30 SMAccbm (46), mesure par lesdits récepteurs An' du canal de propagation 25 3046310 HmBA,m,n, entre Bm et An, sur la longueur de Lm échantillons; estimation des coefficients HB(c),, (m,n, ) ./i. /1=0 ,...,L-1 de la réponse impulsionnelle complexe correspondante ou des coefficients de la réponse en fréquence complexe correspondante (47), les coefficients HB(°A) ( m,n,/ -1)4=0 ,...,L-1 étant identiques à ceux estimés par B à l'étape C) H4°B)n,m,( ii=0,...,L-1 lorsque le canal de propagation est réciproque et que les émetteurs récepteurs considérés pour A et B coïncident dans les deux sens d'interrogation et d'acquittement, avec n=n' et m=m', f) Quantification (48) par l'utilisateur A des coefficients complexes Li(°,2,ntn,(11)/1=0 L-1 issus de ses mesures pour produire des valeurs numériques 0 -ei,m,n'(11)/1=0 .... ,L-1 Itération 1 : g) Emission (49) par chacun des émetteurs An de nouveaux signaux d'interrogation, S(1)Int,n, constitués d'au moins une nouvelle séquence aléatoire PN(1)Int,n de facteur d'étalement SF(1)intri choisie dans un ensemble prédéterminé connu de A et B ou construite selon un processus prédéterminé connu de A et B d'après les valeurs numériques eil)m,n'(11)/1=0, ,L-1 déterminées par A à l'issue de l'étape f), h) Réception et désétalement de la séquence PN(1)Int,n du signal S(1)Int,n 20 par chaque récepteur Bm', (50), Bm, qui reconstruit préalablement la séquence aléatoire PN(1)Int,n choisie ou construite par An, selon le même processus que An, en exploitant les valeurs numériques 0 déterminées -A(c'én,m,(ii)/1=o .... ,L-1 par B lors de la quantification effectuée à l'étape c) des coefficients H,(1B)n,m.(ii)ii=0,...,L-1, valeurs numériques égales à celle produites par A à 25 l'étape f) lorsque le canal de propagation est réciproque, que n=n' et que m=m'); lorsque m=m' et n=n', validation par B, grâce au désétalement de PN(1)int,n en réception par Bm, de l'égalité entre coefficients Q(0) _ n(o) quantifiés lors de la phase AB,n,m(11)11=0 ,...,L-1 BA,m,n.1J11=0 ..... L-1 d'initialisation, (51); mesure actualisée par chaque récepteur Bm' du canal de 26 3046310 propagation H(1)AB,n,m', entre An et Bm' sur la longueur de L(1) échantillons, estimation des coefficients 1/2(4)3 fn,m ) .11,4=0 de la réponse impulsionnelle complexe correspondante ou des coefficients de la réponse en fréquence complexe correspondante (52), s i) Quantification (53) par l'utilisateur B des coefficients HA( B1),n,m'(1011=0 ..... issus de ses mesures pour produire des valeurs (1B) numériques 0A njW(11) /1=0 ,...,L-1 j) Emission (54) par chaque émetteur Bn, de nouveaux signaux d'acquittement, notés SWAcq,m, constitués d'au moins une séquence aléatoire so notée PN(1)Acq,n, de facteur d'étalement SF(1)Acq,m, choisie dans un ensemble prédéterminé connu de A et B ou construite selon un processus prédéterminé connu de A et B d'après les valeurs numériques (2,4°B)n,m'(11) /1=0 ,...,L-1 déterminées par B à l'issu de l'étape c), k) Réception et désétalement par chaque récepteur An, des séquences 15 aléatoires PN(1)acq,m de chacun des signaux d'acquittement (S(1)Acq,m) (55), An, qui reconstitue préalablement la séquence PN(1)acq,m choisie ou construite par Bm, selon le même processus que Bm, en exploitant les valeurs numériques QB(oA),m,n'(11)11= égales à celle produites par B à l'étape c), soit o lorsque le -A(c)2n,n,,(ii)t,=o ..... L-1 canal de propagation est réciproque, que n=n' et que m=m'; toujours lorsque m=m' et n=n', validation par A, grâce au désétalement de PN(1)Acq,m, de l'égalité entre coefficients Qm,n (il) il =0 ,...,L-1 = (2.(4°13n,m (11)4=0 ,...,L-1 quantifiés lors de la phase d'initialisation, (56) ; l'association univalente des émetteurs/récepteurs An de l'utilisateur A et des émetteurs/récepteurs Bm de l'utilisateur B devient alors effective grâce aux relations d'égalités entre coefficients quantifiés en,m(/1)/1=0 = Q13Ânt,n (11)4=0 ..... L-1 validées en Bm à l'étape h) par la réception et le désétalement de PN(1)int,n et validées en An à cette étape k), (56) par la réception et le désétalement de PN(1)acci,m; mesure par chaque récepteur An, du canal de propagation H(1)BA,m,n' entre Bm que A a déterminées à l'étape f), valeurs numériques 27 3046310 et An, sur la longueur de L(1) échantillons ; estimation des coefficients HBA,de la réponse impulsionnelle complexe correspondante BA,m,n'(11)/i=0 ,...,L-1 (57), ou des coefficients de la réponse en fréquence complexe, les coefficients H B(1A),m,n,( ) .11, /1=0 ,...,L-1 5 l'étape h) lid(412n,mf 1 lorsque le canal de propagation est réciproque et que les émetteurs récepteurs considérés pour A et B coïncident dans les deux sens d'interrogation et d'acquittement, n=n' et m=m', I) Quantification par l'utilisateur A des coefficients complexes H(1) BA,minkeil 11=0 .... ,1,-1 issus de ses mesures pour produire des coefficients 10 numériques Q B(1A) mm,(11)11=0 ..... L-1(58). 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une deuxième itération des étapes de la première itération avec l'émission de signaux d'interrogation S(2)int,n contenant la séquence PN(2)int,r, 15 et de signaux d'acquittement S(2)Acq,m contenant la séquence PN(2)Acq,m, élaborés d'après les résultats de mesure HA° net,( .11)11=0 .... ,L-1 et H B(lA) ntn,(11) /1=0 ..... L-1 et d'après les résultats de quantification nAB,n,m(1) ,(11) /1=0 ,...,L-1 etQBL,n,(i1)/1=0,...,L l produits à l'itération 1, la étant identiques à ceux estimés par B à quantification de nouveaux coefficients nAB ( `e2) et ,n,m.(11)/1=0 ,...,L-1 20 0 8A),m,n'(11) /1=0 ,...,L-1 et l'association univalente et univoque des émetteurs/récepteurs An de l'utilisateur A et des émetteurs/récepteurs Bm de l'utilisateur B par la relation entre coefficients quantifiés lors de l'itération 1 n (1) n(1) (/ 1 (/ 1 `eAB,n,m, 1,11=0 ,...,L-1 13A,m,n - 1,11=0 ,...,L-1 association validée par la réception et le désétalement des séquences d'interrogation PN(2)1nt,n et 25 d'acquittement PN(2)Accie émis par An et Bm lors de la deuxième itération. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte à chaque nouvelle itération k+1 avec k supérieur ou égal à 1, 28 3046310 l'émission de signaux d'interrogation S(k+1)Int,n contenant la séquence PN(k+i)intm et de signaux d'acquittement e+1)Acq,ni contenant la séquence PNC+1)Accun construits d'après les résultats de mesure de l'itération k HAB)n,m(k et 1/(k) (/ ) et d'après les résultats de ,(11) 11=0 ,...,L-1 BA,m,n' 1,11=0 ,...,L-1 , 5 quantification de l'itération k 0 -A(kB)n,m,(4.)/1=o ..... L-1 et 0 , et l'association univalente et univoque des émetteurs/récepteurs An de l'utilisateur A et des émetteurs/récepteurs Bri, de l'utilisateur B en utilisant la relation Q(k) ri \ n(k) entre coefficients AB ,n,mV*1)11=0 ,...,L-1 Q(k) 1,11=0 ,...,L-1 quantifiés lors de l'itération k, association validée par la réception et le 10 désétalement par Bm et An des signaux d'interrogation et d'acquittement émis par An et Bm lors de la (k+1)ième itération. 4 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il utilise aux étapes de quantification c) et f) lors de l'initiation, aux étapes 15 i) et I) lors de l'itération 1, et aux étapes similaires lors des itérations suivantes, une fonction de sélection et de codage correcteur des coefficients u(k) n de canaux I-1(k) (/ ) et ,,BA,m,nle1)/1=0 ,...,L-1 adaptée à retenir AB,n,m 1 ,...,L-1 uniquement des coefficients dont l'estimation est la plus fiable, par application d'un critère de seuillage sur la qualité de l'estimation des 20 coefficients précités et d'une correction d'erreur sur les sorties de quantification 0 n,m(11)11=0.....L-1 et n m,n(11)11=0 ,...,L-1 ce critère de seuillage et cette correction étant prédéfinis entre les utilisateurs A et B. 5 - Procédé selon l'un des revendications précédentes caractérisé en ce que 25 Bm utilise à l'étape d) de la phase d'initialisation un processus de construction spécifique des signaux d'acquittements initiaux modifiés S'MAcq,m faisant dépendre ceux-ci des toutes premières mesures de canaux Hi(1°B)n,m, et des coefficients quantifiés correspondants QA,2n,m,(ii)/1=o,...,L-1, tout en ménageant la possibilité pour les récepteurs An, de l'utilisateur A de 29 3046310 reconstruire et désétaler les signaux S'(°)Acq,m, lesdits signaux d'acquittement initiaux modifiés comportent au moins deux séquences PN, notées PNmAcq,m et PN'MAcchm, émises successivement ou simultanément, la première des séquences, PNMAcq,m, étant connue de An, comme à l'étape d), la seconde 5 des séquences, PN'mAcq,m, étant choisie dans un ensemble prédéterminé connu de B et de A ou construite selon un processus prédéterminé connu de B et de A d'après les valeurs numériques 0 -1)n,m,(ii)/,=o ,...,L-1 tout juste quantifiées par B à l'issue de l'étape c) ; et en ce que An, applique aux étapes e) et f) de l'initialisation non seulement une réception et un désétalement la io séquence PNmAcq,n, mais aussi une reconstruction de la séquence PN'MAccbm d'après les estimations de canal Henn,(/ ii.o ,...,L-1 et les quantifications qu'il conduit grâce au désétalement de PNmAccm, aux étapes e) et f) suivi d'un désétalement de la séquence PNI'MAcq,m, pour produire une validation immédiate de l'égalité entre les coefficients 15 QAB),n,m (/ /,=.0 ..... L-1 et QB2m,n,(ii)ti=0 ....L-1 quantifiés en phase d'intitialisation. 6 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte à chaque nouvelle itération k+1 avec k supérieur ou égal à 0, l'émission de 20 signaux d'acquittement S(k+1)Accie contenant au moins deux séquences PN(k+1)Acq,m et PNe+1)Acq,m émises séquentiellement ou simultanément, PN(k+1)Acq,m étant choisie dans un ensemble prédéterminé ou construite adaptativement d'après les résultats de quantification en,m,(ii)/1=o,...,L.-1 à l'itération n°k, et PNe+1)Accun étant choisie dans un ensemble prédéterminé 25 ou construite adaptativement d'après les résultats de quantification courant n (k+1) (11)11=0,...,L-1 L-1 applique non seulement une réception et un désétalement la séquence PN(k)Acq,m reconstruite d'après ses coefficients quantifiés Q (k) ri L-1 mais aussi une reconstruction de la séquence à l'itération n° k+1 ; caractérisé d'autre part en ce que An, 3046310 PN'(k+1)Acq,n, d'après les estimations de canal HeAmi(/n, . et les quantifications Q=n,(11)11=0 ..... L-1 qu'il conduit grâce au désétalement de PNI(k+1)Accbm, suivi d'un désétalement de la séquence PN'(k+1)Acq,n-, pour valider - 1 es ÷n1)m (11) /1= o , L -1 immédiatement l'égalité entre les coefficients 0 et 5 B(kA+,m1),n'(11) = 7 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les émetteurs de A utilisent des signaux d'interrogation initiaux choisis aléatoirement dans un ensemble de signaux connus de B, et en ce que les récepteurs de B n'acquittent que l'un des signaux d'interrogation initiaux reçus, soit prédéterminé par les caractéristiques des récepteurs de B, soit choisi aléatoirement par les récepteurs de B, après synchronisation, désétalement et mesure desdits signaux d'interrogation initiaux. 15 8 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les émetteurs de B utilisent des signaux d'acquittement initiaux choisis aléatoirement dans un ensemble de signaux connus de A, en ce que les récepteurs de A ne traitent en réception que certains des signaux d'acquittement initiaux reçus, soit prédéterminé par les caractéristiques des 20 récepteurs de A, soit choisis aléatoirement par les récepteurs de A, après synchronisation désétalement et mesure desdits signaux d'acquittement initiaux. 9 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce 25 que les émetteurs de A appliquent une gigue aléatoire en temps aux signaux d'interrogation et les émetteurs de B appliquent une gigue aléatoire en temps aux signaux d'acquittement. 10 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce 30 qu'il utilise des signaux d'interrogation et d'acquittement SIA et SAB, émis quantifiés à l'itération k+1. 31 3046310 conjointement à des signaux balises de l'un ou l'autre utilisateur A ou B, AIA et AIB, c'est-à-dire de manière auto-interférée, lesdits signaux d'interrogation et d'acquittement étant émis reçus et traités à chaque itération k grâce à des paramétrages adaptés de leurs puissances d'émission par A et B, Sl(k)A et 5 SA(k)B, de leurs niveaux de réception en B et en A, des interférences induites par la balise de A reçue en B et par la balise de B reçue en A, Al(k)A,B et Al(k)B.>A, des niveaux de réception en B et en A des auto-interférences issues de B et de A, Al(k)A,A et Al(k)B_>B, des dispositifs d'auto-réjection de ces auto-interférences à la réception en A et B, RAIA_>A et RAIB_>B, des facteurs 10 d'étalement à l'émission en A et B, SF(k)Int,n et SF(k)Acci,m, selon les égalités et inégalités suivantes exprimées en décibel : _ aux réceptions de l'utilisateur B : Ai(k)A->B = AI (k)A - L(k)A_>13 si(k)A->B = si(k)A - L(k)A->B où L(k)A..>13 représente les pertes totales de propagation de A vers B, 15 SF(k)intm k 10.1ogio[10A(S1(k)A_>Bi1 O)] - 10.1ogio[10^((A1B_>B-RAIB_>B)110) + 10^(Al(k)A,B/10)] 1- liBe - aux réceptions de l'utilisateur A : Al(k)B,A = Ai(k)B - L(k)B_>A si(k)B.> _ = ci A %.) I(k)A - L(k)B->A 20 où L(k)B_>A représente les pertes totale des propagation de B vers A SF(k)int,n ..k 10.1ogio[10A(S1(k)B,A/10)] - 10.1ogio[10"((AIA_>A-RAIA_>A)/10) + 10^(Al(k)B_>Ail O)] + riA, les marges riB et riA étant liées aux performances des équipements 25 radio utilisés par les récepteurs de A et de B. 11 - Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il utilise des signaux d'interrogation et d'acquittement émis conjointement aux messages d'échanges de données entre les utilisateurs, c'est-à-dire de manière auto- 30 interférée, lesdits signaux d'interrogation et d'acquittement étant émis, reçus et traités à chaque itération k grâce à des paramétrages adaptés de leurs 32 3046310 puissances d'émission par A et B, de leurs niveaux de réception en B et en A, des interférences induites par les messages de A reçus en B et par les messages de B reçus en A, des niveaux de réception en B et en A des auto-interférences issues de B et de A, des dispositifs d'auto-réjection de ces 5 auto-interférences à la réception en A et B, des facteurs d'étalement à l'émission en A et B), selon des égalités et inégalités aux expressions similaires à la revendication\n<CLM>\1\t12 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce 10 qu'il utilise un mode de communication Duplex temporel entre utilisateurs employant une même fréquence porteuse pour les échanges en émission et en réception dans les deux sens de transmission et bénéficie directement de la réciprocité du canal de propagation sur la fréquence unique employée pour les interrogations et les acquittements. 15 13 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est dupliqué sur l'ensemble des fréquences porteuses employées par des utilisateurs à mode Duplex fréquentiel employant des fréquences porteuses différentes pour leurs échanges en émission et en réception selon 20 le sens de transmission, afin de bénéficier de la réciprocité du canal de propagation sur chacune des fréquences employées pour les interrogations et les acquittements. 14 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce 25 que l'on réitère les étapes du procédé pour chaque nouvelle transmission de phonie ou de données. 15 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on réitère les étapes du procédé pour chaque nouveau message d'une 30 transmission de phonie ou de données en cours. 33 3046310 16 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il utilise des émetteurs et récepteurs adaptés à des radiocommunications. 17 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce 5 que les émetteurs/récepteurs de l'utilisateur A sont reliés aux éléments d'antennes d'un réseau utilisé par A et les émetteurs/récepteurs de l'utilisateur B sont reliés aux éléments d'antennes d'un réseau utilisé par B dans le cadre de protocoles dits de type MISO, SIMO, MIMO ou « massive MIMO ». 10 18 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les émetteurs/récepteurs de l'utilisateur A sont des stations de base ou des noeuds d'un réseau de radiocommunication et les émetteurs/récepteurs de l'utilisateur B sont des terminaux ou d'autres noeuds dudit réseau de 15 radiocommunication. 19 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les émetteurs et récepteurs sont adaptés à des transmissions acoustiques. 20 20 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les émetteurs et récepteurs sont adaptés à des transmissions optiques.