INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un autre mode de réalisation non représenté, l’électrode peut présenter une section amincie au niveau de la pointe 116 de manière à forcer le signal à aller vers la pointe 116.
Dans ce second mode de réalisation, l’électrode micro-ruban 115 est directement appliquée sur la face supérieure de la couche de verre 104. Elle possède une impédance Z’0. Les lignes d’amenée et de retour ainsi que le moyen d’absorption 130 possèdent respectivement une impédance adaptée à l’impédance Z’0 de l’électrode micro-ruban.
La fréquence de résonance et/ou le facteur d’amplification mécanique de la membrane dépend par exemple du paramètre physique à mesurer, selon l’un ou l’autre des modes de réalisation suivants :
– pour un capteur de force ou une jauge de contrainte, la fréquence de résonance dépend de la tension mécanique sur la membrane ;
- pour un capteur de pression de gaz, l’amortissement mécanique dépend de la pression/du type de gaz présent dans le/les entrefers ;
- pour un capteur de pression de gaz, l’effet coussin d’air qui dépend de la pression/du type de gaz présent dans le/les entrefers peut modifier la fréquence de résonance en fonction de l’amplitude d’oscillation de la membrane ;
- pour un capteur de liquide, la présence d’un liquide dans l’entrefer fait plus ou moins apparaitre ou disparaitre l’effet membrane (exemple : application à la mesure d’un niveau de carburant, de présence d’huile, vérification d’étanchéité…) ;
– pour un capteur de température, la différence de dilatation thermique entre la membrane et le support a pour conséquence une modification de la pré-tension de la membrane et donc de sa fréquence de résonance ;
– pour un capteur d’humidité, une membrane constituée en un matériau qui absorbe l’humidité a sa fréquence de résonance qui change.
Par ailleurs, d’un côté de la membrane, il peut y avoir un gaz avec une pression de référence et de l’autre côté, un gaz dont on doit mesurer la pression. Selon que la pression du gaz à mesurer est supérieure ou inférieure à la pression du gaz de référence, la membrane va se décaler vers la gauche ou la droite. On peut alors mesurer la différence de comportement et tout particulièrement si la membrane va en contact à gauche ou à droite ce qui bloque toute vibration de la membrane (pas de changement d’impédance électrique avec l’amplitude).
En variante, les deux profils peuvent être incurvés. Vis-à-vis d’une tension latérale, la tension a plus pour effet de modifier le « bombé » et donc la position initiale que de seulement changer la fréquence de résonance.
Selon un autre mode de réalisation illustré par la , le capteur 1 comprend un premier entrefer 20 et un deuxième entrefer 21 qui ont tous deux un profil rectiligne. Le premier entrefer 20 et le deuxième entrefer 21 sont alignés. Le premier entrefer 20 et le deuxième entrefer 21 comprennent des espacements inter-plaques différents.
Selon un autre mode de réalisation illustré par la , le capteur 1 comprend un entrefer 19 ayant un profil dont l’épaisseur varie progressivement. Ainsi, la surface qui rentre en contact avec l’amplitude de la vibration augmente progressivement. Par ailleurs, la surface d’entrefer initial en contact peut dépendre par exemple d’un effort de compression, ce qui permet d’avoir un capteur progressif d’effort.
Selon un autre mode de réalisation illustré par la , le capteur 1 comprend un entrefer 22 ayant un profil crénelé, la hauteur d’au moins une partie des créneaux étant variable. L’effet est similaire au profil dont l’épaisseur varie progressivement, mais de façon discrétisée.
Selon un autre mode de réalisation illustré par la , l’entrefer est réalisé sous forme de motif répété disjoint (23, 24). Ce mode de réalisation est particulièrement utile si les besoins mécaniques nécessitent des motifs élémentaires de petite dimension.
Selon un autre mode de réalisation illustré par la , le capteur 1 comprend un premier entrefer 25 et un deuxième entrefer 26, réalisés sous forme de motif répété. Le premier entrefer 25 et le deuxième entrefer 26 superposés, le bord de chaque motif du premier entrefer 25 étant aligné avec le centre d’un motif du deuxième entrefer 26, et réciproquement.
Les pièces mécaniques qui bordent les premiers entrefers sont sensiblement alignés avec les centres des zones des second entrefers et réciproquement. Ces pièces mécaniques qui bordent sont par exemple des cales distribuées ou des grilles.
Ceci a pour avantage que l’onde acoustique peut ainsi facilement se propager à travers ces pièces mécaniques pour atteindre l’autre entrefer.
Les déplacements mécaniques étant très petits, il peut être judicieux d’utiliser des procédés très précis (de l’ordre de quelques nanomètres à quelques microns), tel que ceux utilisés en microélectronique pour fabriquer des MEMS (Micro Electro Mechanical System).
Selon des modes de réalisation, il est avantageux de déposer des couches de quelques nanomètres, avec une précision autour du nanomètre. Il est par ailleurs avantageux de mettre en œuvre des procédés de gravure pour structurer de telles couches. Par ailleurs, il est préférable de mettre en œuvre des procédés de collage efficaces, tel que le collage moléculaire, pour assurer une propagation efficace des ondes acoustiques.
Il est aussi possible de combiner plusieurs valeurs d’entrefer. Un des intérêts est de pouvoir créer une non linéarité de référence qui ne dépend idéalement pas du paramètre à mesurer et un second qui dépend du paramètre à mesurer. La non linéarité de référence permet alors d’identifier une amplitude de référence pour ensuite faire une mesure différentielle précise du paramètre à mesurer.
Les figures 6 à 14 illustrent différents modes de réalisation du profil du capteur 1.
Dans le mode de réalisation illustré par la , le capteur 1 comprend un premier entrefer 13 et un deuxième entrefer 14, qui ont tous deux un profil rectiligne. Le premier entrefer 13 et le deuxième entrefer 14 sont superposés, et le premier entrefer 13 et le deuxième entrefer 14 comprennent des espacements inter-plaques différents.
Si on considère un transducteur électromécanique placé à gauche, on détecte une première amplitude où l’oscillation mécanique sur la paroi gauche de l’entrefer 13 atteint la paroi de droite de cet entrefer.
Au-dessus de cette amplitude, on a une mise en vibration du côté droit de ce premier entrefer, ce qui modifie l’impédance mécanique vu par le transducteur électromécanique, et donc un changement d’impédance électrique aux bornes du transducteur.
Lorsque la plaque placée entre les deux entrefers capte et propage une certaine amplitude vibratoire, elle a sa face droite qui finit par toucher l’autre côté du second entrefer 14.
Au-delà de cette amplitude, la paroi de droite du second entrefer se met à vibrer, ce qui modifie l’impédance électrique sur le transducteur électromécanique.
Le premier entrefer 13 peut servir de référence, c’est à dire que sa valeur ne dépend pas du paramètre à mesurer. Ainsi, l’amplitude qui conduit à une mise en contact du premier entrefer défini une première amplitude de référence.
En détectant l’amplitude de mise en contact au niveau du deuxième entrefer 14 et en la comparant à l’amplitude de référence, on peut en déduire par exemple la valeur du deuxième entrefer 14.
En variante, les deux profils peuvent être incurvés, comme l’illustre la , le premier entrefer 13 et le deuxième entrefer 14 comprenant des espacements inter-plaques différents.
Pour les modes de réalisation précités, il est considéré que la longueur d’onde acoustique est inférieure à l’épaisseur de chacune des couches.
Selon une variante illustrée par la , le capteur 1 comprend un premier entrefer 17 et un deuxième entrefer 18, le premier entrefer 17 et le deuxième entrefer 18 ayant tous deux un profil rectiligne. Le premier entrefer 17 et le deuxième entrefer 18 étant superposés et suffisamment proches l’un par rapport à l’autre, de façon à ce que qu’ils forment une membrane dont l’épaisseur est inférieure à la longueur d’onde de l’onde acoustique se propageant dans le capteur.
L’onde ne se propage donc plus dans l’épaisseur de la membrane, mais c’est l’ensemble de la membrane qui se déplace pour former l’équivalent d’une membrane vibrante.
La membrane est entrainée en mouvement par ses points d’accroche latéraux et est susceptible de résonner sur un ou plusieurs modes de résonance. L’amplitude d’oscillation de cette membrane est toutefois limitée en amplitude de par la valeur de l’entrefer à droite et/ou à gauche de la membrane. Cette mise en contact sur l’un au moins des deux entrefers est détectable via la détection d’un changement d’impédance sur le transducteur électromécanique 2.
Une mesure Mes de la valeur d’entrefer du capteur peut par exemple être déduite par des ratios relatifs, par la formule suivante :
Il est par exemple possible de partir d’une amplitude de mesure très faible et de la faire monter progressivement jusqu’à obtenir un changement d’impédance et ainsi détecter une première non-linéarité, comme l’illustre par exemple la , étant entendu qu’il s’agit d’une représentation symbolique de l’impédance, qui a une composante réelle (le module) et une composante imaginaire (l’argument)
Dans le cadre du mode de réalisation précité pour déterminer la valeur d’entrefer du capteur, il est possible de continuer cette progression pour détecter une deuxième non-linéarité, et ainsi de suite pour détecter toutes les non linéarités et ainsi savoir quelle amplitude appliquer pour faire la/les bonnes mesures différentielles pour retrouver l’information du capteur physique.
Les portions en trait plein (Zin1, Zin2, Zin3, Zin4) représentent des tendances tangentielles de l’impédance du capteur 1. Quand une tendance tangentielle est inclinée, cela signifie qu’elle a une composante au moins qui dépend de l’amplitude du signal électrique aux bornes du transducteur 2 (intensité i in ou tension V in ). Lorsqu’elle est horizontale, elle est sensiblement constante dans la plage d’amplitude considérée.
Les portions en pointillés représentent les jonctions entre les tendances tangentielles de l’impédance du capteur 1. Il est ainsi possible de déterminer des seuils (Seuil1, Seuil2, Seuil3) de changement d’impédance.
Une mesure Mes de la valeur d’entrefer du capteur peut ainsi, en variante à l’équation (1), être déduite par des ratios relatifs des seuils entre les zones tangentielles, par la formule suivante :
La détermination de l’état du capteur peut ainsi être étendue à la détermination de la valeur d’entrefer.
La illustre un exemple d’application du procédé selon l’invention, à la détermination du niveau de serrage de pièces mécaniques (8, 9) disposées entre une première tête de serrage 7 et une deuxième tête de serrage 10. Un capteur 1 dont le comportement électrique est non linéaire en fonction de la pression exercée contre ledit capteur 1 étant disposé entre les têtes de serrage (7, 10). Un transducteur électromécanique 2 est couplé à une des têtes de serrage.
Selon un mode de réalisation, la première tête de serrage 7 est une tête de vis, la deuxième tête de serrage 10 est un écrou, et le capteur 1 est intégré dans une rondelle. Il est ainsi possible de mesurer l’effort de serrage de la vis.
Le capteur 1 pourrait aussi mesurer sa température, par exemple avec un entrefer supplémentaire dans une zone dépendant de la température et présentant un seuil de non-linéarité différent.
- les modes de codage prédéfinis sont le mode 1, le mode 2, le mode 3, le mode A et le mode C, tous englobés dans l’appellation mode SIF, et le mode S correspondants à un interrogateur IFF.
- le signal de base est un signal échantillonné, l’étape de détection comprenant :
la détermination d’un seuil adaptatif pour la détection de signaux présentant un mode de codage SIF, le seuil adaptatif étant déterminé pour chaque échantillon du signal de base en fonction du signal de base, la détection, dans le signal de base, de signaux présentant un mode de codage S, la mise à jour du seuil adaptatif en fonction de l’amplitude estimée pour chaque signal détecté de mode de codage S, et la détection, dans les échantillons du signal de base dont l’amplitude est supérieure ou égale au seuil adaptatif mis à jour, de signaux présentant un mode de codage SIF.
- le décodage de chaque signal détecté présentant un mode de codage S, comprend :
la détermination, pour chaque bit attendu pour le mode de codage S, de scores établis sur la base de distributions de Rayleigh et de Rice appliquées au signal de base sur différentes portions temporelles du signal de base, et l’attribution d’une valeur à chaque bit par comparaison des scores déterminés pour le bit de sorte à obtenir le flux binaire du signal.
- l’étape de reconstruction comprend l’estimation d’une fréquence estimée pour le signal sélectionné, le signal reconstruit étant obtenu en fonction de la fréquence estimée, l’estimation de la fréquence estimée comprenant :
le calcul, pour chaque portion du signal sélectionné correspondant à un bit du flux binaire décodé du signal sélectionné, de la dérivée de la phase instantanée du signal sélectionné, la suppression des dérivées calculées supérieures à un seuil prédéterminé,
la fréquence estimée étant la moyenne des dérivées restantes.
- l’étape de reconstruction comprend l’estimation, pour chaque bit du flux binaire, d’une phase à l’origine estimée, le signal reconstruit étant obtenu en fonction de la phase à l’origine estimée pour chaque bit, l’estimation des phases à l’origine des bits comprenant :
la compensation de la fréquence estimée dans le signal sélectionné pour obtenir un signal sélectionné compensé en fréquence, la détermination, pour chaque bit, d’une moyenne pondérée pour le signal sélectionné compensé en fréquence, les pondérations étant établies sur la base de distributions de Rice appliquées au signal sélectionné compensé en fréquence sur une portion temporelle du signal sélectionné compensé en fréquence propre à chaque bit du signal sélectionné,
la phase à l’origine de chaque bit étant l’argument de la moyenne pondérée correspondante déterminée.
- le signal reconstruit associé au signal sélectionné est exprimé sous la forme suivante :
pour un mode de codage S :
pour un mode de codage SIF :
Préférentiellement, le terminal utilisateur UE est apte à déterminer une clé secrète globale SKG calculée à partir des différentes clés secrètes particulières SKG i . Cette clé secrète globale SKG est, par exemple, une sommation ou une concaténation des différentes clés secrètes particulières SKG i.
On notera que lorsque le terminal utilisateur UE transmet des clés secrètes particulières SKG i , le réseau d’accès RAN (pour « Radio Access Network » en anglais) / le CN est apte à reconstituer une clé secrète globale SKG à partir desdites différentes clés particulières SKG i .
L’utilisation de clés secrètes particuliers SKG i ou d’une clé secrète globale SKG permet de limiter la quantité d’informations envoyée via le satellite Sat au réseau d’accès RAN / le CN.
Les stations de base de proximité eNB1,…, eNBi, …, eNBn sont adaptées pour transmettre des troisièmes données de positionnement Pos3 vers le réseau central 4G CN, et plus particulièrement vers le module NGC. Cette transmission de troisièmes données de positionnement Pos3 se fait sans passer par le satellite Sat. Par exemple, les troisièmes données de positionnement Pos3 sont transmises au réseau central 4G via une fibre optique. Les troisièmes données de positionnement sont basées sur des mesures de canaux réalisées par les stations de base de proximité eNB1,…, eNBi, …, eNBn sur les émissions du terminal utilisateur UE. Préférentiellement, chaque station de base de proximité eNB1,…, eNBi, …, eNBn est adaptée pour calculer une clé secrète particulière SKG’ i qu’elle envoie au réseau central 4G CN. En variante, une station de base de proximité peut recueillir l’ensemble des mesures de canaux réalisés par les stations de base de proximité et calculer une clé secrète globale SKG’ correspondant, par exemple, à une sommation ou à une concaténation des clés secrètes particulières SKG’ i . Cette clé secrète globale SKG’ est ensuite transmise au réseau central 4G CN.
Suite à la réception des secondes données de positionnement Pos2 et des troisièmes données de positionnement Pos3, le réseau central 4G CN est adapté pour comparer ces données. Il peut ainsi en vérifier la compatibilité. Par exemple, il peut comparer les clés secrètes particulières SKG i , SKG’ i . En variante, le réseau central 4G CN compare les clés secrètes générales SKG, SKG’ . Si les données de positionnement Pos2 et Pos3 sont compatibles, le réseau central 4G CN valide les premières données de positionnement Pos1 du terminal utilisateur UE et le terminal peut continuer à utiliser le réseau 4G.
La illustre les étapes d’un procédé de validation d’un positionnement d’un terminal utilisateur.
Dans une première étape E1, une entité E-SMLC (pour « Enhanced Serving Mobile Location Center » en anglais) envoie vers le terminal utilisateur UE un message indiquant un nombre de sources à mesurer.
Dans une seconde étape E2, le terminal utilisateur UE fait une sélection des sources les plus puissantes, c’est-à-dire des stations de base de proximité les plus proches du terminal utilisateur UE.
Dans une troisième étape E3, le terminal utilisateur UE détermine les secondes données de positionnement Pos2 à partir de mesures effectuées au niveau de la couche PHY (L1). Ce terminal utilisateur UE peut pour cela obtenir les différentes clés secrètes particulières SKG i des différentes stations de base de proximité et les transmettre. En variante, il peut faire une opération sur ces clés secrètes particulières SKG i , telle qu’une sommation, pour en déduire une clé secrète générale SKG.
Dans une quatrième étape, le terminal utilisateur UE transmet les secondes données de positionnement Pos2 par l’intermédiaire d’une couche LPP (pour « LTE Positioning Protocol » en anglais). Dans un mode de réalisation particulier, les secondes données de positionnement Pos2 sont transmises au réseau central 4G CN avec les données de positionnement Pos1.
Dans une cinquième étape, une des stations de base de proximité eNBi envoie les troisièmes données de positionnement Pos3. Pour rappel, ces troisièmes données de positionnement peuvent être des mesures canaux par la station de base de proximité eNBi sur les émissions du terminal utilisateur UE ou une clé secrète particulière SKG’ i produite à partir de ces mesures.
A la réception des secondes données de positionnement Pos2 et des troisièmes données de positionnement Pos3, l’entité E-SMLC peut valider la position GNSS du terminal utilisateur UE dans une étape E6. Dans le cas où il n’y a pas de validation, le réseau 4G rejette le terminal utilisateur UE dans une étape E7.
La détaille différentes étapes d’un support de service de localisation par E-UTRAN selon l’invention. Dans ce mode de réalisation, le message peut être généré par des entités E-SMLC, MME. La décision peut être dans le MME et le E-SMLC. Le résultat peut être : - un message Invalid Position ; - Un message UE Rejection ; - Un message UE Restriction ; - Un message Valid Position ; - Une décision de continuer la communication et pas de message.
La détaille les différentes étapes d’un transfert PDU LPPa entre un E-SMLC et un eNB pour obtenir des données eNB selon l’invention.
La détaille les différentes étapes pour supporter l’émission en broadcast de données d’assistance.
L’invention propose ainsi : - l’utilisation de clés SKG pour valider le positionnement géographique pour une connexion par satellite 4G ; - les informations SKG sont ajoutées sur les protocoles LPP/LPPa ; - il s’agit donc d’une utilisation SKG de deuxième ordre, pour valider les données GNSS transmises/la position obtenue par GNSS/les coordonnées géographiques transmises par le terminal utilisateur ; - les clés SKG correspondent à une empreinte numérique ; - le réseau central 4G CN compare les empreintes et décide si le terminal utilisateur UE va être accepté dans le réseau ou pas ; - une fois que l’authentification de la position est réalisée, le terminal utilisateur et/ou le satellite et/ou la passerelle peuvent utiliser la clé SKG pour sécuriser le lien.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations décrits.
Ainsi, il est ainsi possible d’optimiser les résultats en fonction de qui est utilisé comme pilote/nombre de sous-porteuses et de la granulométrie/quantification nécessaire.
Ainsi, l’échange SKG peut être périodique ou apériodique.
Ainsi, en fonction de la bande passante, les configurations de tailles SKG peuvent varier.
Ainsi, l’invention est applicable en TDD si la voie montante et la voie descendante utilisent la même fréquence porteuse (canal réciproque UE->eNBi en UpLink ou eNBi ->UE en DownLink pour la détermination CHi, pour assurer une estimation de canal de propagation réciproque au niveau eNBi et au niveau UE et des générations de clés similaires) mais aussi potentiellement en FDD.
Ainsi, l’invention peut impliquer l’utilisation d’un e-SMLC (next-generation ou enhanced Serving Mobile Location Centre) et/ou GMLC (Gateway Mobile Location Centre), et/ou SLP (SUPL Location Platform, potentiellement utilisant un Subscriber LCS privacy Profile, pour un user-plane based solution) et utilisant un SUPL (Secure User Plane Location), et/ou LBS (location-based service) et/ou LCS (Location Service), et/ou protocoles LPP (LTE Positioning Protocol) & LPPa (LTE Positioning Protocol), qui sont des entités/services/protocoles spécifiques au niveau du réseau cœur. L’invention peut également utiliser une de ces entités/fonctions : MME (Mobility Management Entity), E-SMLC (Enhanced Serving Mobile Location Centre), etc.
L’invention peut s’appliquer également à des dispositifs type IoT (Internet of Things en anglais) comme par exemple NB-IoT (Narrow-Band IoT) et MTC (Machine Type Communication) ou eMTC (enhanced Machine Type Communication), et potentiellement aussi à des dispositifs qui n’ont pas un module GNSS incorporé ou qui ne bénéficient pas d’un module GNSS actif.
Dans une alternative d’implémentation, la station de base de proximité peut être par exemple une macro cell, une small cell, une pico cell, une wide area BS ou tout autre type de BS (Base Station), ou un nœud IAB (Integrated Access Backhaul), un Remote Radio Head (RRH), un point de transmission (TP), un point d’accès ou un Access Point (AP) WiFi/WLAN de confiance.
Dans un autre exemple, au lieu d’utiliser le protocole LPP pour transmettre la clé secrète particulière SKG i ou la clé secrète générale SKG, le UE peut utiliser un autre moyen de transmission voir par exemple le protocole RRC (pour « Radio Ressource Control » en anglais) pour transmettre la/les clés vers le eNB Satcom, et puis le eNB Satcom peut utiliser un protocole de type LPPa pour la transmissions des données SKG vers le CN/NGC et/ou vers E-SMLC/LCS.
Comme alternatives pour la réconciliation de clés et les alternatives possible, le message initial d’utilisation SKG peut être généré par exemple par le EPC, les entités LCS, le E-SMLC, le MME, eNB etc. ; la réconciliation de clés (Pos2, Pos3) peut s’effectuer par exemple au niveau E-SMLC, MME, etc. ; la décision qui concerne l’action effectué par le CN peut être par exemple au niveau MME, E-SMLC, etc. ; le résultat de la décision peut être par exemple un message de rejection UE (e.g. UE Rejection Message vers e.g. UE et/ou PCRF pour l’entité Policy and Charging Rules Function), de restriction UE (UE Restriction Message vers e.g. E-UTRAN et/ou PCRF), un message de position invalide (e.g. Invalid Position Message vers e.g. E-SMLC ou EPC LCS ou autre(s) entité(s) CN), un message de position valide (e.g. vers les entités E-SMLC ou EPC LCS), une décision de continuer la communication et sans aucun message transmis vers les différentes entités CN/RAN/UE.