INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Champs d’application industrielles : La gamme de résistance résultante des capteurs est définie et adaptée aux exigences des microcontrôleurs et varie entre 1 ohm et 10 Mohms pour les capteurs de force, en fonction de la teneur en noir de carbone et de la charge appliquée. La conception et la méthode proposées peuvent également permettre la production de divers autres composés électroniques, capteurs et transducteurs tels que des résistances, des condensateurs, des capteurs de position ou de flexion, des capteurs de chaleur et d'humidité ou encore des transducteurs piézoélectriques et de chaleur ou d'énergie, en fonction de la teneur en pigments de leurs couches et de la manière dont ils sont convertis et connectés.
Principaux avantages de l'invention proposée : Les principaux avantages de l'invention proposée sont les suivants :
(1) elle permet une production peu coûteuse, simple et rapide de capteurs (ou d'autres composants électroniques) ;
(2) elle permet de produire des capteurs (ou d'autres composants électroniques) recyclables et non polluants ;
(3) les capteurs (ou autres composants électroniques) produits sont évolutifs et personnalisables, et illimités en termes de tailles et de formes ;
(4) le matériau sensible pourrait être proposé sous la forme d'une série de capteurs dédiés à n'importe quel convertisseur analogique-numérique commercial, l'un des principaux avantages étant de permettre l'épaisseur de ses éléments sensibles de manière à contrôler la réponse du capteur ;
(5) il est possible de combiner n'importe quel type de matériaux à base de cellulose ou recyclables pour les utiliser comme encastrement, support, protection et mousse haptique, etc. pour offrir un capteur complet recyclable (ou d'autres composants électroniques).
Selon un mode de réalisation, le procédé objet de l’invention, permet de produire par étapes successives une série de ressources industrielles et directement transformable en composants électroniques, chacune de ces ressources étant constituées : d'un substrat organique élastique et électriquement fonctionnel oeuvrant comme conducteur relatif de courant (1) Au moins une ou plusieurs couches ou zones électriquement fonctionnelles(2) ou (3) sur au moins une des faces du substrat(1) et produite à partir de matière organique
Selon un mode de réalisation le substrat organique électro-fonctionnel(1) est un réseau élastique de fibres de cellulose qui retient en volume des quantités spécifiques de particules fonctionnelles à l'échelle nanométrique. Si ces particules sont des solides carbonés organiques conducteurs ce substrat produit possède une résistance électrique volumique de l'ordre de 104 à 107 Ohms/cm3 et le squelette fibreux lui confère un comportement piezo-résistif élastique sous compression dans son épaisseur et une variation de résistance modélisable par une fonction inverse de la force appliquée.
Selon un mode de réalisation, la ou les couches fonctionnelles additionnelles(2) peuvent être rajoutée durant le procédé de fabrication du substrat fonctionnel(1) ou ultérieurement par impressions ou autre traitement de surface. Chaque nouvelle couche fonctionnelle (2) a une composition et des propriétés fonctionnelles nouvelles. Dans le cas d'un substrat piézo-résistif(1) , une couche additionnelle(2) contenant une forte concentration en solides carbonés conducteurs a pour rôle d'agir comme une électrode vis-a-vis du substrat (1) résistif soit des résistances électriques de surfaces de l'ordre de 10 à 102 Ohms/cm. Cette couche fonctionnelle peut recouvrir complètement ou partiellement chaque face du substrat(2) suivant les ressources opérationnelles à produire. D'autres couches additionnelles peuvent ensuite être ajoutée par impression de lignes et zones de connexion avec des encres métalliques permettant une conductivité de l’ordre de 10-2 Ohms/cm.
Selon un mode de réalisation, le substrat fonctionnel (1) produit comme résistance électrique volumique et complétée sur une face par une couche électriquement conductrice (2) est une première ressource (R1) à transformer pour la production d'une variété de capteurs de contact résistifs tels que des capteurs de force, de flexion ou de position d'un contact suivant la forme et le design d'un empilement de cette ressource (R1) et de la façon dont les couches électrodes sont connectées à un circuit électrique où à une carte d'acquisition.
Selon un mode de réalisation, le substrat fonctionnel (1) produit comme résistance électrique volumique, complétée sur ses 2 faces par une couche électriquement conductrice (2) est une ressource directement opérationnelle (R2). Le substrat cellulosique élastique et poreux de cette ressource se comprime sous la pression et le matériau voit sa résistance électrique locale varier en fonction de la contrainte exercée en compression. Cette résistance se mesure directement en tout point des 2 couches électrodes et permet de déduire plusieurs informations de contact suivant la façon dont les couches électrodes sont connectées à un circuit électrique où à une carte d'acquisition.
Selon un mode de réalisation l'ajout de connecteurs(3) imprimés ou fixés sur les couches électrodes et pour recouvrir le composant final d'un élément imperméable et isolant électriquement par encapsulation.
Selon un mode de réalisation, les couches fonctionnelles additionnelles(2) peuvent être générées avec des quantités et des distributions variables de particules conductrices de sorte que le papier soit, par exemple, strié horizontalement sur une face et strié verticalement sur l'autre face (R3) de manière à générer un croisement de lignes d'électrodes et un réseau de cellules de force sensibles également appelé conception de matrice.
Le dispositif informatique peut également être ou comprendre tout autre dispositif auquel les données collectées sont transmises.
Le dispositif informatique peut être configuré pour mettre en œuvre le procédé précité.
Le dispositif informatique vise à répondre aux inconvénients cités précédemment et être configuré pour détecter une anomalie dans un ensemble de chemins pour le routage de données à destination d’un préfixe d’adresses dans un réseau composé de systèmes autonomes.
Le dispositif informatique peut effectuer une analyse spatio-temporelle des informations reçues, dans le sens où il est pris en compte la présence ou l’absence d’un tronçon de chemin parmi l’ensemble de chemins (« analyse spatiale ») ainsi que l’évolution temporelle des chemins annoncés des tronçons de chemin (« analyse temporelle »).
Le dispositif informatique est innovant sur la mise en œuvre d’une analyse spatio-temporelle des informations reçues.
Le dispositif informatique est, de plus, original en ce qu’il utilise des données non étiquetées et en ce que les actions effectuées ne sont pas supervisées, permettant une meilleure généralisation des analyses effectuées.
Le dispositif informatique ne requiert aucune connaissance préalable sur les propriétés du système, ex. sur les systèmes autonomes impliqués ou sur la nature des chemins annoncés. Le dispositif informatique peut apprendre quels types de matrices représentent respectivement un état « normal » ou une « anomalie ».
Le dispositif informatique considère un seul préfixe et non pas un système autonome ou plusieurs préfixes confondus, permettant une analyse ciblée et une détection localisée d’une anomalie.
Lorsqu’une anomalie est détectée, le dispositif informatique peut émettre une alerte.
Le dispositif informatique peut améliorer la sécurité dans les réseaux et mitiger le détournement du trafic dans l’Internet. En outre, il peut être pris des mesures au regard des chemins qui constituent une anomalie d’une matrice à anomalie. Par exemple dans le cas où certains des systèmes autonomes peuvent être contrôlés par un administrateur, la table de routage d’au moins un des systèmes autonomes locaux, contrôlés, peut être modifiée si un deuxième système, non contrôlé et suspect, partage un chemin à anomalie avec le système contrôlé. En effet, un routeur BGP du système autonome local comprenant une table d’entrée où sont insérées les chemins reçus des voisins, une table centrale utilisée pour acheminer les paquets, et une table de sortie pour les annonces faites aux voisins, si un chemin est jugé anormal par le dispositif, le routeur BGP peut ne pas le propager de la table d’entrée à la table centrale.
Un autre aspect de la divulgation concerne un produit programme informatique comportant des instructions qui, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé précité.
Ce programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation (par exemple, un langage-objet ou autre), et être sous la forme d’un code source interprétable, d’un code partiellement compilé ou d’un code totalement compilé.
La décrite en détail ci-après peut former l’organigramme de l’algorithme général d’un tel programme informatique.
Fig. 1 montre une pluralité de systèmes autonomes interconnectés par des chemins permettant d’envoyer du trafic à destination d’un préfixe d’adresses.
Fig. 2 montre un ordinogramme d’un procédé de détection d’une anomalie dans un ensemble de chemins pour le routage de données à destination d’un préfixe d’adresses dans un réseau composé de systèmes autonomes selon la .
Il est également difficile d’identifier une méthode permettant l’agrégation de connaissances selon un même cadre pour de nombreuses sources de connaissance aux profils variés, et notamment une méthode permettant l’apport de connaissances par un néophyte du domaine ciblé.
Enfin, il est difficile d’obtenir un graphe virtuel comprenant des relations faciles à analyser, les liens entre les entités du graphe étant souvent de plus en plus complexes au fur et à mesure de l’enrichissement du graphe.
L'invention a notamment pour but de permettre la génération supervisée d’un graphe de connaissances spécialisées selon une même méthode quel que soit le domaine visé.
Elle vise également à permettre la structuration d’une quantité de connaissances importantes, provenant de sources variées et hétérogènes, en un graphe aux relations simples à comprendre et à analyser.
Elle vise enfin à permettre l’apport de connaissances d’une manière simple par tout néophyte du domaine concerné par le graphe.
À cet effet l’invention a pour objet un procédé de génération d’un graphe sémantique virtuel de connaissances spécialisées, mis en œuvre par ordinateur, dans lequel sont mises en œuvre les étapes suivantes :
- fourniture de plusieurs triplets correspondant respectivement à des affirmations de connaissance, chaque triplet comprenant deux noms reliés par un prédicat ;
- agrégation des triplets en fonction des noms de manière à relier les triplets entre eux et à les organiser en un graphe topologique ;
- détection de motifs sémantiques dans le graphe topologique ;
- en fonction des motifs sémantiques détectés, définition de types de concepts sémantiques génériques, définition de concepts sémantiques, chaque concept sémantique appartenant à un type de concept sémantique générique, et définition des associations possibles entre les concepts sémantiques de manière à former un modèle sémantique comprenant les concepts associés entre eux ;
- instanciations des concepts sémantiques, chaque instance étant associée à au moins l’un des concepts définis, les instances étant générées par classification du contenu du graphe topologique, de manière à générer un graphe des connaissances.
Ainsi, l’étape de fourniture des triplet correspond à l’apport de connaissances. Dans le cadre de l’invention, un triplet, ou « triplé », est un groupe de trois éléments verbaux ou numériques associés entre eux pour représenter une affirmation de connaissance. L’expression « affirmation de connaissance » concerne la formulation d’un témoignage, d’un fait, ou d’une hypothèse à vérifier. Cet apport est réduit à sa plus simple expression puisqu’il ne s’agit que d’indiquer deux noms, correspondant à deux entités ou à une entité et un attribut de cette entité, et un prédicat, correspondant au lien entre ces deux noms : une interaction, une qualification, par exemple. Ainsi, toute personne, non nécessairement experte du domaine concerné par le graphe de connaissances, peut apporter sa connaissance. Cette étape de fourniture est en particulier réalisée via une application logicielle ou web, permettant à un utilisateur de remplir des champs prédestinés au recueil de triplet.
L’étape d’agrégation permet d’obtenir un graphe topologique des connaissances fournies. Ainsi, après cette étape, un expert du domaine ciblé par les connaissances dispose d’un graphe topologique qu’il peut analyser. Ce graphe est toutefois dénué d’apports sémantiques puisqu’il ne comprend que les triplets fournis par les différentes sources, sans que des généralisations aient été effectuées ou que des catégories aient créées pour regrouper les connaissances. Cette étape d’agrégation de triplets est réalisée au fur et à mesure que les triplets sont saisis, manuellement ou automatiquement. Elle fait appel à des moyens informatiques reconnaissant les noms identiques ou assimilés (par critères orthographiques ou grammaticales) déjà utilisés dans d’autres triplets, de manière à relier au fur et à mesure les triplets autour des noms similaires qu’ils comprennent. Les moyens font apparaître les triplets saisis sur un écran avec la portion du graphe topologique qui les concerne.
L’étape de détection de motifs sémantiques dans le graphe topologique vise à repérer des liens récurrents entre les différents éléments du graphe topologique, tels que des prédicats similaires entre des entités sémantiquement proches. Elle vise donc à identifier des types d’interaction génériques qui peuvent être appliqués à de nombreux éléments constituant les nœuds du graphe topologique, et donc à suggérer des concepts plus généraux que le cas d’étude du graphe topologique. Elle permet en ce sens de préparer les étapes suivantes. Cette étape peut être réalisée manuellement ou à l’aide d’algorithmes de machine Learning ayant été entraînés à détecter et reconnaitre des motifs sémantiques et/ou des liens. Dans ce cas, l’apprentissage automatique est réalisé au préalable sur des ontologies préexistantes formant bases de données d’apprentissage.
L’étape suivante correspond aux définitions des types de concepts sémantiques génériques. Par « type de concept génériques », on peut en particulier désigner deux types généraux : les « entités » génériques, telles que les « Ressource », « Agent », d’une part, ou « Processus », « Evènement », d’autre part, et les types de concepts formant des « attributs » génériques, pour « nommer » une identité, un contexte, ou une qualification. Les concepts formant « attributs » ont ainsi vocation à qualifier les concepts formant « entités ». Les types de concepts représentent les composants primaires du modèle sémantique de données, c’est-à-dire la structure sémantique. Le choix de ces types de concepts et le choix du modèle sémantique, c’est-à-dire les concepts eux-mêmes, sont donc interdépendants.
L’étape de définition des concepts correspond à la sélection des classes sémantiques, appelés « concepts » ou « concepts sémantiques », appartenant au types de concepts génériques définis ci-dessus. et à la définition de leurs caractéristiques sémantiques. Par « concept », on désigne des termes utiles pour classifier des éléments du graphe topologique en tant qu’entités ou en tant qu’attributs d’entité, de manière adaptée à l’objectif du cas d’étude. Ces concepts peuvent être définis à partir de zéro, mais ils peuvent alternativement être sélectionnés par l’utilisateur à partir d’ontologies génériques (ou ontologies supérieures, « upper ontologies » en anglais) existantes, fournies dans une base de données. On définit également à cette étape les caractéristiques et propriétés de ces concepts. On définit enfin les relations et associations possibles entre ces concepts, en particulier entre les concepts appartenant aux types de concept « entité » d’une part, et entre les concepts d’ « entité » et d’ « attribut » d’autre part.
L’invention se rapporte plus particulièrement à une méthode de pré-distorsion afin de compenser l’effet d’une fonction de transfert non-linéaire d’un amplificateur de puissance configuré pour amplifier un tel signal radiofréquences.
L’invention a ainsi des applications, notamment, mais non exclusivement, dans le domaine de la téléphonie mobile (e.g. réseaux 4G ou 5G tels que définis par le 3GPP (pour « 3rd Generation Partnership Project » en anglais)), des réseaux locaux sans fil WLAN (pour « Wireless Local Area Network » en anglais, e.g. utilisant le WiFi), les systèmes de radiodiffusion numérique (DVB-T (pour « Digital Video Broadcasting – Terrestrial » en anglais), ISDB-T (pour « Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial » en anglais), DAB (pour « Digital Audio Broadcasting » en anglais)), l’accès internet sans fil à haut débit (WiMAX), les liaisons numériques asymétriques (xDSL), les liaisons point à point, etc.
Art antérieur et ses inconvénients Les techniques de communications du type OFDM (pour « Orthogonal Frequency Division Multiplex » en anglais) ou WCDMA (pour « Wideband Code Division Multiple Access » en anglais) permettent d’augmenter considérablement l’efficacité spectrale des systèmes de communications numériques pour répondre à leur croissance exponentielle. Cependant, les formes d’ondes mises en œuvre dans le cadre de ces techniques ont un rapport puissance crête sur puissance moyenne, ou PAPR (pour « Peak-to-Average Power Ratio » en anglais) élevé. Il en résulte que ces formes d’ondes sont très sensibles aux non-linéarités introduites par les amplificateurs de puissance, ou PA (pour « Power Amplifier » en anglais). En particulier, de telles non-linéarités faussent l’amplitude et, le cas échéant, la phase du signal utile radiofréquences. Ceci conduit à la création d’interférences dans les canaux de communication adjacents et une dégradation de l’amplitude du vecteur d’erreur, ou EVM (pour « Error Vector Magnitude » en anglais).
Pour éviter ces problèmes, une possibilité est d’exploiter la zone d’amplification linéaire du PA. Cependant, l’efficacité énergétique de l’amplification dans la région linéaire chute considérablement par rapport à l’efficacité dans la région non linéaire lorsque le PA fonctionne proche de la puissance saturée.
Alternativement, la pré-distorsion numérique, ou DPD (pour « Digital PreDistortion » en anglais) consiste à compenser les distorsions induites par la fonction de transfert non-linéaire du PA afin de transmettre correctement les signaux modulés tout en prenant avantage de la haute efficacité énergétique de la région non-linéaire de la fonction de transfert du PA. Selon l’approche DPD, telle que décrite par exemple dans l’article de A. Katz, J. Wood, and D. Chokola, « The evolution of pa linearization: From classic feedforward and feedback through analog and digital predistortion , » IEEE Microwave Magazine, vol. 17, no. 2, pp. 32–40, 2016, un bloc de pré-distorsion (i.e. implémentant un modèle inverse de la fonction de transfert du PA) est implémenté dans le domaine digital en amont du PA au sein d’un émetteur afin que le système complet se comporte comme un système linéaire.
Par ailleurs, en raison des changements de comportement du PA au cours du temps (dérive des paramètres du PA en fonction e.g. de la température, du vieillissement), les paramètres du modèle implémenté dans le bloc de pré-distorsion doit être mise à jour dans le temps. La illustre ainsi une architecture DPD typique. Les échantillons x [ n ] du signal d’entrée x , ici en bande de base, sont générés numériquement en fonction du standard de communication utilisé (débit, encodage, schéma de modulation...).
Plus particulièrement, les échantillons x [ n ] sont traités par le bloc 110 de pré-distorsion délivrant des échantillons pré-distordus z [ n ] qui sont convertis en un signal analogique par un DAC 120 (pour « Digital to Analogue Converter » en anglais). Le signal analogique est transposé en radiofréquences par un mélangeur 130 alimenté par un oscillateur local 140. Le signal radiofréquences est filtré par un filtre 150 pour supprimer son image. Le signal obtenu est ensuite amplifié par le PA 160 avant rayonnement par l’antenne. Par ailleurs, afin de tracker les changements de comportement du PA 160 au cours du temps, un coupleur 170 est ajouté en sortie du PA 160 pour extraire un signal représentatif du signal radiofréquences tel qu’amplifié par le PA 160. Ce signal représentatif est transposé en basses fréquences par un mélangeur 130 également alimenté par l’oscillateur local 140. Le signal ainsi transposé est filtré par un filtre 180 anti-repliements avant échantillonnage par un ADC 180 (pour « Analogue to Digital Converter » en anglais). L’ADC 180 délivre ainsi les échantillons y [ n ] utilisés par le bloc 110 de pré-distorsion afin de mettre à jour son modèle. Plus particulièrement, le modèle implémenté dans le bloc 110 de pré-distorsion est calculé afin que les remontées spectrales ajoutées sur les échantillons pré-distordus z [ n ] compensent celles liées à la non-linéarité du PA 160. En pratique, la fonction de transfert du bloc 110 de pré-distorsion applique une préaccentuation des niveaux les plus élevés des échantillons x [ n ] ( ) de sorte à compenser la saturation de la fonction de transfert du PA 160 ( ). Lorsque la fonction de transfert du bloc 110 de pré-distorsion correspond à celle du PA 160, le système global présente une fonction de transfert linéarisée ( ).
Par ailleurs, les techniques de DPD sont classiquement classées en trois catégories suivant le plan de fréquences considéré :
- Pré-distorsion en bande de base ;
- Pré-distorsion en fréquence intermédiaire ; et
- Pré-distorsion en radiofréquences.
La technique la plus largement adoptée est la pré-distorsion en bande de base qui fonctionne à la fréquence d’échantillonnage la plus basse par rapport aux deux autres techniques précitées. Il peut ainsi être envisagé d’implémenter une pré-distorsion selon une méthode connue en bande de base sur un DSP (pour « Digital Signal Processor » en anglais) ou un FPGA (pour « Field-programmable gate array » en anglais). Cependant, le coût en ressources numériques de telles méthodes connues rend difficilement envisageable une implémentation en fréquence intermédiaire ou en radiofréquences. Par ailleurs, la recherche du modèle à implémenter dans le bloc 110 de pré-distorsion met en œuvre un algorithme itératif qui a une complexité de calcul importante.
Il existe ainsi un besoin pour une technique de pré-distorsion présentant une charge de calcul réduite par rapport aux techniques connues, permettant par exemple une implémentation aussi bien en bande de base qu’en fréquence intermédiaire ou même directement en radiofréquences.
Dans un mode de réalisation de l’invention, il est proposé un procédé de pré-distorsion d’un signal d’entrée pour compenser l’effet, sur un signal radiofréquences généré à partir du signal d’entrée, d’une fonction de transfert non-linéaire d’un amplificateur de puissance configuré pour amplifier le signal radiofréquences. Selon un tel procédé, un dispositif électronique effectue :
- une transformation de Walsh d’au moins une série de M termes fonction d’au moins une série de M échantillons temporels du signal d’entrée délivrant M composantes séquentielles d’au moins une série transformée correspondante ;
- pour au moins une composante séquentielle donnée du domaine de Walsh, un calcul d’au moins une somme d’une pluralité d’opérandes résultant du produit entre, d’une part, une donnée fonction d’au moins un élément, correspondant à la composante séquentielle donnée, d’une série transformée et, d’autre part, un coefficient de pré-distorsion correspondant délivrant une composante séquentielle d’un signal d’entrée transformé pré-distordu. Les coefficients de pré-distorsion sont déterminés afin de compenser l’effet de la fonction de transfert de l’amplificateur de puissance. Ledit calcul répété pour les M composantes séquentielles du domaine de Walsh délivrant M composantes séquentielles du signal d’entrée transformé pré-distordu,