FR3112663A1 - Système de communication sans fil - Google Patents

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Abstract

Unité de communication centrale (13), comprenant : - des moyens d’émission agencés pour émettre une unique trame globale descendante (17) à destination de toutes les unités de communication abonnées, la trame globale descendante comprenant une pluralité de paquets de données destinés chacun à l’une des unités de communication abonnées, la trame globale descendante fournissant une référence temporelle commune de sorte que chaque unité de communication abonnée peut, après avoir reçu la trame globale descendante (17), démarrer l’émission d’une trame montante (18) à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée ; - des moyens de réception agencés pour recevoir successivement les trames montantes (18) émises par chacune des unités de communication abonnées. FIGURE DE L’ABREGE : Fig.2

Description

Système de communication sans fil
L’invention concerne le domaine des systèmes de communication sans fil et, en particulier, des systèmes de communication sans fil intégrés dans les aéronefs.
ARRIERE PLAN DE L’INVENTION
On envisage actuellement de remplacer dans les aéronefs modernes des câbles électriques transportant des données par des communications sans fil. On parle généralement de WAIC (pour «Wireless Avionics Intra-communication») pour désigner ces communications sans fil entre systèmes ou équipements embarqués dans un aéronef.
On connaît un certain nombre de protocoles qui permettent de mettre en œuvre des communications enhalf-duplex, mais aucun de ces protocoles connus n’est parfaitement satisfaisant.
On décrit en référence à la figure 1 la mise en œuvre d’un protocole connu dans un système de communication sans fil 1.
Le système de communication sans fil 1 comporte un équipement central 2 dans lequel est intégrée une unité de communication centrale 3, et N équipements déportés 4 (4_1, 4_2,…, 4_N) dans chacun desquels est intégrée une unité de communication abonnée 5. L’unité de communication centrale 3 communique avec les N unités de communication abonnées 5 (5_1, 5_2,…, 5_N).
L’équipement central 2 est un équipement électronique, par exemple un calculateur avionique, un contrôleur ou un concentrateur de données.
Les équipements déportés 4 sont des équipements électroniques, par exemple des capteurs (par « capteur », on entend un équipement comprenant une unité qui réalise des acquisitions de signal(aux) ou de donnée(s), ainsi que divers composants électroniques qui permettent de transmettre ces mesures, éventuellement après les avoir traitées).
Au cours d’un cycle de communication, l’unité de communication centrale 3 envoie une trame descendante 6_1 (contenant par exemple une demande d’acquisition) à l’unité de communication abonnée 5_1 qui lui répond en lui transmettant une trame montante 7_1 (contenant par exemple une ou des mesures). L’unité de communication centrale 3 lui envoie alors une trame descendante 8_1 contenant un acquittement. Ces opérations sont répétées au cours du cycle de communication pour l’ensemble des unités de communication abonnées 5 : à la fin du cycle de communication, l’unité de communication centrale 3 envoie une trame descendante 6_N à la Nième unité de communication abonnée 5_N, qui lui répond en lui transmettant une trame montante 7_N, l’unité de communication centrale 3 lui envoyant alors la trame descendante 8_N contenant l’acquittement. Toutes ces opérations sont répétées au cours de chaque cycle de communication.
Ce protocole est dit « centralisé », car il nécessite l’unité de communication centrale 3 pour organiser le séquencement des échanges de trames.
Ce protocole présente les inconvénients suivants.
Le nombre de trames échangées au cours de chaque cycle de communication est important, égal à 3.N, de sorte que les échanges de ce protocole sont peu efficaces. Cette faible efficacité a pour conséquence une consommation électrique relativement importante du système de communication sans fil 1 (puisque de nombreux échanges sont nécessaires pour communiquer un nombre donné d’informations). Par ailleurs, la disponibilité de ce système de communication sans fil 1 est relativement faible.
OBJET DE L’INVENTION
L’invention a pour objet un protocole de communication adapté à mettre en œuvre une communication sans fil dans un aéronef, qui ne présente pas les inconvénients qui viennent d’être évoqués.
En vue de la réalisation de ce but, on propose une unité de communication centrale, agencée pour communiquer au cours de cycles de communication successifs via une communication sans fil avec une pluralité d’unités de communication abonnées, l’unité de communication centrale comprenant :
- des moyens d’émission agencés pour, au cours de chaque cycle de communication, émettre une unique trame globale descendante à destination de toutes les unités de communication abonnées, la trame globale descendante comprenant une pluralité de paquets de données destinés chacun à l’une des unités de communication abonnées, la trame globale descendante fournissant une référence temporelle commune à toutes les unités de communication abonnées de sorte que chaque unité de communication abonnée peut, après avoir reçu la trame globale descendante, démarrer l’émission d’une trame montante à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée, les durées d’attente étant toutes différentes et étant définies de manière à éviter des collisions entre les trames montantes ;
- des moyens de réception agencés pour, au cours dudit cycle de transmission, recevoir successivement les trames montantes émises par chacune des unités de communication abonnées.
L’unité de communication centrale selon l’invention permet de mettre en œuvre une communication sans fil en réduisant fortement le nombre de trames échangées par cycle de communication : N+1 au lieu de 3N dans une configuration avec N unités de communication abonnées. On minimise ainsi les ressources temporelles pour ces échanges, et on améliore leur efficacité tout en réduisant la consommation électrique globale du système de communication sans fil intégrant l’unité de communication centrale et les unités de communication abonnées.
Le fonctionnement de l’unité de communication centrale et, notamment, la manière dont elle cadence les échanges de trames, permet de configurer facilement une ou plusieurs unités centrales ombres et une ou plusieurs unités abonnées ombres dans le système de communication sans fil, dont le rôle est d’écouter respectivement les autres unités de communication centrales et les autres unités de communication abonnées, et de les suppléer si nécessaire, de manière transparente. On améliore ainsi de manière importante la disponibilité du système de communication sans fil en introduisant de la redondance sur les échanges.
On note aussi que le système de communication sans fil intégrant l’unité de communication centrale est particulièrement évolutif. Il est par exemple très simple d’ajouter de nouvelles unités de communication abonnées dans le système de communication sans fil. En effet, une unité de communication abonnée doit uniquement connaître son identifiant pour pouvoir être intégrée dans le système de communication sans fil et échanger des trames avec l’unité de communication centrale.
On propose de plus une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, dans laquelle la référence temporelle commune est un moment de fin de réception de la trame globale descendante par les unités de communication abonnées.
On propose de plus une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, dans laquelle chaque paquet de données de la trame globale descendante destiné à une unité de communication abonnée comprend un acquittement permettant de valider ou non une réception correcte d’une trame montante émise au cours d’un cycle de communication précédent par ladite unité de communication abonnée.
On propose de plus une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, dans laquelle chaque paquet de données de la trame globale descendante destiné à une unité de communication abonnée comprend la durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée.
On propose de plus une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, l’unité de communication centrale étant configurable pour être une unité centrale maître ou bien une unité centrale ombre, l’unité de communication centrale étant agencée, lorsqu’elle est une unité centrale ombre, pour surveiller une unité centrale maître sans émettre elle-même de trames globales descendantes, et pour suppléer l’unité centrale maître lorsque survient une défaillance de l’unité centrale maître.
On propose de plus une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, l’unité de communication centrale étant agencée, lorsqu’elle est une unité centrale ombre, pour acquérir les trames globales descendantes émises par l’unité centrale maître, et pour suppléer l’unité centrale maître lorsque celle-ci n’émet plus de trames globales descendantes.
On propose de plus une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, l’unité de communication centrale étant agencée pour coopérer avec une ou plusieurs autres unités de communication centrales de sorte que les unités de communication centrales se configurent entre elles, de manière autonome, pour définir une unité centrale maître et une ou des unités centrales ombres.
On propose de plus une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, dans laquelle les moyens de réception comprennent des moyens de surveillance agencés pour interrompre l’émission des trames globales descendantes par les moyens d’émission lorsque l’émission des trames globales descendantes est défaillante.
On propose aussi un équipement électronique intégrant une unité de communication centrale telle que précédemment décrite.
On propose en outre un procédé de communication, mis en œuvre dans une unité de communication centrale telle que précédemment décrite, et comprenant les étapes, mises en œuvre au cours de cycles de communication successifs, de :
- au cours de chaque cycle de communication, émettre une unique trame globale descendante à destination de toutes les unités de communication abonnées, la trame globale descendante comprenant une pluralité de paquets de données destinés chacun à l’une des unités de communication abonnées, la trame globale descendante fournissant une référence temporelle commune à toutes les unités de communication abonnées de sorte que chaque unité de communication abonnée peut, après avoir reçu la trame globale descendante, démarrer l’émission d’une trame montante à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée, les durées d’attente étant toutes différentes et étant définies de manière à éviter des collisions entre les trames montantes ;
- au cours dudit cycle de transmission, recevoir successivement les trames montantes émises par chacune des unités de communication abonnées.
On propose en outre un procédé de communication tel que précédemment décrit, comprenant en outre les étapes, au cours de chaque cycle de communication, de démarrer un compteur temporel, et d’émettre la trame globale descendante lorsqu’une valeur courante du compteur temporel atteint une durée de référence prédéterminée du cycle de communication.
On propose de plus un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent l’unité de communication centrale telle que précédemment décrite à exécuter les étapes du procédé de communication tel que précédemment décrit.
On propose de plus un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur tel que précédemment décrit.
On propose en outre une unité de communication abonnée, agencée pour communiquer au cours de cycles de communication successifs via une communication sans fil avec une unité de communication centrale, l’unité de communication abonnée ayant un identifiant qui lui est propre et comprenant :
- des moyens de réception agencés pour, au cours de chaque cycle de communication, recevoir une trame globale descendante émise par l’unité de communication centrale, identifier grâce à l’identifiant et acquérir dans la trame globale descendante un paquet de données qui lui est destiné, et déterminer à partir de la trame globale descendante une référence temporelle commune ;
- des moyens d’émission agencés pour, à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée, transmettre une trame montante à l’unité de communication centrale.
On propose de plus une unité de communication abonnée telle que précédemment décrite, dans laquelle la référence temporelle commune est un moment de fin de réception de la trame globale descendante par l’unité de communication abonnée.
On propose de plus une unité de communication abonnée telle que précédemment décrite, dans laquelle la durée d’attente associée à l’unité de communication abonnée est intégrée dans le paquet de données de la trame globale descendante qui lui est destiné.
On propose de plus une unité de communication abonnée telle que précédemment décrite, dans laquelle la durée d’attente associée à l’unité de communication abonnée est déterminée localement par l’unité de communication abonnée elle-même ou bien est préchargée dans l’unité de communication abonnée.
On propose de plus une unité de communication abonnée telle que précédemment décrite, l’unité de communication abonnée étant configurable pour être une unité abonnée ombre, l’unité de communication abonnée étant agencée, lorsqu’elle est une unité abonnée ombre, pour acquérir, au cours de chaque cycle de communication, de manière systématique, une autre trame montante émise par une autre unité de communication abonnée, et pour la transmettre elle aussi à l’unité de communication centrale.
On propose de plus une unité de communication abonnée telle que précédemment décrite, l’unité de communication abonnée étant agencée pour transmettre l’autre trame montante suite à sa propre trame montante en les concaténant.
On propose en outre un équipement électronique intégrant une unité de communication abonnée telle que précédemment décrite.
On propose aussi un procédé de communication, mis en œuvre dans une unité de communication abonnée telle que précédemment décrite et agencée pour communiquer via une communication sans fil avec une unité de communication centrale, l’unité de communication abonnée ayant un identifiant qui lui est propre, le procédé de communication comprenant les étapes, mises en œuvre au cours de cycles de communication successifs, de :
- au cours de chaque cycle de communication, recevoir une trame globale descendante émise par l’unité de communication centrale, identifier grâce à l’identifiant et acquérir dans la trame globale descendante un paquet de données qui lui est destiné, et déterminer à partir de la trame globale descendante une référence temporelle commune ;
- au cours dudit cycle de transmission, à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée, transmettre une trame montante à l’unité de communication centrale.
On propose de plus un procédé de communication tel que précédemment décrit, comprenant en outre les étapes, suite à la réception d’une trame globale descendante, de :
- démarrer un premier compteur temporel et un deuxième compteur temporel à partir de la référence temporelle commune ;
- démarrer l’émission de la trame montante lorsqu’une valeur courante du deuxième compteur temporel a atteint la durée d’attente ;
- si une valeur courante du premier compteur temporel atteint la durée de référence prédéterminée avant qu’une trame globale descendante suivante n’ait été correctement reçue, redémarrer le premier compteur temporel et le deuxième compteur temporel ;
- si la valeur courante du deuxième compteur atteint une durée égale à la durée d’attente sans qu’une trame globale descendante suivante n’ait été reçue, incrémenter d’une unité un troisième compteur destiné à compter des trames globales descendantes perdues ;
- vérifier que la valeur courante du troisième compteur est inférieure à un nombre prédéterminé, et, si c’est le cas, émettre une trame montante.
On propose aussi un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent l’unité de communication abonnée telle que précédemment décrite à exécuter les étapes du procédé de communication tel que précédemment décrit.
On propose aussi un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur qui vient d’être décrit.
On propose de plus un système de communication sans fil comprenant au moins une unité de communication centrale selon telle que précédemment décrite et une pluralité d’unités de communication abonnées telles que décrites plus tôt.
On propose aussi un système de communication sans fil tel que précédemment décrit, comprenant trois unités de communication centrales telles que précédemment décrites, les unités de communication centrales étant configurées pour comprendre une unité centrale maître, une première unité centrale ombre et une deuxième unité centrale ombre.
On propose en outre un aéronef comprenant un système de communication sans fil tel que précédemment décrit.
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d’un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de l’invention.
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 représente un système de communication sans fil de l’art antérieur ;
la figure 2 représente un système de communication sans fil comprenant des unités de communication centrales et des unités de communication abonnées selon l’invention ;
la figure 3 représente des échanges de trames dans le système de communication sans fil ;
la figure 4 représente le cadencement des échanges de trames dans le système de communication sans fil ;
la figure 5 représente des étapes d’un procédé mis en œuvre dans une unité de communication centrale pour cadencer l’émission des trames globales descendantes ;
la figure 6 représente des étapes d’un procédé mis en œuvre dans une unité de communication abonnée pour cadencer l’émission des trames montantes ;
la figure 7 représente des échanges de trames dans le système de communication sans fil ;
la figure 8 représente les éléments constitutifs d’une trame globale descendante ;
la figure 9 représente les éléments constitutifs d’une trame montante ;
la figure 10 représente un système de communication sans fil comprenant une unité centrale maître et deux unités centrales ombres, et des unités de communication abonnées ;
la figure 11 représente une unité de communication centrale ;
la figure 12 représente des échanges de trames dans un système de communication sans fil comprenant une unité centrale maître et une unité centrales ombre ;
la figure 13 est une figure similaire à la figure 12, dans le cas où l’unité centrale maître est suppléée par la première unité centrale ombre ;
la figure 14 représente des échanges de trames dans un système de communication sans fil selon l’invention, dans le cas où une unité abonnée ombre transmet la trame montante d’une autre unité de communication abonnée ;
la figure 15 représente des échanges de trames dans un système de communication sans fil selon l’invention, dans le cas où deux unités abonnées ombres transmettent les trames montantes de deux autres unités de communication abonnées.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
En référence à la figure 2, le système de communication sans fil selon l’invention 10 est embarqué dans un aéronef et comprend un ou plusieurs équipements centraux 11 (11_1, 11_2, 11_3) et une pluralité d’équipements déportés 12, en l’occurrence N équipements déportés 12 (12_1, 12_2,…, 12_N). Le ou les équipements centraux 11 sont ici des concentrateurs de données (au sens général) et les équipements déportés 12 sont ici des capteurs. Les concentrateurs de données 11 et les capteurs 12 peuvent être positionnés à l’intérieur ou à l’extérieur du fuselage, par exemple dans le cockpit, sur la voilure, sur ou dans les moteurs, sur les atterrisseurs, etc.
Chaque concentrateur de données 11 comporte une unité de communication centrale 13 et un module de traitement 14 qui produit et acquiert les trames échangées par l’unité de communication centrale 13. Le module de traitement 14 comporte un composant de traitement qui est par exemple un processeur, un microcontrôleur, ou bien un circuit logique programmable tel qu’un FPGA (pourField Programmable Gate Arrays) ou un ASIC (pourApplication Specific Integrated Circuit).
Chaque unité de communication centrale 13 comporte des moyens d’émission, des moyens de réception et au moins un composant de traitement.
Les moyens d’émission comprennent un émetteur RF et au moins une antenne. Les moyens de réception comprennent un récepteur RF et au moins une antenne (possiblement la même que celle des moyens d’émission). Le composant de traitement est adapté à exécuter des instructions d’un programme pour mettre en œuvre toutes ou certaines des étapes du procédé de communication qui vont être décrites ci-après. Le composant de traitement est par exemple un processeur, un microcontrôleur, ou bien un circuit logique programmable tel qu’un FPGA ou un ASIC. Le composant de traitement de l’unité de communication centrale 13 peut être le même que celui du module de traitement 14.
Chaque concentrateur de données 11 est relié par des moyens filaires à un réseau principal de communication de l’aéronef (core network, en anglais) ou bien directement à un autre équipement (par exemple à un calculateur avionique).
Chaque capteur 12 comporte une unité de communication abonnée 15 et un module de traitement 16 qui produit et acquiert les trames échangées par l’unité de communication abonnée 15. Le module de traitement 16 comporte un composant de traitement qui est par exemple un processeur, un microcontrôleur, ou bien un circuit logique programmable tel qu’un FPGA ou un ASIC.
Chaque unité de communication abonnée 15 comporte des moyens d’émission, des moyens de réception et au moins un composant de traitement.
Les moyens d’émission comprennent un émetteur RF et au moins une antenne. Les moyens de réception comprennent un récepteur RF et au moins une antenne (possiblement la même que celle des moyens d’émission). Le composant de traitement est adapté à exécuter des instructions d’un programme pour mettre en œuvre toutes ou certaines des étapes du procédé de communication qui vont être décrites ci-après. Le composant de traitement est par exemple un processeur, un microcontrôleur, ou bien un circuit logique programmable tel qu’un FPGA ou un ASIC. Le composant de traitement de l’unité de communication abonnée 15 peut être le même que celui du module de traitement 16.
Chaque unité de communication abonnée 15 possède un identifiant unique, qui lui est propre.
Le principe de fonctionnement du système 10 est le suivant. Une seule unité de communication centrale 13_1 est active et communique via une communication sans fil avec toutes les unités de communication abonnées 15 au cours de cycles de communication successifs. Les deux autres unités de communications centrales 13_2 et 13_3 ont un rôle d’écoute qui sera décrit plus bas.
Au cours de chaque cycle de communication, l’unité de communication centrale active 13_1 émet une unique trame globale descendante 17 à destination de toutes les unités de communication abonnées 15.
Cette trame globale descendante 17 est unique et commune pour toutes les unités de communication abonnées 15 : au cours d’un même cycle de communication, une seule trame globale descendante 17 est émise par l’unité de communication centrale 13_1 et est reçue par toutes les unités de communication abonnées 15. Le format de la trame globale descendante est constant pour tous les cycles de communication, mais son contenu varie selon les cycles de communication.
Chaque unité de communication abonnée 15 envoie alors une trame montante 18 à l’unité de communication centrale 13 : l’unité de communication abonnée 15_1 envoie une trame montante 18_1, l’unité de communication abonnée 15_2 envoie une trame montante 18_2,…, l’unité de communication abonnée 15_N envoie une trame montante 18_N. Ainsi, au cours de chaque cycle de communication, seules N+1 trames sont échangées.
En référence à la figure 3, on décrit plus en détail le fonctionnement du système de communication sans fil 10 dans le cas où celui-ci comporte une seule unité de communication centrale 13 (qui est donc active).
Le système de communication sans fil 10 fonctionne par cycles de communication successifs. Chaque cycle de communication a une durée de référence prédéterminée, qui est connue de l’unité de communication centrale. Les durées de référence prédéterminées des cycles de communication peuvent être toutes égales ou non. Les durées de référence prédéterminées sont acquises par l’unité de communication centrale (mais pourraient éventuellement être élaborées par l’unité de communication centrale).
Au cours d’un cycle de communication, les moyens d’émission de l’unité de communication centrale 13 émettent une trame globale descendante 17 à destination des N unités de communication abonnées 15. La trame globale descendante 17 est reçue par les moyens de réception de chaque unité de communication abonnée 15. Les moyens d’émission de chaque unité de communication abonnée 15 transmettent alors une trame montante 18 à l’unité de communication centrale 13. Chaque unité de communication abonnée 15 émet une unique trame montante 18 par cycle de communication (sauf éventuellement les unités abonnées ombres, qui seront décrites plus tard dans cette description). Il n’y a pas ici d’échanges opérationnels de données entre les unités de communication abonnées 15.
Les communications descendantes et montantes utilisent une seule bande de fréquence. Un protocole de communication centralisé innovant est mis en œuvre pour permettre à l’unité de communication centrale 13 et aux unités de communication abonnées 15 de communiquer sur une seule bande de fréquence en évitant les collisions de trames.
Le principe du protocole de communication est proche du principe du TDMA (pourTime Division Multiple Accessou « accès multiple à répartition dans le temps », en français).
Chaque trame globale descendante 17, émise au cours d’un cycle de communication, comprend une pluralité de paquets de données associés chacun à l’une des unités de communication abonnées 15 via l’identifiant de celle-ci. La trame globale descendante 17 fournit de plus une référence temporelle commune à toutes les unités de communication abonnées 15. La référence temporelle commune est ici un moment de fin de réception de la trame globale descendante 17 par les unités de communication abonnées 15.
Chaque unité de communication abonnée 15, après avoir reçu la trame globale descendante 17, démarre l’émission d’une trame montante 18 à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune, c’est-à-dire à partir du moment de fin de réception de la trame globale descendante 17. L’intervalle d’attente a pour durée une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée 15, les durées d’attente étant toutes différentes et étant définies de manière à éviter les collisions entre les trames montantes.
On illustre ce qui vient d’être dit grâce à la figure 4, sur laquelle sont représentés un premier cycle de communication C1, un deuxième cycle de communication C2 et un troisième cycle de communication C3 successifs. Les cycles de communication présentent ici chacun une même durée de référence prédéterminée Tref, qui est chargée dans l’unité de communication centrale 13.
Lorsque débute le premier cycle de communication C1, l’unité de communication centrale 13 démarre une période d’émission descendante 20 au cours de laquelle elle émet la trame globale descendante.
La référence temporelle commune T0 est le moment de fin de réception de la trame globale descendante par les unités de communication abonnées 15.
Chaque unité de communication abonnée extrait de la trame globale descendante, grâce à son identifiant, le paquet de données qui lui est destiné. Le paquet de données comprend une commande et des données fonctionnelles, par exemple une demande d’acquisition de mesures, ainsi que la durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée. Le paquet de données comprend aussi un acquittement qui permet à l’unité de communication abonnée de vérifier qu’une trame montante précédemment émise par ladite unité de communication abonnée, en l’occurrence la trame montante émise au cycle de communication précédent, a été correctement reçue (ou non) par l’unité de communication centrale. La trame globale descendante contient aussi la durée de référence prédéterminée Tref du cycle de communication en cours. La trame globale descendante contient aussi un numéro de trame.
L’unité de communication abonnée 15 transmet les données fonctionnelles au module de traitement du capteur 12 dans lequel l’unité de communication abonnée 15 est intégrée.
Chaque unité de communication abonnée 15 démarre l’émission d’une trame montante à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir du moment de fin de réception (référence temporelle commune T0) et ayant pour durée la durée d’attente 21 associée à ladite unité de communication abonnée. La trame montante contient par exemple une ou des mesures réalisées par le capteur dans lequel est intégrée l’unité de communication abonnée. La trame montante contient aussi la durée de référence locale Tloc (Tloc_1, Tloc_2, Tloc_3, etc.) du cycle de communication, qui est la durée du cycle de communication prise en compte par l’unité de communication abonnée pour cadencer l’émission de la trame montante, et qui correspond normalement à la durée de référence prédéterminée incluse dans la trame globale descendante qui vient d’être reçue. La trame montante contient aussi la durée d’attente qui a été prise en compte par l’unité de communication abonnée pour cadencer l’émission de la trame montante. La trame montante contient aussi un identifiant unique de l’unité de communication abonnée ainsi qu’un numéro de trame (qui est en l’occurrence le numéro de trame de la dernière trame globale descendante prise en compte par l’unité de communication abonnée).
Les durées d’attente 21 sont toutes différentes et sont définies en tenant compte notamment du nombre d’unités de communication abonnées et de la durée d’émission montante 22 nécessaire à une unité de communication abonnée pour émettre une trame montante, de manière à éviter des collisions entre les trames montantes.
On parle de durée locale montante pour désigner la somme de la durée d’attente et de la durée d’émission montante associées à une unité de communication abonnée.
On voit que la durée locale montante (= 21_1 + 22) associée à la première unité de communication abonnée est inférieure à la durée d’attente 21_2 associée à la deuxième unité de communication abonnée, que la durée locale montante (= 21_2 + 22) associée à la deuxième unité de communication abonnée est inférieure à la durée d’attente 21_3 associée à la troisième unité de communication abonnée, etc. On met en œuvre de la sorte une ségrégation temporelle entre les trames montantes qui permet d’éviter toute collision.
Le deuxième cycle de communication et le troisième cycle de communication sont semblables au premier cycle de communication.
La durée de référence prédéterminée Tref de chaque cycle de communication est ici égale à 500us. Cette durée pourrait bien sûr être différente.
La durée locale montante minimale (c’est-à-dire ici celle associée à la première unité de communication abonnée) est égale à 10us. Ici, chaque durée locale montante est supérieure de 10us à celle qui lui est directement inférieure (incrémentation par 10us). La durée de transmission de toutes les trames montantes est égale à 100us maximum. Cette durée pourrait bien sûr être différente. Cette configuration permet à vingt unités de communication abonnées de communiquer avec une unité de communication centrale au cours de chaque cycle de communication.
On note aussi que l’unité de communication centrale et les unités de communication abonnées se trouvent par défaut dans un mode de réception, dans lequel les moyens de réception sont actifs et les moyens d’émission sont inactifs, sauf lorsqu’elles émettent une trame et se trouvent alors dans un mode d’émission, dans lequel les moyens d’émission sont actifs et les moyens de réception sont inactifs. Ici, le temps maximal pour passer d’un mode à l’autre est égal à 500ns.
On décrit, en référence à la figure 5, le procédé mis en œuvre par l’unité de communication centrale pour cadencer l’émission des trames globales descendantes. Un compteur temporel est mis en œuvre dans l’unité de communication centrale.
Lorsqu’il est initialisé (ou réinitialisé), le procédé démarre à l’étape E1. La durée de référence prédéterminée Tref du cycle de communication est acquise et est chargée dans le compteur temporel. Le compteur temporel démarre de manière autonome, et sa valeur courante s’incrémente.
Tant que la valeur courante du compteur temporel n’a pas atteint la durée de référence prédéterminée, l’unité de communication centrale attend (étapes E2 et E2’).
Lorsque la valeur courante du compteur temporel atteint la durée de référence prédéterminée, l’étape E1 est relancée et, simultanément, l’unité de communication centrale débute la transmission de la trame globale descendante (étape E3). A l’issue de la transmission de la trame globale descendante, le procédé revient à l’étape E2’.
On décrit maintenant, en référence à la figure 6, le procédé mis en œuvre par chaque unité de communication abonnée pour cadencer l’émission des trames montantes.
Un premier compteur temporel, un deuxième compteur temporel et un troisième compteur destiné à compter des trames globales descendantes perdues, sont mis en œuvre dans l’unité de communication abonnée.
Lorsque le procédé est initialisé (ou réinitialisé), l’unité de communication abonnée attend de recevoir une trame globale descendante, ou bien que la valeur courante du premier compteur ait atteint la durée de référence locale du cycle de communication (étape E10).
Lorsque le procédé se trouve à l’étape E10 et que l’unité de communication abonnée reçoit une première trame globale descendante correcte, le procédé passe à l’étape E11.
Lorsque le procédé se trouve à l’étape E11, l’unité de communication abonnée remet à zéro le troisième compteur.
L’unité de communication abonnée extrait de la trame globale descendante la durée de référence prédéterminée du cycle de communication, et la mémorise : la durée de référence prédéterminée devient la « nouvelle » durée de référence locale utilisée par l’unité de communication abonnée. L’unité de communication abonnée acquiert son identifiant Id et extrait de la trame globale descendante, grâce à son identifiant, la durée d’attente qui lui est allouée.
Le premier compteur temporel et le deuxième compteur temporel démarrent à partir de la référence temporelle commune, c’est-à-dire à partir d’un moment de fin de réception de la trame globale descendante.
Suite à l’étape E11, le procédé passe à l’étape E12, au cours de laquelle l’unité de communication abonnée attend que la valeur courante du deuxième compteur ait atteint la durée d’attente.
Lorsque c’est le cas, l’unité de communication abonnée démarre l’émission d’une trame montante à destination de l’unité de communication centrale (étape E13). Le procédé revient à l’étape E10.
Lorsque le procédé se trouve à l’étape E10, si la valeur courante du premier compteur atteint la durée de référence locale (qui est égale à la durée de référence prédéterminée qui a été enregistrée) avant qu’une trame globale descendante suivante n’ait été correctement reçue, l’unité de communication abonnée redémarre le premier compteur et le deuxième compteur (étape E14).
L’unité de communication abonnée attend qu’une trame globale descendante suivante soit reçue, ou bien que la valeur courante du deuxième compteur ait atteint la durée d’attente. Si la trame globale descendante suivante est reçue avant que la valeur courante du deuxième compteur a atteint la durée d’attente, le procédé passe à l’étape E11. La nouvelle durée de référence prédéterminée, contenue dans la trame globale descendante, devient la nouvelle durée de référence locale utilisée par l’unité de communication abonnée.
Par contre, si la valeur courante du deuxième compteur atteint une durée égale à la durée d’attente sans qu’une trame globale descendante suivante n’ait été reçue, le procédé passe à l’étape E16. L’unité de communication abonnée détecte une perte de trame globale descendante, et le troisième compteur est incrémenté d’une unité.
L’unité de communication abonnée vérifie que la valeur courante du troisième compteur est inférieure à un nombre prédéterminé.
Si la valeur courante du troisième compteur est inférieure à 3 strictement, le procédé passe à l’étape E13 : l’unité de communication abonnée émet une trame montante.
Si la valeur courante du troisième compteur est supérieure ou égale à 3, l’unité de communication abonnée n’émet pas de trame montante (étape E17).
Le procédé retourne à l’étape E10.
On voit ici que le protocole mis en œuvre tolère la perte d’un nombre prédéterminé de trames globales descendantes consécutives : l’unité de communication abonnée continue d’émettre des trames montantes tant que le nombre de trames globales descendantes successives perdues demeure inférieur ou égal au nombre prédéterminé. Ici, ce nombre prédéterminé est égal à 2, mais il pourrait être différent.
On résume ce qui vient d’être dit en référence à la figure 7.
L’unité centrale de communication 13, ayant pour identifiant [0a], transmet une trame globale descendante 17 aux unités de communication abonnées 15. Chaque unité de communication abonnée 15 extrait de la trame globale descendante 17 un paquet de données 25 qui lui est associé : l’unité de communication abonnée 15_1 acquiert le paquet de données 25_1, l’unité de communication abonnée 15_2 acquiert le paquet de données 25_2, …, l’unité de communication abonnée 15_N acquiert le paquet de données 25_N.
Chaque paquet de données 25 contient des données fonctionnelles, la durée d’attente associée à l’unité de communication abonnée 15 et l’acquittement. L’unité de communication abonnée 15 extrait aussi de la trame globale descendante 17 la durée de référence prédéterminée du cycle de communication ainsi que le numéro de trame descendante.
L’unité de communication abonnée 15 transmet les données fonctionnelles au module de traitement 16 du capteur 12 dans lequel l’unité de communication abonnée 15 est intégrée.
Chaque unité de communication abonnée 15 démarre l’émission d’une trame montante 18 à l’issue d’un intervalle d’attente, qui débute à partir de la fin de réception de la trame globale descendante 17 et qui a pour durée la durée d’attente propre à ladite unité de communication abonnée 15.
L’unité de communication centrale 13 reçoit donc les trames montantes 18 en série, sous la forme d’une chaîne de trames contenant toutes les trames montantes 18 concaténées et séparées les unes des autres par un espace de durée constante : la trame montante 18_1 émise par l’unité de communication abonnée 15_1, la trame montante 18_2 émise par l’unité de communication abonnée 15_2,…, la trame montante 18_N émise par l’unité de communication abonnée 15_N.
En référence aux figures 8 et 9, on décrit maintenant le contenu des trames échangées entre l’unité de communication centrale et les unités de communication abonnées.
La trame globale descendante 17 contient tout d’abord un entête 28 comprenant une séquence de bits prédéfinie 29 (sur 1 octet), un champ 30 comprenant la longueur de la trame globale descendante (sur 1 octet), un champ 31 comprenant un numéro de la trame globale descendante (sur un octet), et un champ 32 comprenant la durée de référence prédéterminée (sur 1 octet). La séquence de bits prédéfinie 29 identifie de façon unique l’unité de communication centrale 13 émettrice de la trame globale descendante, suivant qu’elle soit émise par l’unité de communication centrale maitre 13_1, ou bien par l’une des unités de communication centrales ombres 13_2 ou 13_3 (voir plus bas).
On note ici que chaque unité de communication abonnée, lorsqu’elle reçoit une trame globale descendante, vérifie que le numéro de ladite trame globale descendante est bien supérieur d’une unité par rapport au numéro de la trame globale descendante précédente. Cette vérification prend en compte le passage de 255 à 1, car le numéro de trame = 0 correspond uniquement à celui utilisé en sortie deResetde l’unité de communication centrale : numéro de la première trame globale descendante émise aprèsResetde l’unité de communication centrale.
La trame globale descendante 17 contient aussi une pluralité de paquets de données 25 destinés chacun à l’une des unités de communication abonnées.
Chaque paquet de données 25, destiné à une unité de communication abonnée, contient un champ 33 comprenant la durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée (sur 1 octet), un champ 34 comprenant la longueur du paquet de données 25 ainsi qu’un acquittement pour valider ou invalider la bonne réception de la trame montante précédente par l’unité de communication centrale (sur 1 octet), ainsi qu’un champ 35 comprenant des données fonctionnelles (sur 6 octets).
La trame globale descendante 17 s’achève par une terminaison 36 sur 4 octets comprenant un champ contenant une séquence de contrôle permettant à la réception, grâce au code utilisé à l’émission de la trame, de contrôler l’intégrité de la trame globale descendante (donc sa cohérence). Il s’agit ici d’un FCS (pourFrame Check Sequence) global à la trame globale descendante 17.
Chaque trame montante 18 émise par une unité de communication abonnée contient tout d’abord un entête 38 qui comprend une séquence de bits prédéfinie 39 (sur 2 octets), un champ 40 comprenant un numéro de ladite trame montante (sur 1 octet), et un champ 41 comprenant la durée de référence locale prise en compte pour le cycle de communication (sur 1 octet). Le numéro de la trame montante est le numéro de la dernière trame globale descendante pris en compte par l’unité de communication abonnée.
La séquence de bits prédéfinie 39 contient l’identifiant de l’unité de communication abonnée, de sorte que l’unité de communication centrale peut vérifier qu’elle reçoit bien des trames montantes provenant d’une unité de communication abonnée avec laquelle elle est censée communiquer. La séquence de bits prédéfinie 39 permet par codage l’identification unique de chaque unité de communication abonnée. La loi de codage pourra par exemple prendre en compte la valeur de P Id acquise par l’unité de communication abonné à sa position physique (obligatoire), plus éventuellement la prise en compte d’autres paramètres plus évolutifs (numéro de la trame, valeur de la durée de référence).
La trame montante 18 contient aussi un paquet de données contenant un champ 42 comprenant la durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée (sur 1 octet), un champ 43 comprenant la longueur de la trame montante (sur 1 octet), et un champ 44 contenant des données fonctionnelles (sur 6 octets).
La trame montante 18 s’achève par une terminaison 45 sur 4 octets comprenant un champ contenant une séquence de contrôle permettant à la réception, grâce au code utilisé à l’émission de la trame, de contrôler l’intégrité de la trame montante. Il s’agit ici d’un FCS (pourFrame Check Sequence) global à la trame montante 18. Chaque trame montante 18 s’étend donc sur 16 octets.
L’unité de communication centrale vérifie notamment la durée de référence locale et la durée d’attente qui ont été utilisées par l’unité de communication abonnée, pour assurer que l’envoi des trames montantes par l’unité de communication abonné est cadencé correctement.
En référence aux figures 10 et 11, on décrit cette fois le fonctionnement du système de communication sans fil 10 dans le cas où celui-ci comporte plusieurs unités de communication centrales.
Le système de communication sans fil comporte ici trois équipements centraux 11, dans chacun desquels est intégrée une unité de communication centrale 13, et N équipements déportés 12, dans chacun desquels est intégrée une unité de communication abonnée 15.
Ici, chaque unité de communication centrale est configurable pour être une unité centrale maître ou bien une unité centrale ombre (ou «shadow» en anglais).
Une unité centrale ombre a pour fonction de surveiller l’unité centrale maître en l’écoutant mais sans transmettre elle-même de trames globales descendantes, et pour suppléer l’unité centrale maître lorsque survient une défaillance de l’unité centrale maître.
Le système de communication sans fil comporte ici une unité centrale maître 13_1, une première unité centrale ombre 13_2 et une deuxième unité centrale ombre 13_3.
La première unité centrale ombre 13_2 surveille l’unité centrale maître 13_1 et la supplée en cas de défaillance. La deuxième unité centrale ombre 13_3 surveille la première unité centrale ombre 13_2 et la supplée en cas de défaillance.
Les trois unités de communication centrales 13 coopèrent les unes avec les autres, de manière autonome, pour déterminer l’unité de communication centrale 13 qui remplit la fonction d’unité centrale maître, l’unité de communication centrale 13 qui remplit la fonction de première unité centrale ombre, et l’unité de communication centrale 13 qui remplit la fonction de deuxième unité centrale ombre. Cette configuration est réalisée selon un protocole décentralisé, qui ne nécessite donc pas l’intervention d’une ressource additionnelle. Cette configuration est une configuration dynamique, qui évolue en temps réel en cas de défaillance de l’unité centrale maître.
En référence à la figure 11, chaque unité centrale de communication 13 comporte des moyens d’émission 45 et des moyens de réception 46 (comme cela a été vu plus tôt). Les moyens de réception 46 comprennent des moyens de surveillance 47. Les moyens de surveillance 47 de l’unité centrale de communication active, c’est-à-dire de l’unité centrale maître 13_1, acquièrent les trames globales descendantes produites par l’unité centrale maître 13_1. Lorsque les moyens de surveillance 47 détectent une défaillance dans l’émission des trames globales descendantes, les moyens de surveillance 47 désactivent les moyens d’émission 45. Une défaillance est détectée lorsque les moyens d’émission 45 ne respectent plus les contraintes temporelles pour émettre les trames globales descendantes, ou bien lorsque les moyens d’émission 45 n’émettent plus de trames globales descendantes, ou bien encore lorsque les trames globales descendantes émises sont corrompues.
La première unité centrale ombre 13_2 surveille l’unité centrale maître 13_1 en acquérant les trames globales descendantes 17 que celle-ci émet. Lorsque l’unité centrale maître 13_1 n’émet pas de trames globales descendantes 17 pendant un nombre prédéterminé de cycles de communication successifs, la première unité centrale ombre 13_2 supplée l’unité centrale maître 13_1 et devient une unité centrale maître à son tour. Ici, le nombre prédéterminé est égal à 2, mais il pourrait être différent. L’unité centrale maître 13_1 n’émet pas de trames globales descendantes soit parce que ses moyens d’émission 45 ont été désactivés par les moyens de surveillance 47 de ses moyens de réception 46, soit pour une autre raison, par exemple en cas de panne ou de problème d’alimentation impactant le fonctionnement de l’unité centrale maître 13_1.
La deuxième unité centrale ombre 13_3 surveille alors l’ex-première unité centrale ombre 13_2 devenue unité centrale maître, de la même manière que l’ex-première unité centrale ombre 13_2 surveillait l’ex-unité centrale maître 13_1.
La figure 12 représente le fonctionnement du système de communication sans fil 10 dans un cas de fonctionnement nominal.
L’unité centrale maître 13_1 transmet une même trame globale descendante 17 à toutes les unités de communication abonnées 15. Chaque unité de communication abonnée 15 extrait de la trame globale descendante 17 le paquet de données 25 qui lui est destiné, ainsi que la durée de référence prédéterminée du cycle de communication.
Chaque unité de communication abonnée 15 transmet une trame montante 18 à l’unité centrale maître 13_1.
La première unité centrale ombre 13_2 surveille l’unité centrale maître 13_1 en acquérant la trame globale descendante 17. Comme la trame globale descendante 17 est bien présente et n’est pas corrompue, la première unité centrale ombre 13_2 n’intervient pas activement et se contente de surveiller l’unité centrale maître 13_1.
En référence à la figure 13, lorsque survient une défaillance de l’unité centrale maître 13_1, les moyens de surveillance des moyens de réception de l’unité centrale maître 13_1 désactivent les moyens d’émission de l’unité centrale maître 13_1.
La première unité centrale ombre 13_2 détecte que l’unité centrale maître 13_1 n’émet plus de trame globales descendantes 17 et se substitue à l’unité centrale maître 13_1 en émettant les trames globales descendantes 17. La durée de référence prédéterminée, tout comme les durées d’attente, qui sont stockées dans la première unité centrale ombre 13_2, sont les mêmes que celles stockées dans l’unité centrale maître 13_1. Le séquencement temporel des échanges de trames entre la première unité centrale ombre 13_2 et les unités de communications abonnées 15 est identique au séquencement temporel des échanges de trames entre l’unité centrale maître 13_1 et les unités de communications abonnées 15. Le remplacement de l’unité centrale maître 13_1 par la première unité centrale ombre 13_2 est donc parfaitement transparent pour les unités de communication abonnées 15. La première unité centrale ombre 13_2, qui est devenue l’unité centrale maître, acquiert les trames montantes 18.
Chaque unité de communication abonnée est en outre configurable pour être une unité abonnée ombre ou bien une unité abonnée normale. L’unité abonnée ombre surveille une ou plusieurs unités abonnées normales.
L’unité abonnée ombre acquiert les trames montantes émises par (au moins) une unité abonnée normale, et les transmet à son tour, de manière systématique, à l’unité de communication centrale.
Il s’agit donc d’une réémission par une unité abonnée ombre d’une trame déjà émise par une autre unité abonnée et qui, potentiellement, pourrait être corrompue à l’arrivée sur les unités de communication centrale centrales et donc pourrait nécessiter une duplication avec émission temporellement décalée réalisée par la ou les unités abonnées ombre.
L’unité abonnée ombre émet la trame montante de l’unité abonnée normale juste après sa propre trame montante. Les deux trames montantes sont concaténées par l’unité abonnée ombre. La concaténation des trames permet d’éviter de modifier la structure des trames émises par l’unité abonnée ombre. Il est donc très simple de configurer une unité de communication abonnée pour qu’elle remplisse la fonction d’unité abonnée ombre.
On évite ainsi la perte de trames montantes pouvant résulter de l’utilisation d’un unique canal radiofréquence pour mettre en œuvre les communications entre l’unité de communication centrale et les unités de communication abonnées.
Une ou plusieurs unités abonnées ombres sont donc allouées à chaque unité de communication abonnée (qui est donc une unité abonnée normale vis-à-vis de ces unités abonnées ombres). Bien sûr, une unité abonnée ombre qui écoute une unité abonnée normale, est aussi elle-même écoutée par une autre unité de communication abonnée.
Sur la figure 14, l’unité de communication abonnée 15_2 joue le rôle d’unité abonnée ombre pour l’unité de communication abonnée 15_1. Les trames montantes émises par l’unité de communication abonnée 15_1 sont acquises et enregistrées par l’unité abonnée ombre 15_2, et réémises par l’unité abonnée ombre 15_2 systématiquement.
La trame montante 18_1 est donc émise par l’unité de communication abonnée 15_1 et par l’unité de communication abonnée 15_2 de sorte qu’en cas de perte ou de corruption de la trame montante 18_1 émise par l’unité de communication abonnée 15_1, la trame montante 18_1 est malgré tout correctement reçue par l’unité de communication centrale.
Les trames montantes 18 sont émises dans cet ordre par les unités de communication abonnées 15 selon la chaîne de trames 50 :
18_1, 18_2, 18_1, 18_3,…, 18_N.
Sur la figure 15, l’unité de communication abonnée 15_2 joue le rôle d’unité abonnée ombre pour l’unité de communication abonnée 15_1, et l’unité de communication abonnée 15_N joue le rôle d’unité abonnée ombre pour l’unité de communication abonnée 15_1 et pour l’unité de communication abonnée 15_3.
Les trames montantes 18_1 émises par l’unité de communication abonnée 15_1 sont acquises et enregistrées par l’unité abonnée ombre 15_2 et par l’unité abonné ombre 15_N, et réémises par l’unité abonnée ombre 15_2 et par l’unité abonnée ombre 15_N systématiquement. Les trames montantes 18_3 émises par l’unité de communication abonnée 15_3 sont acquises et enregistrées par l’unité abonnée ombre 15_N, et réémises par l’unité abonnée ombre 15_N systématiquement.
Ainsi, en cas de perte de la trame montante 18_1 émise par l’unité de communication abonnée 15_1 et de la trame montante 18_3 émise par l’unité de communication abonnée 15_3, comme la trame montante 18_1 est aussi émise par l’unité de communication abonnée 15_2 et par l’unité de communication abonnée 15_N (et est donc disponible pour l’unité de communication centrale), et comme la trame montante 18_3 est aussi émise par l’unité de communication abonnée 15_N (et est donc disponible pour l’unité de communication centrale), ces trames montantes sont malgré tout reçues correctement.
Les trames montantes sont émises dans cet ordre par les unités de communication abonnées 15 selon la chaîne de trames 51 :
18_1, 18_2, 18_1, 18_3, 18_4,…, 18_N, 18_1, 18_3.
Cette approche systématique est particulièrement avantageuse. Il n’est pas nécessaire de tester et d’analyser la qualité des canaux de transmission radiofréquence entre l’unité de communication centrale et chaque unité de communication abonnée, ni de maintenir une table d’états pseudo dynamique de ces canaux : même si les trames montantes émises par une unité de communication abonnée sont perdues, comme une autre unité de communication abonnée joue le rôle de relais systématique, sur la base d’une désignation, les trames sont correctement reçues par l’unité de communication centrale.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications.
L’invention n’est pas nécessairement mise en œuvre avec des concentrateurs de données et des capteurs : le ou les équipements centraux et les équipements déportés peuvent être des équipements avioniques de divers types et performances. Les équipements déportés pourraient par exemple être des installations multimédia associées chacune au siège d’un passager.
Il est possible de prévoir qu’un même équipement central intègre plusieurs unités de communication centrales.
Les cycles de communication successifs ne présentent pas tous nécessairement la même durée. Par « cycle de communication », on entend dans cette présente demande un intervalle temporel au cours duquel l’unité de communication centrale envoie la trame globale descendante et reçoit toutes les trames montantes (c’est-à-dire une trame montante par unité de communication abonnée plus les trames montantes émises par les unités abonnées ombres).
On a décrit ici que l’unité de communication centrale transmet les durées d’attente aux unités de communication abonnées, les durées d’attente étant incluses dans les paquets de données de la trame globale descendante.
La durée d’attente associée à chaque unité de communication abonnée pourrait parfaitement être déterminée localement par l’unité de communication abonnée elle-même. Par exemple, l’unité de communication abonnée peut accéder à une table unique (c’est-à-dire commune à toutes les unités de communications abonnées) et acquérir la durée d’attente qui lui est associée dans la table unique grâce à son identifiant. L’unité de communication abonnée peut aussi déterminer sa durée d’attente à partir d’une loi prédéfinie.
La durée d’attente peut aussi être préchargée dans l’unité de communication abonnée.

Claims (27)

  1. Unité de communication centrale (13), agencée pour communiquer au cours de cycles de communication (C1, C2, C3) successifs via une communication sans fil avec une pluralité d’unités de communication abonnées (15), l’unité de communication centrale comprenant :
    - des moyens d’émission (45) agencés pour, au cours de chaque cycle de communication, émettre une unique trame globale descendante (17) à destination de toutes les unités de communication abonnées, la trame globale descendante comprenant une pluralité de paquets de données (25) destinés chacun à l’une des unités de communication abonnées, la trame globale descendante fournissant une référence temporelle commune (T0) à toutes les unités de communication abonnées de sorte que chaque unité de communication abonnée peut, après avoir reçu la trame globale descendante (17), démarrer l’émission d’une trame montante (18) à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente (21) associée à ladite unité de communication abonnée, les durées d’attente (21) étant toutes différentes et étant définies de manière à éviter des collisions entre les trames montantes ;
    - des moyens de réception (46) agencés pour, au cours dudit cycle de transmission, recevoir successivement les trames montantes (18) émises par chacune des unités de communication abonnées.
  2. Unité de communication centrale selon la revendication 1, dans laquelle la référence temporelle commune (T0) est un moment de fin de réception de la trame globale descendante (17) par les unités de communication abonnées.
  3. Unité de communication centrale selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque paquet de données (25) de la trame globale descendante destiné à une unité de communication abonnée (15) comprend un acquittement permettant de valider ou non une réception correcte d’une trame montante (18) émise au cours d’un cycle de communication précédent par ladite unité de communication abonnée.
  4. Unité de communication centrale selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle chaque paquet de données (25) de la trame globale descendante destiné à une unité de communication abonnée comprend la durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée.
  5. Unité de communication centrale selon l’une des revendications précédentes, l’unité de communication centrale étant configurable pour être une unité centrale maître (13_1) ou bien une unité centrale ombre (13_2, 13_3), l’unité de communication centrale étant agencée, lorsqu’elle est une unité centrale ombre, pour surveiller une unité centrale maître sans émettre elle-même de trames globales descendantes, et pour suppléer l’unité centrale maître lorsque survient une défaillance de l’unité centrale maître.
  6. Unité de communication centrale selon la revendication 5, l’unité de communication centrale étant agencée, lorsqu’elle est une unité centrale ombre, pour acquérir les trames globales descendantes émises par l’unité centrale maître, et pour suppléer l’unité centrale maître lorsque celle-ci n’émet plus de trames globales descendantes.
  7. Unité de communication centrale selon l’une des revendications 5 ou 6, l’unité de communication centrale (13_1, 13_2, 13_3) étant agencée pour coopérer avec une ou plusieurs autres unités de communication centrales de sorte que les unités de communication centrales se configurent entre elles, de manière autonome, pour définir une unité centrale maître et une ou des unités centrales ombres.
  8. Unité de communication centrale selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de réception (46) comprennent des moyens de surveillance (47) agencés pour interrompre l’émission des trames globales descendantes par les moyens d’émission (45) lorsque l’émission des trames globales descendantes est défaillante.
  9. Equipement électronique (11) intégrant une unité de communication centrale selon l’une des revendications précédentes.
  10. Procédé de communication, mis en œuvre dans une unité de communication centrale selon l’une des revendications précédentes, et comprenant les étapes, mises en œuvre au cours de cycles de communication (C1, C2, C3) successifs, de :
    - au cours de chaque cycle de communication, émettre une unique trame globale descendante (17) à destination de toutes les unités de communication abonnées, la trame globale descendante comprenant une pluralité de paquets de données (25) destinés chacun à l’une des unités de communication abonnées, la trame globale descendante fournissant une référence temporelle commune (T0) à toutes les unités de communication abonnées de sorte que chaque unité de communication abonnée peut, après avoir reçu la trame globale descendante (17), démarrer l’émission d’une trame montante (18) à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée (21) une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée, les durées d’attente étant toutes différentes et étant définies de manière à éviter des collisions entre les trames montantes ;
    - au cours dudit cycle de transmission, recevoir successivement les trames montantes (18) émises par chacune des unités de communication abonnées.
  11. Procédé de communication selon la revendication 10, comprenant en outre les étapes, au cours de chaque cycle de communication, de démarrer un compteur temporel, et d’émettre la trame globale descendante (17) lorsqu’une valeur courante du compteur temporel atteint une durée de référence prédéterminée (Tref) du cycle de communication.
  12. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent l’unité de communication centrale selon l’une des revendications 1 à 8 à exécuter les étapes du procédé de communication selon l’une des revendications 10 ou 11.
  13. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur selon la revendication 12.
  14. Unité de communication abonnée (15), agencée pour communiquer au cours de cycles de communication (C1, C2, C3) successifs via une communication sans fil avec une unité de communication centrale (13), l’unité de communication abonnée ayant un identifiant qui lui est propre et comprenant :
    - des moyens de réception agencés pour, au cours de chaque cycle de communication, recevoir une trame globale descendante (17) émise par l’unité de communication centrale (13), identifier grâce à l’identifiant et acquérir dans la trame globale descendante un paquet de données (25) qui lui est destiné, et déterminer à partir de la trame globale descendante une référence temporelle commune (T0) ;
    - des moyens d’émission agencés pour, à l’issue d’un intervalle d’attente débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente (21) associée à ladite unité de communication abonnée, transmettre une trame montante (18) à l’unité de communication centrale.
  15. Unité de communication abonnée selon la revendication 14, dans laquelle la référence temporelle commune (T0) est un moment de fin de réception de la trame globale descendante par l’unité de communication abonnée.
  16. Unité de communication abonnée selon l’une des revendications 14 ou 15, dans laquelle la durée d’attente associée à l’unité de communication abonnée est intégrée dans le paquet de données (25) de la trame globale descendante qui lui est destiné.
  17. Unité de communication abonnée selon l’une des revendications 14 à 16, dans laquelle la durée d’attente associée à l’unité de communication abonnée est déterminée localement par l’unité de communication abonnée elle-même ou bien est préchargée dans l’unité de communication abonnée.
  18. Unité de communication abonnée selon l’une des revendications 14 à 17, l’unité de communication abonnée étant configurable pour être une unité abonnée ombre, l’unité de communication abonnée étant agencée, lorsqu’elle est une unité abonnée ombre, pour acquérir, au cours de chaque cycle de communication, de manière systématique, une autre trame montante émise par une autre unité de communication abonnée, et pour la transmettre elle aussi à l’unité de communication centrale.
  19. Unité de communication abonnée selon la revendication 18, l’unité de communication abonnée étant agencée pour transmettre l’autre trame montante suite à sa propre trame montante en les concaténant.
  20. Equipement électronique intégrant une unité de communication abonnée selon l’une des revendications 14 à 19.
  21. Procédé de communication, mis en œuvre dans une unité de communication abonnée selon l’une des revendications 14 à 19 et agencée pour communiquer via une communication sans fil avec une unité de communication centrale, l’unité de communication abonnée ayant un identifiant qui lui est propre, le procédé de communication comprenant les étapes, mises en œuvre au cours de cycles de communication (C1, C2, C3) successifs, de :
    - au cours de chaque cycle de communication, recevoir une trame globale descendante (17) émise par l’unité de communication centrale (13), identifier grâce à l’identifiant et acquérir dans la trame globale descendante un paquet de données (25) qui lui est destiné, et déterminer à partir de la trame globale descendante une référence temporelle commune (T0) ;
    - au cours dudit cycle de transmission, à l’issue d’un intervalle d’attente (21) débutant à partir de la référence temporelle commune et ayant pour durée une durée d’attente associée à ladite unité de communication abonnée, transmettre une trame montante (18) à l’unité de communication centrale.
  22. Procédé de communication selon la revendication 21, comprenant en outre les étapes, suite à la réception d’une trame globale descendante, de :
    - démarrer un premier compteur temporel et un deuxième compteur temporel à partir de la référence temporelle commune (T0) ;
    - démarrer l’émission de la trame montante (18) lorsqu’une valeur courante du deuxième compteur temporel a atteint la durée d’attente ;
    - si une valeur courante du premier compteur temporel atteint la durée de référence prédéterminée avant qu’une trame globale descendante suivante n’ait été correctement reçue, redémarrer le premier compteur temporel et le deuxième compteur temporel ;
    - si la valeur courante du deuxième compteur atteint une durée égale à la durée d’attente sans qu’une trame globale descendante suivante n’ait été reçue, incrémenter d’une unité un troisième compteur destiné à compter des trames globales descendantes perdues ;
    - vérifier que la valeur courante du troisième compteur est inférieure à un nombre prédéterminé, et, si c’est le cas, émettre une trame montante.
  23. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent l’unité de communication abonnée selon l’une des revendications 14 à 19 à exécuter les étapes du procédé de communication selon l’une des revendications 21 ou 22.
  24. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur selon la revendication 23.
  25. Système de communication sans fil comprenant au moins une unité de communication centrale selon l’une des revendications 1 à 8 et une pluralité d’unités de communication abonnées selon l’une des revendications 14 à 19.
  26. Système de communication sans fil selon la revendication 25, comprenant trois unités de communication centrales conformes chacune à l’une des revendications 5 à 7, les unités de communication centrales étant configurées pour comprendre une unité centrale maître, une première unité centrale ombre et une deuxième unité centrale ombre.
  27. Aéronef comprenant un système de communication sans fil selon l’une des revendications 25 ou 26.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7339037B2 (ja) * 2019-07-10 2023-09-05 ファナック株式会社 制御装置、診断方法及び診断プログラム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6389010B1 (en) * 1995-10-05 2002-05-14 Intermec Ip Corp. Hierarchical data collection network supporting packetized voice communications among wireless terminals and telephones
US5371734A (en) * 1993-01-29 1994-12-06 Digital Ocean, Inc. Medium access control protocol for wireless network
US9608796B2 (en) * 2013-05-03 2017-03-28 Qualcomm Incorporated Methods and systems for frequency multiplexed communication in dense wireless environments
JP6628997B2 (ja) * 2015-07-23 2020-01-15 株式会社東芝 無線通信装置および無線通信方法
US10477537B2 (en) * 2016-02-11 2019-11-12 Qualcomm Incorporated Multi-PRB operation for narrowband systems
CN109495976B (zh) * 2018-12-05 2020-05-19 浙江大学 一种船载无人机通信信道接入方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHOU-CHIH LO ET AL: "An efficient scheduling mechanism for IEEE 802.11E MAC enhancements", WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE, 2004. WCNC. 2004 IE EE ATLANTA, GA, USA 21-25 MARCH 2004, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, vol. 2, 21 March 2004 (2004-03-21), pages 777 - 782, XP010708413, ISBN: 978-0-7803-8344-9 *
YUE FANG ET AL: "On the performance enhancement of wireless LAN - a multi-polling mechanism with hidden terminal solution", GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE, 2005. GLOBECOM '05. IEEE ST. LOIUS, MO, USA 28 NOV.-2 DEC. 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, vol. 1, 28 November 2005 (2005-11-28), pages 571 - 575, XP010879143, ISBN: 978-0-7803-9414-8 *

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