FR3080966A1 - Communication mimo assistee par un appareil photo - Google Patents

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Salah-Eddine El Ayoubi
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Abstract

L'invention concerne un procédé de communication dans un réseau de communication sans fil entre un émetteur et un récepteur, utilisant un schéma MIMO basé sur un réseau d'antennes de l'émetteur, le procédé comprend : - une détermination par l'émetteur d'une position spatiale relative du récepteur par rapport à l'émetteur ; - une configuration d'un précodeur de l'émetteur, ladite configuration correspondant à la formation d'au moins un faisceau dans une direction correspondante à la position relative déterminée ; - une transmission de données au récepteur au moyen de l'au moins un faisceau.

Description

Communication ΜΙΜΟ assistée par un appareil photo
La présente invention concerne le domaine des télécommunications sans fil, en particulier les télécommunications mettant en œuvre les techniques ΜΙΜΟ (Multiple-Input Multiple-Output - entrées multiples, sorties multiples), par exemple les techniques SU-MIMO (Single User ΜΙΜΟ), MU-MIMO (Multi User ΜΙΜΟ) ou encore de formation de faisceaux.
Elle trouve notamment des applications dans la configuration des précodeurs des émetteurs pour adapter l’orientation des faisceaux de communication (appelé « beam » en anglais).
Les techniques ΜΙΜΟ permettent de concentrer l’énergie du signal émis par l’émetteur dans une direction définie de l’espace. Pour ce faire l’émetteur qui dispose de plusieurs antennes Ntx, envoie à travers plusieurs antennes un même signal plus ou moins déphasé en fonction des antennes, on parle alors de formation de faisceaux. Les signaux se combinent alors de manière cohérente au niveau du récepteur que l’émetteur souhaite servir.
Plus l’émetteur possède d’antennes et plus le faisceau formé peut être étroit. Dans les nouveaux standards de communication en cours de normalisation, par exemple la 5G, les émetteurs fixes de type station de base pourront disposer de plusieurs centaines d’antennes.
Les déphasages sont appliqués par le précodeur de l’émetteur dont la configuration est représentée sous la forme d’une matrice à NTx lignes. Pour configurer le précodeur et ainsi générer des faisceaux il est nécessaire de connaître l’état du canal entre les antennes de l’émetteur et chacune des antennes du récepteur, pour cela plusieurs techniques bien connues existent. Ainsi, le récepteur peut directement transmettre à l’émetteur une information sur l’état du canal, dans la norme LTE et LTE-Advanced cette information est entre autres constituée d’un indicateur PMI (« Pre-coding Matrix Indicator ») représentant une matrice de précodage choisie dans un livre de code ou code-book. Une autre technique consiste à estimer l’état du canal montant par analyse des signaux de référence spécifique au récepteur pour en déduire un état du canal descendant par réciprocité du canal (en TDD).
L’estimation du canal en utilisant un feed-back du récepteur entraîne une certaine latence entre le calcul de l’état du canal et la configuration du précodeur, ce qui rend cette technique inappropriée lorsque le canal varie rapidement. De plus, la norme doit faire un compromis entre l’utilisation d’un code-book de grande taille permettant de donner une appréciation fine de l’état du canal (permettant d’obtenir des faisceaux dirigés de manière optimale vers le récepteur) mais qui nécessite de transmettre sur le canal montant une quantité importante d’information de signalisation et un code-book de petite taille permettant de réduire la signalisation sur le canal montant, mais qui réduit la possibilité d’orienter les faisceaux de manière précise vers le récepteur. Dans tous les cas, l’orientation du faisceau ne sera pas optimale et le feed-back du récepteur (UE) consomme des ressources sur le canal montant.
L’estimation du canal utilisant la réciprocité du canal ne permet pas d’obtenir une estimation aussi fine et est particulièrement complexe à implémenter.
Dans tous les cas, des erreurs dans l’estimation du canal peuvent se produire.
La présente invention vient améliorer la situation.
Un premier aspect de l’invention concerne un procédé de communication dans un réseau de communication sans fil entre un émetteur et un récepteur, utilisant un schéma ΜΙΜΟ basé sur un réseau d’antennes de l’émetteur, le procédé comprend :
- une détermination par l’émetteur d’une position spatiale relative du récepteur par rapport à l’émetteur;
- une configuration d’un précodeur de l’émetteur, ladite configuration correspondant à la formation d’au moins un faisceau dans une direction correspondante à la position relative déterminée ;
- une transmission de données au récepteur au moyen de l’au moins un faisceau.
Le précodeur est configuré sur la base d’une position relative du récepteur par rapport à l’émetteur. Cette position est déterminée par l’émetteur. Ainsi, la configuration du précodeur peut être réalisée sans aucun retour préalable du récepteur, notamment sur l’état du canal. Cela permet notamment de réduire les erreurs dans l’estimation de l’état du canal et d’obtenir un positionnement plus précis du récepteur, il est alors possible d’orienter le faisceau de manière très précise vers le récepteur pour optimiser la transmission entre l’émetteur et le récepteur.
L’émetteur comprend à la fois l’émetteur permettant de communiquer avec les entités du réseau de communication, notamment le récepteur, et le module permettant de déterminer la position spatiale.
Par réseaux de communication sans fil, on entend ici tout réseau de communication permettant à un émetteur et un récepteur de communiquer par ondes radio au moins dans le sens de l’émetteur vers le récepteur.
Par réseaux d’antennes, on entend de multiples antennes, par exemple de multiples antennes disposées de manière alignée ou encore disposées sous forme d’une matrice.
L’émetteur comme le récepteur peuvent être aussi bien fixes que mobiles, par exemple une station de base ou un terminal mobile.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la position spatiale relative comprend en outre la détermination d’un ensemble de coordonnées spatiales.
Par coordonnées spatiales, on entend toutes coordonnées dans des repères à une, deux ou trois dimensions. Ainsi, l’ensemble de coordonnées peut comprendre un premier ensemble de coordonnées relatif à un premier repère spatial (de dimension 1 à 3) et un deuxième ensemble de coordonnées relatif à un deuxième repère spatial (de dimension 1 à 3). Un repère spatial peut être par exemple un repère correspondant au plan d’une photo ou d’une caméra. L’ensemble de coordonnées spatiales permet de déterminer la position spatiale relative. Ainsi, la détermination d’un ensemble de coordonnées spatiales permet à l'émetteur d’obtenir une position précise dans chacun des repères auxquels sont attachées les coordonnées, et ainsi d’obtenir une position spatiale précise.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la position relative se fait indépendamment du réseau de communication sans fd.
Par indépendamment du réseau de communication sans fd, on entend que quelles que soient les données ou informations qui sont transmises via le réseau de communication sans fd (notamment les données reçues par l’émetteur) la position relative déterminée reste inchangée. La position relative n’est en effet pas déterminée sur la base de données reçues via le réseau par exemple l’estimation de l’état du canal transmise par le récepteur à l’émetteur. De plus, l’émetteur n’a pas besoin d’être également récepteur dans le réseau de communication sans fd dans lequel il opère. Ainsi, par exemple, un émetteur radio de type émetteur de télédiffusion ou de radiodiffusion (broadcasting en anglais) peut utiliser des techniques ΜΙΜΟ pour cibler des récepteurs ou des ensembles de récepteurs.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la position relative comprend la capture d’images de sorte que le récepteur est présent sur au moins l’une des images parmi les images capturées.
La position relative est déterminée au moyen d’images par exemple des photos ou une vidéo, la position du récepteur sur les images permettant de déduire une position relative.
Avantageusement, la détermination de la position relative peut combiner l’utilisation d’images avec un retour d’information du récepteur, par exemple un indicateur PMI transmis par le récepteur. Ainsi, il est possible d’obtenir une position relative plus précise et de réduire les erreurs dans la détermination de la position relative.
Avantageusement, des n-uplets de zones d’images sont respectivement préalablement associés avec des positions relatives par rapport à l’émetteur. Ainsi, la présence du récepteur dans certaines zones des images permet de déduire une position spatiale relative.
Les zones d’images peuvent correspondre à des coordonnées spatiales ou des ensembles de coordonnées spatiales ou encore des intervalles de coordonnées spatiales. Les zones d’images peuvent être de la taille d’un pixel, chaque pixel correspondant alors à une zone d’image.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la position relative est obtenue en :
- identifiant le récepteur sur les images capturées ;
- déterminant un n-uplet de zones d’images parmi les n-uplets de zones d’images, de sorte que le récepteur identifié est présent dans des zones des images capturées correspondant aux n zones d’images du n-uplet de zones d’images.
L’émetteur identifie sur les images capturées le récepteur, c’est-à-dire le fait que l’objet identifié est bien le récepteur et le fait de définir l’emplacement de cet objet sur les images. Ensuite, il est déterminé les zones d’images dans lesquelles le récepteur est présent parmi les zones d’images des n-uplets de zones d’images pour déterminer le n-uplet pour lequel le récepteur est présent dans toutes ses zones d’image. La position spatiale relative peut être définie comme la position relative préalablement associée au n-uplet déterminé.
Selon un mode de réalisation, l’identification du récepteur sur les images capturées est réalisée en fonction d’un critère de forme et/ou de couleur. Par exemple, il est recherché sur l’image une forme particulière ou une couleur particulière du récepteur, qui peut être préalablement déterminée. Cela permet d’identifier efficacement le récepteur ou un élément cible proche du récepteur.
Selon un mode de réalisation, l’identification du récepteur sur les images capturées comprend en outre l’émission par le récepteur d’un signal lumineux et la détection du signal lumineux sur les images capturées.
Cela permet d’identifier le récepteur avec une certitude élevée. Il est même possible de distinguer deux récepteurs mettant en œuvre l’invention au moyen par exemple de l’emploi de lumières de longueur d’onde différentes en fonction des récepteurs. Il est également possible de distinguer deux récepteurs par l’emploi de lumières clignotant à des fréquences différentes.
Selon un mode de réalisation, la capture d’images est réalisée au moyen d’une ou plusieurs caméras et/ou d’un ou plusieurs appareils photo. L’utilisation combinée de plusieurs appareils photo ou plusieurs caméras permet à l’association entre les n-uplets de zones et les positions relatives d’être fiables et de permettre d’obtenir un positionnement en trois dimensions.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la position relative comprend une détermination de la distance entre l’émetteur et le récepteur et une détermination d’une puissance de l’au moins un faisceau en fonction de cette distance. Ceci permet d’optimiser la puissance du faisceau, ce qui évite d’avoir une puissance trop faible lorsque le récepteur est distant, ce qui réduirait le SINR (Signal-to-interference-plus-noise ratio) et donc le décodage du signal, ou une puissance trop forte ce qui augmenterait la consommation d’énergie.
Un troisième aspect de l’invention concerne un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre des étapes du procédé décrit ci-avant, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un émetteur apte à communiquer avec un récepteur via un réseau de communication sans fil, l’émetteur comprend :
- un réseau d’antennes agencé pour communiquer avec le récepteur sur la base d’un schéma ΜΙΜΟ ;
- un processeur ; et
- une mémoire stockant des instructions, de sorte que lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur, elles configurent l'émetteur pour:
o déterminer une position spatiale relative du récepteur par rapport à l’émetteur ;
o configurer un précodeur de l’émetteur, ladite configuration correspondant à la formation d’au moins un faisceau dans une direction correspondante à la position relative déterminée ;
o transmettre des données au récepteur au moyen de l’au moins un faisceau.
Selon un mode de réalisation, l’émetteur comprend en outre au moins une caméra et/ou un appareil photo de sorte que la détermination d’une position spatiale relative est réalisée au moyen d’images obtenues par l’au moins une caméra et/ou un appareil photo.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 illustre un émetteur et un récepteur selon l’invention;
la figure 2 illustre un précodeur de l’émetteur selon l’invention ;
la figure 3 illustre des images capturées selon l’invention ;
la figure 4 illustre un ordinogramme représentant le procédé selon l’invention.
Dans l’exemple de la figure 1 l’émetteur 1.2 est fixe et comprend un module de communication (COMtrans) 1.3, un processeur (PROCtrans) 1.4, une mémoire (MEMOtrans) 1.5 et des dispositifs de capture d’images (dispositif de capture d’images 1,
1.61 et dispositif de capture d’images 2, 1.62). La mémoire 1.5 comprend une mémoire non volatile sur laquelle est stocké le programme informatique et une mémoire volatile sur laquelle sont stocké les paramètres pour la mise en œuvre de l’invention, comme la position spatiale relative du récepteur, les images capturées, l’association des n-uplets de zones d’image avec des positions relatives, les coordonnées spatiales du récepteur, la position des dispositifs de capture d’images relativement à l’émetteur, la définition des zones d’images et des repères spatiaux respectivement associés aux dispositifs de capture, les matrices de précodage et puissance associées aux positions relatives, la forme et/ou la couleur et/ou les paramètres du signal lumineux correspondant au récepteur. Le processeur 1.4 est notamment configuré pour contrôler les dispositifs de capture d’images 1.61 et 1.62, pour déterminer la position spatiale relative du récepteur 1.1 par rapport à l’émetteur 1.2 à partir des images capturées par les dispositifs de capture d’images 1.6 et pour déterminer la configuration optimale du précodeur de l’émetteur 1.2. Le processeur 1.4 peut également être adapté pour configurer le précodeur conformément à la configuration optimale qu’il a déterminée. Il est également possible de transférer la configuration optimale déterminée à un module tiers qui est en charge de la configuration du précodeur. Dans l’exemple, le précodeur fait partie intégrante du module de communication 1.3 qui sera détaillé par la suite. Une fois le précodeur configuré, le module de communication 1.3 peut émettre via ses Ntx antennes un signal radio dont l’énergie est concentrée dans la direction du récepteur 1.1, ce signal est représenté par un faisceau directionnel 1.7.
Dans l’exemple de la figure 1 le récepteur 1.1 est un terminal mobile et comprend un module de communication (COM receiv) 1.8, un processeur (PROC receiv) 1.9, une mémoire (MEMO receiv) 1.10 et un émetteur de lumière 1.11. La mémoire 1.10 comprend une mémoire non volatile sur laquelle est stocké le programme informatique et une mémoire volatile sur laquelle sont stockés les paramètres pour la mise en œuvre de l’invention, comme la fréquence ou longueur d’onde de la lumière émise par l’émetteur de lumière 1.11. Le processeur 1.9 est configuré pour contrôler l’émetteur de lumière 1.11. Le processeur 1.9 peut également être configuré pour contrôler le module de communication 1.8 afin de recevoir et décoder le signal radio 1.7.
Le récepteur 1.1 représenté dans l’exemple de la figure 1 par un terminal mobile peut être plus généralement tout récepteur de radio communication fixe ou mobile. Le récepteur peut être intégré à un système plus grand par exemple un drone, un véhicule automobile. L’émetteur 1.2 peut être une station de base fixe ou mobile, permettant de desservir un ou plusieurs terminaux 1.1, il peut également s’agir d’un terminal mobile ou de tout autre émetteur portatif. L’émetteur peut également être intégré dans un système plus grand comme un drone, un véhicule automobile, un ballon stratosphérique ou encore un satellite. L’émetteur peut également être un récepteur selon l’invention, c’est-à-dire qu’un émetteur tiers émettrait un signal sous forme de faisceaux en direction de l’émetteur qui à son tour émettrait un signal sous forme de faisceaux en direction du récepteur. L’émetteur peut ainsi servir d’antenne-relais.
La figure 2 illustre plus en détail un module de communication 1.3 comprenant un précodeur 2.1 configuré selon l’invention. Le module de communication comprend un précodeur 2.1 et des modules OFDM 2.2 correspondant chacun à un port d’antenne ou plus simplement à une antenne 2.4.
Le précodeur 2.1 applique un déphasage de pour le signal à transmettre 2.3 via l’antenne de rang k. Dans l’exemple de la figure 2 le déphasage appliqué est un déphasage complexe de valeur où ω est une valeur complexe unitaire. En faisant varier le déphasage appliqué on fait varier l’orientation du faisceau dans le plan perpendiculaire aux antennes.
Dans l’exemple, les antennes sont disposées alignées sur un axe ce qui permet d’orienter le faisceau uniquement dans un plan, d’autres dispositions d’antennes, notamment disposées selon une grille permettent d’orienter le faisceau en trois dimensions. Les déphasages appliqués sont alors définis par 2 valeurs complexes ω et p toutes deux unitaires. Ainsi, le déphasage peut être exprimé sous la forme de ωκρι avec (k ;1) la coordonnée d’une des antennes sur la grille.
Le module de communication 1.3 décrit à la figure 2 est un exemple simplifié d’un dispositif permettant d’utiliser les techniques ΜΙΜΟ. En effet, dans l’exemple de la figure 2 le module ne produit qu’un seul faisceau 1.7 puisque le précodeur 2.1 ne fait que transmettre à chaque module OFDM 2.2 correspondant à une des antennes de l’émetteur 2.4 un même signal 2.3 plus ou moins déphasé. De même, un autre procédé de codage que l’OFDM pourrait être utilisé, par exemple le FBMC (Filter Bank Multi-Carrier) ou toute autre forme d’onde permettant de créer des faisceaux directionnels dans l’espace. La personne du métier pourra sans difficulté implémenter l’invention dans un contexte de ΜΙΜΟ plus générale, où par exemple plusieurs faisceaux sont formés selon la technique du Grid of Beams (GoB).
La figure 3 représente des images capturées respectivement par le dispositif de capture d’images 1, 1.61 et le dispositif de capture d’images 2, 1.62. Un repère spatial (Υχ; Zi) associé au dispositif de capture 1, 1.61 et un repère spatial (X2; Z2) associé au dispositif de capture 2, 1.62 sont représentés sur les images ainsi qu’une grille représentant le découpage en zones d’images.
Ainsi, sur l’image capturée par le dispositif de capture d’images 1, ci-après appelé image 1, le récepteur est présent dans la zone d’image de coordonnées spatiales (Υχ; Ζχ) = (2; 4), sur l’image capturée par le dispositif de capture d’images 2, ci-après appelé image 2, le récepteur est présent dans la zone d’image de coordonnées spatiales (X2; Z2) = (9; 6). Le récepteur est ici représenté par un rond noir.
Le découpage en zones peut être très fin jusqu’au pixel. Dans ce cas pour chacune des images les coordonnées spatiales peuvent être obtenues en prenant par exemple le « centre de gravité » de la projection du récepteur dans cette image. Des techniques équivalentes peuvent être obtenues lorsque le récepteur couvre plusieurs zones d’images.
Les deux dispositifs de capture d’images 1.61 et 1.62 étant différents (c’est-à-dire qu’ils ne sont pas positionnés au même endroit et ont donc une vue différente du récepteur) il est possible de déterminer un positionnement spatial en trois dimensions du récepteur. Pour obtenir une position spatiale relative précise, les deux dispositifs de capture d’images 1.61 et
1.62 pourront être éloignés l’un de l’autre.
Par ailleurs, l’émetteur connaît la position des deux dispositifs de capture d’images 1.61 et 1.62 relativement à lui. La connaissance de ces deux positions relatives résulte du fait que celles-ci soient préalablement définies et fixes ou encore que les deux dispositifs de capture transmettent leur position relative à l’émetteur. L’émetteur peut comprendre les dispositifs de capture d’images.
Pour pouvoir déterminer la position spatiale relative du récepteur, chaque quadruplet (Υχ; Ζχ ; X2; Z2) est associé à une position spatiale relative, c’est-à-dire que chaque paire de zones d’images est associée à une position spatiale relative. Ces associations peuvent être prédéterminées sur la base des positions relatives des dispositifs préalablement définies ou peuvent être calculées lorsque les deux dispositifs de capture transmettent leur position relative à l’émetteur. Il est à noter que les coordonnées spatiales formant un quadruplet représentent les positions du récepteur respectives dans chacun des repères à un même moment temporel.
La position spatiale relative peut être exprimée de plusieurs manières. Ainsi, elle peut s’exprimer en coordonnées polaires. Avec pour coordonnées (r ; θ ; φ) = (0 ; θ ; φ) les antennes de l’émetteur. Ainsi, pour tout 4-uplet de coordonnées ou toute paire de zones spatiales est associés des coordonnées polaires (r ; θ ; φ). Dans ce cas, la position spatiale relative indique à la fois une direction dans laquelle se trouve le récepteur et la distance de celui-ci à l’émetteur. Cela permet de configurer le précodeur pour obtenir une direction du faisceau et la puissance de celui-ci.
La position spatiale relative peut par exemple être exprimée uniquement suivant (θ ; φ). Dans ce cas, la position spatiale relative n’indique alors que la direction dans laquelle se trouve le récepteur, ce qui permet de configurer le précodeur 2.1 pour obtenir un faisceau dans une direction, mais ne permet pas d’adapter sa puissance. Cette détermination de la position spatiale peut être réalisée au moyen d’un unique dispositif de capture d’image.
La position spatiale relative peut ne pas être exprimée concrètement, mais seulement représentée par une configuration du précodeur 2.1 pertinente, configuration qui peut être représentée par une matrice de précodage.
Dans l’exemple des figures 1 et 3, seuls deux dispositifs de capture d’images 1.61 et 1.62 sont représentés, mais il est possible de prévoir un nombre différent de dispositifs de capture et donc d’obtenir la position spatiale relative du récepteur par rapport à l’émetteur sur la base d’un nombre différent d’images capturées. Les dispositifs de capture d’images 1.61 et
1.62 peuvent être des caméras et/ou des appareils photo.
Pour pouvoir déterminer dans quelle zone de chaque image se situe le récepteur et ainsi déterminer les coordonnées dans les différents repères, il est nécessaire d’identifier le récepteur sur les images capturées. Pour réaliser cette identification, plusieurs techniques sont présentées de manière non limitative.
Il est possible d’identifier le récepteur 1.1 par sa forme ou sa couleur, ces techniques sont bien connues de l’Homme du métier. Par exemple, des techniques d’apprentissage supervisé avec des outils tels que Computer Vision System Toolbox de Matlab peuvent être utilisées.
Il est possible d’identifier la forme du récepteur par des techniques d’apprentissage supervisé (supervised leaming en anglais) mettant en œuvre une étape préalable d’apprentissage sur un ensemble d’images représentant des objets similaires à celui que l’émetteur doit identifier à savoir le récepteur (par exemple un drone).
Il est possible d’identifier le récepteur en utilisant un signe distinctif placé dessus, par exemple en reconnaissant un mot écrit sur le récepteur ce qui peut être pertinent lorsqu’il s’agit d’identifier un récepteur incorporé à une voiture, le signe distinctif pouvant alors être la plaque d’immatriculation de la voiture.
Il est également possible de prévoir sur le récepteur un émetteur de lumière 1.11 qui envoie un signal lumineux de longueur d’onde spécifique. Ainsi, lorsque le processeur 1.4 de l’émetteur 1.2 analyse les images capturées pour lesquelles apparaît le signal lumineux il lui est alors aisé de détecter et d’identifier ce signal. De plus, il est possible de distinguer deux récepteurs mettant en œuvre l’invention au moyen par exemple de l’emploi de lumières de longueurs d’onde différentes en fonction des récepteurs. Il est également possible de distinguer deux récepteurs par l’emploi de lumières clignotantes à des fréquences spécifiques, par exemple si plusieurs images sont prises successivement par chaque dispositif de capture d’images.
Dans le cadre de récepteur susceptible de bouger au cours de la transmission, l’identification peut comprendre une phase d’identification initiale comme précédemment décrit et une phase de suivi.
La phase de suivi peut être réalisée au moyen de technique dite de soustraction de l’objet mouvant à partir du fond ou plus simplement dit de soustraction du fond. Il s’agit de comparer les images capturées avec une image dite de fond, c’est-à-dire une image sans le récepteur. Cette méthode est particulièrement adaptée lorsque l’émetteur est fixe.
La phase de suivi peut également être réalisée en utilisant les techniques utilisées pour l’identification initiale, par exemple la détection et l’identification du signal lumineux.
Les techniques peuvent être combinées par exemple pour identifier une voiture on peut utiliser la reconnaissance d’un signe distinctif comme précisé ci-dessus puis la reconnaissance de forme pour pouvoir cibler une partie de la voiture par exemple la partie avant où est susceptible de se situer le ou les antennes du récepteur ou encore pour suivre le déplacement du véhicule.
La figure 4 représente un organigramme d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
A l’étape SI, l’émetteur 1.2 et le récepteur 1.1 sont paramétrés.
Ainsi, les paramètres relatifs à l’émetteur de lumière 1.11 sont définis et stockés dans la mémoire 1.10 du récepteur 1.1. Par exemple, la longueur d’onde d’émission du signal lumineux ou encore la fréquence de clignotement du signal lumineux.
De même, sont définis et stockés dans la mémoire 1.5 de l’émetteur les paramètres de type :
- définition des zones d’images et des repères spatiaux respectivement associés aux dispositifs de capture ;
- l’association des n-uplets de zones d’images ou de pixels avec des positions relatives ;
- matrices de précodage et puissance associées aux positions relatives ;
- positions des dispositifs de capture d’images relativement à l’émetteur ;
- forme et/ou couleur et/ou paramètres du signal lumineux correspondant au récepteur.
A l’étape S2, le processeur 1.4 contrôle les dispositifs de capture d’images 1.61 et
1.62 pour capturer des images du récepteur. En parallèle, le processeur 1.9 contrôle l’émetteur de lumière 1.11 pour qu’il émette un signal lumineux d’une longueur d’onde et d’une fréquence de clignotement conforme aux paramètres définis à l’étape SI.
A l’étape S3, le processeur 1.4 identifie le récepteur 1.1 sur les différentes images, cette identification peut être réalisée sur la base de la forme ou/et de la couleur du récepteur ou du système qui incorpore le récepteur. Il est également possible en complément ou en alternative de la forme et de la couleur de détecter la présence du signal lumineux émis par le récepteur 1.1 sur les images capturées. Cette étape S3 est une étape d’identification initiale qui n’est pas nécessairement mise en œuvre pour toutes les images capturées.
D’autres techniques d’identification d’un objet sur une image peuvent être implémentées dans le cas de l’invention.
Une fois le récepteur identifié sur les images capturées le processeur 1.4 détermine les coordonnées spatiales du récepteur 1.1 dans chacun des repères associés aux différents dispositifs de capture 1.61 et 1.62.
Le processeur 1.4 détermine le n-uplet (ici une paire) de zones d’image correspondant aux coordonnées précédemment déterminées. Il en déduit parmi les positions relatives, la position relative du récepteur 1.1 par rapport à l’émetteur 1.2.
A l’étape S4, le processeur 1.4 configure le précodeur 2.1. Pour cela, le processeur 1.4 peut déterminer une matrice de précodage correspondant à la position relative du récepteur 1.1 par rapport à l’émetteur 1.2. C’est-à-dire une matrice correspondant à la formation d’un faisceau dans la direction correspondante à la position relative déterminée.
De même, le processeur 1.4 peut déterminer une puissance du faisceau en fonction de la distance entre le récepteur 1.1 et l’émetteur 1.2.
A l’étape S5, l’émetteur 1.2 transmet au récepteur 1.1 via le faisceau correspondant à la configuration du précodeur 2.1 des données.
Il est possible que pendant la transmission de données le récepteur 1.1 ait bougé, ainsi il est important pour conserver une bonne transmission entre l’émetteur 1.2 et le récepteur 1.1 de réactualiser la position relative du récepteur 1.1 par rapport à l’émetteur 1.2. Ainsi, l’étape S2 est réalisée à nouveau. Une fois les nouvelles images capturées il est possible d’appliquer à nouveau l’étape S3 comme précédemment décrit. Il est également possible de s’appuyer sur la position relative du récepteur 1.1 pour obtenir la nouvelle position relative du récepteur 1.1.
Il s’agit alors d’une phase de suivi S3’. H est par exemple possible de mettre en œuvre une technique de soustraction du fond comme précédemment décrit, ou tout autre technique permettant de suivre un objet préalablement identifié (étape S3). Les techniques de suivi d’objet en mouvement sur une série d’images sont bien connues, l’Homme du métier pourra ainsi opter pour d’autres techniques que celle de soustraction du fond. Il est à noter que le suivi d’objet est pertinent dans la mesure où il est souvent plus fiable et moins coûteux en calcul que l’identification initiale.
La phase de suivi S3’ (comme dans la phase d’identification initiale S3) permet de déterminer les coordonnées spatiales du récepteur 1.1 dans chacun des repères associés aux différents dispositifs de capture 1.61 et 1.62.
Le processeur 1.4 détermine ensuite le n-uplet (ici une paire) de zones d’image correspondant aux coordonnées précédemment déterminées. Il en déduit parmi les positions relatives, la position relative du récepteur 1.1 par rapport à l’émetteur 1.2.
L’étape S4 peut ensuite être réalisée puis l’étape S5.
Tant que l’émetteur 1.2 doit transmettre des données au récepteur 1.1 les étapes du procédé telles que décrites avec l’étape S3’ peuvent être réalisées. L’étape S3 peut être menée en parallèle de l’étape S3’ afin de confirmer, préciser ou encore corriger la position relative du récepteur 1.1 obtenue à l’étape S3’.
La fréquence avec laquelle les images sont capturées, le récepteur 1.1 identifié ou suivi et le précodeur 2.1 configuré dépend de la vitesse de déplacement du récepteur 1.1. Plus le récepteur est en mouvement rapide plus il sera nécessaire d’effectuer un nombre important de captures d’images et de cycle de configuration du précodeur 2.1.
Plus généralement, les étapes relatives à la détermination de la position relative du récepteur 1.1 par rapport à l’émetteur 1.2, c’est-à-dire les étapes S2, S3 et S3’ peuvent être réalisées en parallèle des étapes de configuration S4 et de transmission des données S5.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de communication dans un réseau de communication sans fil entre un émetteur et un récepteur, utilisant un schéma ΜΙΜΟ basé sur un réseau d’antennes de l’émetteur, le procédé comprend :
    - une détermination par l’émetteur d’une position spatiale relative du récepteur par rapport à l’émetteur ;
    - une configuration d’un précodeur de l’émetteur, ladite configuration correspondant à la formation d’au moins un faisceau dans une direction correspondante à la position relative déterminée ;
    - une transmission de données au récepteur au moyen de l’au moins un faisceau.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détermination de la position spatiale relative comprend en outre la détermination d’un ensemble de coordonnées spatiales.
  3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la détermination de la position relative se fait indépendamment du réseau de communication sans fil.
  4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la détermination de la position relative comprend la capture d’images de sorte que le récepteur est présent sur au moins l’une des images parmi les images capturées.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel des n-uplets de zones d’images sont respectivement préalablement associés avec des positions relatives par rapport à l’émetteur.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la détermination de la position relative est obtenue en :
    - identifiant le récepteur sur les images capturées ;
    - déterminant un n-uplet de zones d’images parmi les n-uplets de zones d’images, de sorte que le récepteur identifié est présent dans des zones des images capturées correspondant aux n zones d’images du n-uplet de zones d’images.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l’identification du récepteur sur les images capturées est réalisée en fonction d’un critère de forme et/ou de couleur.
  8. 8. Procédé selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel l’identification du récepteur sur les images capturées comprend en outre l’émission par le récepteur d’un signal lumineux et la détection du signal lumineux sur les images capturées.
  9. 9. Procédé selon l’une des revendications 4 à 8, dans lequel la capture d’images est réalisée au moyen d’une caméra ou d’un appareil photo.
  10. 10. Procédé selon l’une des revendications 4 à 8, dans lequel la capture d’images est réalisée au moyen d’une pluralité de caméras et/ou d’appareils photo.
  11. 11. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la détermination de la position relative comprend en outre une détermination de la distance entre l’émetteur et le récepteur et une détermination d’une puissance de l’au moins un faisceau en fonction de cette distance.
  12. 12. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur.
  13. 13. Émetteur apte à communiquer avec un récepteur via un réseau de communication sans fil, l’émetteur comprend :
    - un réseau d’antennes agencé pour communiquer avec le récepteur sur la base d’un schéma ΜΙΜΟ ;
    - un processeur ; et
    - une mémoire stockant des instructions, de sorte que lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur, elles configurent l'émetteur pour: o déterminer une position spatiale relative du récepteur par rapport à l’émetteur ;
    o configurer un précodeur de l’émetteur, ladite configuration correspondant à la formation d’au moins un faisceau dans une direction correspondante à la position relative déterminée ;
    o transmettre des données au récepteur au moyen de l’au moins un faisceau.
  14. 14. Émetteur selon la revendication 13 comprenant en outre au moins une caméra et/ou un appareil photo de sorte que la détermination d’une position spatiale relative est réalisée au moyen d’images obtenues par l’au moins une caméra et/ou un appareil photo.
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