Brevet FR2842372A1 — publié le 20040116

Répéteur de communication radio L'invention concerne un répéteur de communication radio et plus précisément pour communication en intérieur. Les répéteurs de communication radio servent à amplifier le signal afin d'augmenter la portée d'un émetteur. Il est connu d'utiliser des répéteurs pour les signaux de radiodiffusion. Une antenne réception pointée sur un émetteur reçoit le signal qui est amplifié puis émit à l'aide d'une autre antenne dont le rayonnement ne couvre pas l'antenne de réception. Dans certains cas, le signal diffusé provient d'un satellite et est transposé dans une autre bande de fréquences pour être diffusé dans une bande de fréquences plus restreinte. Pour les communications en intérieur, il est connu d'utiliser des 15 bandes de fréquences situées aux alentours de 2,4 GHz et aux alentours de GHz destinées à des réseaux domestiques sans fil. Or, ces fréquences radio se propagent difficilement, voire pas du tout, à travers les murs et les plafonds. De tels systèmes couvrent difficilement les grandes maisons qui ont plusieurs niveaux et un grand nombre de murs intérieurs. Une idée est d'utiliser un ou plusieurs répéteur afin de palier aux problèmes de propagation liés à l'environnement intérieur et aux fréquences utilisées. Cependant, les réseaux domestiques sont des réseaux bidirectionnels qui doivent permettre de répéter des signaux provenant de différents emplacements dans de multiples directions. Par ailleurs, ces 25 signaux sont fortement réfléchies par les obstacles, ce qui créent des interférences avec les signaux transmis. Actuellement, il n'existe pas de répéteur adapté pour les transmissions en intérieur qui permette de s'affranchir des échos. L'invention propose un répéteur adapté aux transmissions en intérieur. Afin de s'affranchir de la multi-directionnalité des antennes, la bande de fréquences utile est séparée en deux bandes de fréquences et le répéteur amplifie les signaux de l'une des bandes et les transpose dans l'autre bande. Le croisement des bandes de fréquences permet d'éviter de créer des interférences importantes sur le signal à amplifier. Ainsi, l'invention est répéteur de communication radio qui comporte un premier chemin pour recevoir des signaux dans une première bande de fréquence, pour transposer les signaux reçus dans une deuxième bande de fréquences et pour émettre dans la deuxième bande de fréquence, et un deuxième chemin pour recevoir des signaux dans la deuxième bande de fréquence, pour transposer les signaux reçus dans la première bande de fréquences et pour émettre dans la première bande de fréquence. Selon un mode de réalisation préféré, le répéteur comporte un circuit de gestion pour rendre l'émission du premier chemin inactive si le deuxième chemin reçoit des signaux en premier et pour rendre l'émission du deuxième chemin inactive si le premier chemin reçoit des signaux en 10 premier. Le circuit de gestion neutralise les moyens d'émission des premier et deuxième chemin lorsque aucun signal n'est reçu par les premier et deuxième chemin. La neutralisation des moyens d'émission des premier et deuxième chemins se fait en coupant l'alimentation d'amplificateurs. L'invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 représente les chemins des signaux transposés et amplifiés par le répéteur selon l'invention, et la figure 2 représente un circuit de gestion des chemins de la figure 1. Dans la description qui va suivre, on considère que la bande de transmission est comprise entre 5,15 et 5,825 GHz et est divisé en une 25 première bande de fréquence, par exemple comprise entre 5,15 et 5,35 GHz pour l'Europe et les Etats Unis, et une deuxième bande de fréquence, par exemple comprise entre 5,5 et 5,7 GHz. La figure 1 représente un répéteur disposant de deux chemins de signaux. Le premier chemin de signaux comporte une première antenne de 30 réception ARx1 connectées à un premier filtre 10 pour recevoir et transformer en signal électrique des signaux situé dans la première bande de fréquence, le premier filtre 10 étant un filtre passe-bande de bande passante correspondant à la première bande de fréquence. Un premier amplificateur 11 amplifie le signal provenant du premier filtre 10 et le fournit 35 à un premier mélangeur 12. Le premier mélangeur 12 mélange le signal provenant du premier amplificateur 11 avec un signal, par exemple de fréquence 4,15 GHz, provenant d'un premier oscillateur local OSC1. Un deuxième filtre 13 sélectionne en sortie du premier mélangeur 12 les signaux transposés correspondant à une bande intermédiaire par exemple comprise entre 1 et 1,2 GHz, le deuxième filtre 13 étant un filtre passe- bande de bande passante correspondant à la bande intermédiaire. Un deuxième mélangeur 14 mélange les signaux provenant du deuxième filtre 13 avec un signal, par exemple de fréquence 4,5 GHz, provenant d'un deuxième oscillateur local OSC2. Un troisième filtre 15 sélectionne en sortie du deuxième mélangeur 14 les signaux correspondant à la deuxième bande de fréquence, le troisième filtre 15 étant un filtre passe-bande de bande 10 passante correspondant à la deuxième bande de fréquence. Un deuxième amplificateur 16 amplifie les signaux provenant du troisième filtre 15 et les fournit à une première antenne d'émission ATx2. Le deuxième chemin de signaux comporte une deuxième antenne de réception ARx2 connectées à un quatrième filtre 20 pour recevoir et 15 transformer en signal électrique des signaux situé dans la deuxième bande de fréquence, le quatrième filtre 20 étant un filtre passe-bande de bande passante correspondant à la deuxième bande de fréquence. Un troisième amplificateur 21 amplifie le signal provenant du quatrième filtre 20 et le fournit à un troisième mélangeur 22. Le troisième mélangeur 22 mélange le 20 signal provenant du troisième amplificateur 21 avec le signal provenant du deuxième oscillateur local OSC2. Un cinquième filtre 23 sélectionne en sortie du troisième mélangeur 22 les signaux correspondant à la bande intermédiaire, le cinquième filtre 23 étant un filtre passe- bande de bande passante correspondant à la bande intermédiaire. Un quatrième mélangeur 25 24 mélange les signaux provenant du cinquième filtre 23 avec le signal provenant du premier oscillateur local OSC1. Un sixième filtre 25 sélectionne en sortie du quatrième mélangeur 24 les signaux correspondant à la première bande de fréquence, le cinquième filtre 25 étant un filtre passebande de bande passante correspondant à la première bande de fréquence. Un quatrième amplificateur 26 amplifie les signaux provenant du sixième filtre 25 et les fournit à une deuxième antenne d'émission ATxl. Il est possible d'avoir différentes variantes des chemins de signaux, l'important étant d'une part que l'on transpose la première bande de fréquences dans la deuxième bande de fréquences tout en réalisant une 35 amplification des signaux, et d'autre part que l'on transpose la deuxième bande de fréquences dans la première bande de fréquences tout en réalisant une amplification des signaux. L'utilisation d'une bande de fréquences intermédiaire permet de relâcher les contraintes qui existeraient si l'on faisait une unique transposition pour passer de la première bande de fréquences à la deuxième bande de fréquences et inversement. L'utilisation d'une unique bande intermédiaire pour les deux chemins permet d'utiliser les mêmes oscillateurs pour les deux chemins, ce qui réduit les cots. L'utilisation de deux amplificateurs par chemin de signaux permet d'utiliser des amplificateurs de moindre cot et de répartir l'amplification afin de réduire le facteur de bruit en réception (amplificateurs 11 et 21) tout en 10 bénéficiant d'une puissance émise suffisante (amplificateur 16 et 26). Il est toutefois possible d'utiliser un unique amplificateur. Egalement, l'exemple décrit un système utilisant quatre antennes, deux pour la réception ARxl et ARx2 et deux pour l'émission ATxl et ATx2, mais il est possible de réduire ce nombre d'antennes à deux, l'une fonctionnant dans la première bande de fréquences en émission et en réception et l'autre fonctionnant dans la deuxième bande de fréquences en émission et en réception. Il est même possible d'utiliser une unique antenne, mais cela augmente les contraintes de filtrage pour séparer les première et deuxième bandes de fréquences au niveau des premier et quatrième filtres 10et20. Tel que représenté sur la figure 1, il existe un couplage entre les antennes fonctionnant dans les mêmes bandes de fréquences (couplage très important lorsqu'une même antenne est utilisée pour l'émission et la réception). Une première solution consiste à utiliser sur chaque chemin un 25 filtre adaptatif, par exemple à la place des filtres 10 et 20, pour supprimer d'une part le signal amplifié par l'autre chemin mais aussi tous les échos qui résultent des signaux émis par l'autre chemin. Une telle solution est relativement complexe à mettre en oeuvre. Si l'on se place dans le cadre d'un système de transmission en 30 intérieur fonctionnant selon le standard Hiperlan2 ou IEEE802.1 la, il n'est pas nécessaire d'avoir un système de type full-duplex. Ainsi, il est proposé, préférentiellement, de neutraliser un chemin de signaux dès qu'un signal est détecté sur l'autre chemin de signaux. Pour cela, un circuit de gestion récupère les signaux Ml sortant 35 du deuxième filtre 13 et les signaux M2 sortant du cinquième filtre 23. A partir des signaux Ml et M2, le circuit de gestion élabore des signaux de commande Cl et C2 qui commandent l'alimentation respectivement du quatrième amplificateur 26 et du deuxième amplificateur 16. Dès qu'un signal est détecté sur un des chemins, l'amplificateur de l'autre chemin est mis hors service. Afin d'éviter des états instables, liés à un temps de réponse du circuit de gestion ou à une amplification de bruit, il est préférable que le circuit de gestion coupe l'alimentation des deuxième et quatrième amplificateurs 16 et 26 lorsque aucun signal n'est détecté en entrée. La figure 2 montre un exemple de réalisation d'un circuit de gestion selon l'invention. Le circuit de gestion comporte un premier et un deuxième moyens de seuillage 30 et 31 recevant respectivement les signaux Ml et M2 et fournissant respectivement les signaux binaires Ml' et M2' représentatif de l'état des signaux Ml et M2 part rapport à un seuil. Chaque moyen de seuillage 30 ou 31 est par exemple constitué d'un circuit mesurant la puissance moyenne des signaux Ml ou M2 dans la bande intermédiaire et d'une bascule de Schmitt qui fournit un signal logique Ml' ou M2' représentatif de la puissance moyenne par rapport à un seuil prédéterminé. Le signal logique Ml' (respectivement M2') est à un niveau logique " 0 " lorsque les signaux MI (respectivement M2) sont en dessous du seuil et à 20 un niveau logique " 1 " lorsque les signaux Ml (respectivement M2) sont audessus du seuil. Des portes logiques 32 à 35 réalise une bascule asynchrone qui correspond à la table de vérité ci-dessous: no ligne] M'1 M2'I C1(t) C2(t) C[C1(t+6t) C2(t+6t) 1 X O X X O O 2 0 1 O X 1 0 3 0 1 X 0 1 0 4 0 1 1 1 O 0 1 0 0 X 0 1 6 1 0 X 0 L 1 7 1 0 1 1 0 8 1 1 0 0 1 1 9 1 1 O 1 O 1 1 1 1 0 1 0 11 1 1 1 1 O O Dans cette table, Cl (t) et C2(t) correspondent respectivement à l'état des signaux de commande CI et C2 avant une commutation des portes logiques 32 à 35; Cl (t+ft) et C2(t+8t) correspondent respectivement à l'état des signaux de commande Cl et C2 résultant de la commutation des portes logiques 32 à 35. Le niveau " 0 " d'un signal de commande CI ou C2 correspond à la coupure d'alimentation de l'amplificateur 26 ou 16 qu'il commande. Le niveau " 1 " d'un signal de commande Cl ou C2 correspond à la mise sous tension de l'amplificateur 26 ou 16 commandé par ledit signal. La ligne 1 correspond au cas ou aucun des chemins ne reçoit de 10 signaux. Les lignes 2, 3, 5 et 6 correspondent au cas ou un seul chemin reçoit des signaux. Les lignes 9 et 10 correspondent à la réception de signaux par les deux chemins alors qu'un amplificateur était déjà activé, ce qui arrive dès lors que l'on amplifie le signal après l'avoir transposé dans l'autre bande. Les lignes 8 et 11 correspondent à un fonctionnement anormal ayant une faible probabilité de se produire. La ligne 8 correspond aux cas peu probables o les deux chemins reçoivent simultanément des signaux en entrée provenant de deux sources différentes, ce qui conduit à l'activation simultanée des amplificateurs des deux chemins. La ligne 11 correspond à 20 un état suivant l'état de la ligne 8 qui coupe les deux amplificateurs. Une oscillation entre les états des lignes 8 et 11 se produit alors tant que des signaux sont reçus simultanément par les deux chemins. Les lignes 4 et 7 correspondent à des états qui ne peuvent se produire que si l'on était précédemment dans l'état de la ligne 8 et que l'une 25 des sources extérieures cesse d'émettre. L'état suivant correspond ensuite à l'état d'une des lignes 2, 3, 5 ou 6. Si l'on considère que la probabilité d'obtention de l'état de la ligne 8 n'est pas négligeable, il est préférable de supprimer le fonctionnement anormal. Afin d'éviter que l'état de la ligne 8 se mette à osciller avec l'état de 30 la ligne 11, il suffit de dimensionner l'une des portes 32 à 35 de sorte qu'elle ait un temps de commutation plus lent que les autres afin de passer soit dans l'état de la ligne 9, soit dans l'état de la ligne 10. Une autre solution consiste à introduire à la sortie d'une porte un circuit de retard 40 dont la durée 8t est au moins égale au temps de 35 commutation des portes logiques 32 à 35. Tel que positionné sur la figure 2, le circuit de retard 40 introduit une ligne supplémentaire sur la table de vérité: n0 ligne |M' | M2' Cl (t) | C2(t) l Cl (t+ôt) | C2(t+ât) | 8' || 1T| 1 o I 1 o La ligne 8' se produisant avant la ligne 8 et le retard 8t étant au moins égal au temps de commutations des portes 32 à 35, l'état suivant correspond à celui de la ligne 10. La ligne 8 ne peut plus perturber le système, les états correspondant aux lignes 4, 7 et 11 ne plus se produire. Le circuit de gestion de la figure 2 n'est donné qu'à titre indicatif et peut être remplacé par tout autre circuit qui permet d'avoir une gestion des deux chemins de signaux tel qu'indiqué précédemment. D'autres variantes de l'invention sont possibles. Notamment, les première et deuxième bandes de fréquences peuvent être de taille beaucoup 10 plus restreintes que ce qui est précédemment indiqué. En effet, la bande de fréquences allouée en Europe comporte une première bande comprise entre , 15 et 5,35 GHz et une deuxième bande comprise entre 5,47 et 5,725 GHz ce qui correspond à une bande de 200 MHz et une bande de 255 MHz qui incluent respectivement 9 et 11 canaux de 20MHz. La bande de fréquences 15 allouée aux Etats Unis comporte une première bande comprise entre 5,15 et ,35 GHz et une deuxième bande comprise entre 5,725 et 5,825 GHz, ce qui correspond à une bande de 200 MHz et une bande de 100 MHz qui incluent respectivement 9 et 4 canaux de 20 MHz. Pour une installation domestique, un seul canal suffit largement et il est possible de réduire la bande 20 intermédiaire à un seul canal. La sélection des canaux se fait lors de l'installation des différents appareils en fonction de la localisation dans le logement. Le répéteur devra être muni de moyen permettant de sélectionner le canal utilisé comme première bande de fréquences et le canal utilisé comme deuxième bande de fréquences. Lesdits moyens de sélection agiront alors directement sur les fréquence des oscillateurs locaux OSCI et OSC2. REVENDICATIONS 1. Répéteur de communication radio caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier chemin (10 à 16) pour recevoir des signaux dans une première bande de fréquence, pour transposer les signaux reçus dans une deuxième bande de fréquences et pour émettre dans la deuxième bande de fréquence, un deuxième chemin (20 à 26) pour recevoir des signaux dans la deuxième bande de fréquence, pour transposer les signaux reçus dans la première bande de fréquences et pour émettre dans la première bande de fréquence. 2. Répéteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de gestion (30 à 35) pour rendre l'émission du premier chemin inactive si le deuxième chemin reçoit des signaux en premier et pour rendre l'émission du deuxième chemin inactive si le premier chemin reçoit des signaux en premier. 3. Répéteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de gestion comporte des moyens de seuillage (30, 31) pour comparer les signaux reçus à un seuil de réception, les signaux étant considérés reçus s'ils sont supérieur audit seuil. 4. Répéteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier chemin comporte un premier moyen de transposition (12) pour transposer les signaux de la première bande de 30 fréquences vers une bande de fréquences intermédiaire et un deuxième moyen de transposition (14) pour transposer les signaux de la bande de fréquences intermédiaire vers la deuxième bande de fréquence, en ce que le deuxième chemin comporte un premier moyen de transposition (22) pour transposer les signaux de la deuxième bande de fréquences vers la bande 35 de fréquences intermédiaire et un deuxième moyen de transposition (24) pour transposer les signaux de la bande de fréquences intermédiaire vers la première bande de fréquence, et en ce que le répéteur comporte un premier oscillateur local (OSCI) coopérant avec le premier moyen de transposition (12) du premier chemin et le deuxième moyen de transposition (24) du deuxième chemin, et un deuxième oscillateur local (OCS2) coopérant avec le deuxième moyen de transposition (14) du premier chemin et le premier moyen de transposition (22) du deuxième chemin. 5. Répéteur selon la revendication 4 lorsqu'elle dépend de la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de seuillage (30, 31) comparent les signaux (Ml, M2) dans la bande de fréquences intermédiaire. 6. Répéteur selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le circuit de gestion neutralise les moyens d'émission des premier et deuxième chemin lorsque aucun signal n'est reçu par les premier et deuxième chemin. 7. Répéteur selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la neutralisation des moyens d'émission des premier et deuxième chemins se fait en coupant l'alimentation d'amplificateurs (16, 26).