Brevet FR2859314A1 — publié le 20050304

Emetteur-récepteur à diversité d'antennes L'invention se rapporte à un émetteur-récepteur à diversité d'antenne. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à la sélection d'antenne d'émission pour un émetteur-récepteur disposant de plusieurs antennes d'émission et de plusieurs antennes de réception. Parmi les systèmes de communication sans fil, il est connu des systèmes de communication fonctionnant à l'intérieur de bâtiments. Les standards Hiperlan2 et IEEE802.11 a définissent des systèmes de communication fonctionnant dans des bandes de fréquences situées au alentour de 5 GHz. Pour augmenter la résistance au bruit et aux échos de ces systèmes de transmission, il est connu de faire de la diversité d'antennes. La diversité d'antennes consiste à multiplier les antennes et donc les chemins de transmission des ondes de sorte que les antennes ne sont pas soumises aux mêmes contraintes d'écho. Il est largement connu de faire de la diversité d'antenne en réception en comparant les signaux reçus des différentes antennes. En émission, le problème est différent. Il n'est pas possible de comparer à l'émission le signal reçu par un récepteur distant. L'invention propose de faire de la diversité d'antenne à l'émission en se basant sur les caractéristiques de réception d'antennes associées aux antennes d'émission. L'invention est un dispositif d'émission/réception comportant au moins deux antennes de réception et des moyens permettant d'évaluer la qualité de réception sur chacune des antennes, au moins deux antennes d'émission distinctes des antennes de réception, chaque antenne d'émission étant associée à au moins une antenne de réception, et des moyens de sélection d'antenne d'émission qui sélectionnent l'antenne d'émission à utiliser. L'antenne d'émission sélectionnée est celle qui est associée à l'antenne de réception qui correspond à la meilleure réception. Préférentiellement, chaque antenne d'émission est associée à un groupe d'au moins deux antennes de réception. Chaque antenne d'émission est associée à une ou des antennes de réception qui couvrent des zones de rayonnement similaires. Les antennes d'émission peuvent être disposées sur des cotés opposée d'un appareil incluant ledit dispositif. Au moins une antenne d'émission et ses antennes de réception associées peuvent être séparées des autres antennes par un mur. 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 un premier mode de réalisation d'un émetteur/récepteur à diversité d'antennes selon l'invention, la figure 2 représente un exemple de positionnement des antennes du dispositif de la figure 1, la figure 3 représente un deuxième mode de réalisation d'un émetteur/récepteur à diversité d'antennes selon l'invention, les figures 4 et 5 représentent des appareils incluant le dispositif de la figure 3. La figure 1 représente un premier mode de réalisation qui comporte une première antenne de réception 1, une deuxième antenne de réception 2, une première antenne d'émission 3 et une deuxième antenne d'émission 4. Les première et deuxième antennes de réception 1 et 2 sont reliées à un circuit de démodulation et de décodage 5 par l'intermédiaire d'un commutateur de réception 6. Un circuit d'évaluation et de sélection 7 est relié au circuit de démodulation et de décodage 5 pour évaluer la qualité de réception d'une antenne de réception sélectionnée et pour positionner le commutateur de réception 6 sur l'antenne de réception 1 ou 2 qui correspond au meilleur chemin de réception. Pour plus de détails sur la réalisation du circuit d'évaluation et de la sélection du chemin de réception, l'homme du métier peut, par exemple, se reporter à la demande internationale de brevet WO-A-03/049323. Un circuit de codage et de modulation 8 est relié aux première et deuxième antenne d'émission 3 et 4 par l'intermédiaire d'un commutateur d'émission 9. Un circuit de traitement de données 10 reçoit des données du circuit démodulation et décodage 5 et fournit des données au circuit de codage et modulation 8. Le circuit de traitement de données 10 sert à mettre en forme les données suivant un protocole de communication, par exemple IEEE802.11a, et à fournir et/ou recevoir des données à un dispositif utilisateur (non représenté). Le dispositif utilisateur peut- être un ordinateur personnel, un téléviseur, un lecteur de disques DVD, un décodeur satellite ou tout autre appareil relié à un réseau de communication par l'intermédiaire d'une liaison sans fil. Le commutateur d'émission 9 est un simple commutateur qui utilise la même commande que le commutateur réception 6. Dans cet exemple de réalisation la première antenne d'émission 3 est associée à la première antenne de réception 1; et la deuxième antenne d'émission 4 est associée à la deuxième antenne de réception 2. pour que l'association des antennes de réception et d'émission ait un intérêt, il convient de placer les antennes associées à proximité les unes des autres de sorte que le comportement radioélectrique de l'antenne d'émission soit plus proche de l'antenne de réception associée que de l'antenne de réception qui ne lui est pas associée. La figure 2 illustre un exemple de mise en oeuvre des antennes du dispositif de la figure 1 dans un appareil incluant un dispositif utilisateur 11. Dans cet exemple, les antennes d'émission 3 et 4 et de réception 1 et 2 sont des antennes ayant un diagramme de rayonnement directionnel. Les antennes d'émission et de réception 1 et 3 (respectivement 2 et 4) qui sont associée entre elles sont positionnées de sorte que leur diagramme de rayonnement se recoupe. La ligne 12 montre la limite de la zone de rayonnement de la première antenne de réception 1. La première antenne d'émission 3 est situé dans la zone de rayonnement de la première antenne de réception 1 et est délimitée par la ligne 13. La zone de rayonnement de la première antenne d'émission 3 est comprise dans la zone de rayonnement de la première antenne de réception 1 ce qui fait que si la première antenne de réception 1 correspond à la meilleure antenne de réception pour un émetteurlrécepteur distant donné alors la première antenne d'émission est aussi la meilleure antenne pour l'émission. Ceci est d'autant plus vrai que les zones de rayonnement des deuxièmes antennes de réception 2 et d'émission 4 délimités par les courbes 14 et 15 ne chevauche pas les zones de rayonnement des premières antennes 1 et 3. L'isolation entre une antenne d'émission 3 (resp. 4) et l'antenne de réception 1 (resp.2) associée est assurée par la directivité de l'antenne d'émission 3 (resp. 4) qui ne rayonne pas en direction de l'antenne de réception 1 (resp.2). La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation d'un dispositif émetteur récepteur selon l'invention. Pour ce mode de réalisation, les mêmes références sont utilisées pour les mêmes éléments précédemment décrits avec la figure 1. Ce deuxième mode de réalisation diffère principalement par l'ajout d'une troisième antenne de réception 16 associée à la première antenne d'émission 3 et l'ajout d'une quatrième antenne de réception 17 associée à la deuxième antenne d'émission 4. Les première à quatrième antennes de réception 1, 2, 16 et 17 sont reliées au circuit de démodulation et de décodage 5 par l'intermédiaire d'un commutateur de réception 6' choisissant une entrée parmi quatre. Le circuit d'évaluation et de sélection 7' évalue les quatre chemins de réception possibles et choisit le meilleur. Le circuit d'évaluation et de sélection 7' dispose d'une sortie de commande reliée au commutateur d'émission 9 afin de sélectionner l'antenne d'émission 3 ou 4 qui est associée à l'antenne de réception 1, 2, 16 ou 17 qui lui est associée. L'utilisation d'un nombre d'antenne de réception supérieur au nombre d'antenne d'émission est particulièrement avantageuse lorsque les antennes ne peuvent être placées dans les mêmes conditions. Un intérêt de la diversité d'antennes en réception est d'espacer des antennes de réception omnidirectionnelles d'une distance de l'ordre de la longueur d'onde des signaux transmis ou permet d'utiliser des antennes de réception directionnelles couvrant différents secteurs. Une telle diversité peut ne pas suffire quand la position physique des antennes ne permet pas de couvrir toutes les directions. On a recours alors à une multiplication des antennes. Pour l'émission, une antenne omnidirectionnelle peut suffire si le récepteur pour lequel est destiné le message utilise également de la diversité d'antennes en réception. Cependant, suivant la position de l'antenne d'émission, un obstacle physique peut faire que l'émission ne soit pas réellement omnidirectionnelle. La figure 4 illustre un dispositif utilisateur 21 qui est, par exemple, un décodeur satellite et qui inclut le dispositif émetteur-récepteur de la figure 3. Un premier groupe d'antennes 18, comportant la première et la troisième antennes de réception 1 et 16 et la première antenne d'émission 3, est placé sur un coté du boîtier du dispositif utilisateur. Un deuxième groupe d'antennes 19, comportant la deuxième et la quatrième antennes de réception 2 et 17 et la deuxième antenne d'émission 4, est placé sur un coté du boîtier du dispositif utilisateur. Le boîtier étant blindé, le caractère omnidirectionnel des antennes se trouve être perturbé. L'utilisation de la diversité d'ordre 4 en réception et d'ordre 2 en émission permet d'améliorer fortement les performances de l'émetteurrécepteur, chaque antenne d'émission se trouvant être placée dans les mêmes conditions de perturbation que ses antennes de réception associées. La figure 5 représente un autre exemple d'utilisation du dispositif de la figure 3 où le premier groupe d'antennes 18 est placé à proximité d'un dispositif utilisateur 31 et où le deuxième groupe d'antennes 19 est placé à distance par exemple de l'autre coté d'un mur 32. Les antennes de réception peuvent avoir une certaine directivité, comme montré par les courbes de rayonnement 33, afin d'améliorer leur gain. Un tel dispositif est particulièrement intéressant lorsqu'un réseau s'étend sur une grande surface qui comporte de nombreux murs. L'invention ne se limite pas aux exemples décrits. En effet, le nombre d'antennes d'émission et de réception peut être beaucoup plus important que ce qui est décrit dans les exemples précédents. Egalement, les antennes d'émission sont toutes omnidirectionnelles mais celles-ci peuvent très bien avoir une zone de rayonnement ayant certaine directivité qui correspond à la réunion des zones de rayonnement des antennes de réception qui lui sont associées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'émission/réception comportant au moins deux antennes de réception (1, 2, 16, 17) et des moyens permettant d'évaluer la qualité de réception (7, 7') sur chacune des antennes, caractérisé en ce qu'il comporte: au moins deux antennes d'émission (3, 4) distinctes des antennes de réception, chaque antenne d'émission étant associée à au moins une antenne de réception, des moyens de sélection d'antenne d'émission (9) qui sélectionnent l'antenne d'émission à utiliser, et en ce que l'antenne d'émission sélectionnée est celle qui est associée à l'antenne de réception qui correspond à la meilleure réception. 15 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque antenne d'émission (3, 4) est associée à un groupe d'au moins deux antennes de réception (1, 16, 2, 17). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque antenne d'émission (3, 4) est associée à une ou des antennes de réception (1, 16, 2, 17) qui couvrent des zones de rayonnement similaires. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les antennes d'émission (3, 4) sont disposées sur des cotés opposée d'un appareil (21) incluant ledit dispositif. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins une antenne d'émission (3) et ses antennes de réception associées (1, 16) sont séparées des autres antennes (2, 4, 17) par un mur (32).