Brevet FR2954885A1 — publié le 20110701

SYSTEME DE RECEPTION DE DONNEES SATELLITAIRES La présente invention concerne un système de réception de données satellitaires pour véhicule pour la transmission de données en provenance d'un satellite vers des terminaux utilisateurs. L'invention trouve une application particulièrement intéressante dans le cadre de la diffusion de données vers des terminaux utilisateurs mobiles que comporte un véhicule automobile, via un satellite. Certains satellites (c'est le cas notamment des satellites en bande S) sont aujourd'hui susceptibles d'intégrer une charge utile permettant d'assurer la distribution d'applications et de contenus vers des terminaux mobiles portables et des véhicules. Une telle configuration est cependant susceptible de poser deux difficultés majeures. Ainsi, le principal problème posé par la distribution d'applications et de contenus par satellite vers des terminaux mobiles portables réside dans le fait qu'il existe très peu de terminaux mobiles capables de recevoir directement le signal émis par un satellite. Ceci impose donc d'utiliser un récepteur adapté pour traiter les signaux reçus et transmettre les signaux traités aux terminaux mobiles. Par ailleurs, de façon connue, les dispositifs de réception de données satellitaires équipant les véhicules comportent une antenne située à l'extérieure de l'habitacle du véhicule automobile et un récepteur situé dans l'habitacle. Les signaux satellitaires reçus par l'antenne sont immédiatement retransmis au récepteur via une liaison filaire. Ce dernier comporte notamment un amplificateur et un démodulateur de façon à adapter les signaux captés par l'antenne extérieure pour les retransmettre à un terminal mobile utilisateur déterminé se trouvant dans l'habitacle du véhicule. Un inconvénient de ce type de dispositif réside dans le fait qu'une ouverture doit être réalisée dans la carrosserie pour y fixer l'antenne externe et relier cette dernière, au moyen d'un câble, à un récepteur qui est situé dans l'habitacle, ce câble pouvant servir à la fois pour la transmission des données et pour l'alimentation électrique de l'antenne. Le récepteur est en outre relié physiquement au moyen d'un câble à la batterie du véhicule automobile (par exemple via une connexion à l'allume-cigare). Dans ce contexte, la présente invention vise à fournir un système de transmission de données satellitaires vers des terminaux utilisateurs, ledit système étant destiné à être installé dans un véhicule tel qu'un véhicule automobile et permettant de toucher le plus de terminaux possibles, y-compris les terminaux qui ne sont pas adaptés pour recevoir des signaux satellitaires tout en évitant les problèmes liés à l'installation d'un tel système, en particulier les problèmes liés au câblage de ce système. Le système est particulièrement intéressant pour une installation dans des véhicules déjà en circulation. L'invention vise à proposer un système de réception de données satellitaires dont l'installation est facilement réalisable et peu couteuse. A cette fin, l'invention porte sur un système de réception de données satellitaires pour véhicule, ledit système comportant : - un boitier d'interface apte à être monté à l'extérieur du véhicule et présentant une forme profilée de sorte que ledit boitier d'interface comporte une première partie apte à être disposée sur un élément de carrosserie du véhicule et une deuxième partie apte à être disposée à proximité d'une vitre du véhicule ; - une bobine émettrice apte à être agencée à l'intérieur du véhicule et à créer un champ magnétique oscillant à une fréquence déterminée lorsque ladite bobine émettrice est alimentée par une source d'énergie ; ledit boitier d'interface comportant : une antenne apte à recevoir des données émises par un satellite disposée dans ladite première partie dudit boitier ; - des moyens de traitement desdites données reçues par ladite antenne ; 25 30 - des moyens de connexion sans fil à un réseau local aptes à transmettre lesdites données traitées à un terminal localisé à l'intérieur du véhicule ; - une bobine réceptrice disposée dans ladite deuxième partie dudit boitier apte à résonner à ladite fréquence déterminée sous l'effet dudit champ magnétique créé par ladite bobine émettrice de sorte qu'un transfert de puissance s'effectue de ladite bobine émettrice vers ladite bobine réceptrice. On désigne pour la suite de la description par « vitre » la vitre avant ou arrière du véhicule, un toit panoramique, un toit ouvrant ou encore une fenêtre du véhicule. Le système selon l'invention est toutefois préférentiellement mis en oeuvre sur la vitre avant du véhicule. Grâce à l'invention, le transfert de données du boitier d'interface extérieur (se trouvant sur le toit du véhicule) vers un terminal mobile utilisateur (se trouvant dans l'habitacle du véhicule) ne nécessite aucune installation complexe puisque le système selon l'invention n'utilise aucun fil . - pour la transmission de données, adaptés aux terminaux mobiles incapables de recevoir directement un signal émis par un satellite, du boitier d'interface vers le réseau local ; - pour la transmission en énergie électrique de la source d'énergie (formée par la batterie du véhicule) vers le boitier d'interface, la transmission d'énergie étant réalisée au moyen de deux champs électromagnétiques résonant à une fréquence déterminée. Le système selon l'invention est totalement sans fil (« Wireless » selon la terminologie anglo-saxonne) ; le système permet donc de s'affranchir de l'utilisation de câbles pour la transmission de données et/ou d'énergie ; par conséquent, aucune ouverture dans la carrosserie n'est à réaliser. L'installation d'un système selon l'invention est donc grandement facilitée, entraînant de fait une réduction importante de coût. En outre, le système selon l'invention permet d'adapter les signaux satellitaires reçus par l'antenne pour qu'ils soient compatibles aux formats reconnus par les terminaux. On notera que ces terminaux peuvent être des terminaux mobiles appartenant au conducteur ou au(x) passager(s) du véhicule ou des terminaux munis d'interface de dialogue sans fil intégrés à bord du véhicule. Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le système de réception de données selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement réalisables : ladite bobine émettrice et ladite bobine réceptrice sont éloignées l'une de l'autre d'une distance maximale strictement inférieure à huit fois le rayon des bobines émettrice ou réceptrice ; ledit diamètre desdites bobines émettrice et réceptrice est compris entre 1 cm et 8 cm ; ladite antenne est montée en rotation autour d'un axe de sorte que ladite antenne est apte à être positionnée dans deux positions stables perpendiculaires ; ledit boitier d'interface comporte une batterie pour alimenter électriquement lesdits moyens de traitement et/ou lesdits moyens de connexion, ladite batterie étant apte à être rechargée par ladite bobine réceptrice ; ledit boitier d'interface comporte des moyens de fixation aptes à assurer un montage amovible dudit système sur ledit élément de carrosserie ; lesdits moyens de connexion sans fil à un réseau local sont formés par des moyens de connexion WiFi, WiMax, wireless USB, DLNA, UPnP ou BlueTooth, étant entendu que ces moyens de connexion ne sont aucunement limitatifs ; lesdits moyens de connexion sans fil à un réseau local comportent une antenne d'émission, ladite antenne d'émission étant logée dans ladite deuxième partie ; L'invention porte en outre sur un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un système de réception de données satellitaires conforme au système de l'invention. Avantageusement, ladite deuxième partie dudit boitier d'interface est située en regard d'une partie non blindée de la vitre du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées ci-jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, de façon schématique, une vue d'ensemble et un grandissement d'un système conforme à l'invention ; la figure 2 représente, de façon schématique, un exemple de mise en oeuvre optionnelle d'un système conforme à l'invention ; la figure 3 représente, de façon schématique, un élément que peut comporter un système conforme à l'invention. Pour des raisons de clarté, seuls les éléments utiles pour la compréhension de l'invention ont été représentés, et ceci sans respect de l'échelle et de manière schématique. En outre, les éléments similaires situés sur différentes figures comportent des références identiques. La figure 1 illustre une vue d'ensemble et un agrandissement Z d'un système 1 de réception de données satellitaires selon l'invention équipant un véhicule 2. Le système 1 comporte notamment un boitier d'interface 3 et une bobine émettrice 5. Le boitier d'interface 3 est apte à assurer l'interface entre un satellite 6 de télécommunications et des terminaux utilisateurs 7 (un seul est représenté) tels des terminaux mobiles (du type PMP « Portable MultiMedia Player », PDA « Personal Digital Assistant » ou encore téléphone mobile) situés à l'intérieur du véhicule 2, via un réseau local 8 sans fil du type WiFi, WiMax, wireless USB, DLNA, UPnP ou BlueTooth. Le boitier d'interface 3 présente une forme profilée formant une première partie P1 disposée sur un élément de carrosserie, comme par exemple sur le toit 9 du véhicule 2, et une deuxième partie P2 prolongeant via une courbure la première partie P1 disposée à proximité de la vitre avant 4 du véhicule 2. De façon simplifiée, la première partie P1 du boitier d'interface 3 comporte : - une antenne 10 apte à recevoir des données émises par le satellite 6, - des moyens 11 de traitement des données reçues par ladite antenne 10 comportant : o des moyens 12 de sélection d'une polarisation ; le satellite 6 permet en effet d'émettre et de recevoir des transmissions polarisées : la polarisation peut être linéaire (dans ce cas les deux sens de polarisation sont respectivement horizontal et vertical) ou circulaire (dans ce cas les deux sens de polarisation sont respectivement circulaire gauche ou circulaire droit) ; dans le cas d'une transmission en bande S, les polarisations sont des polarisations circulaire droite et gauche; o un amplificateur faible bruit LNA 13 (pour « Low Noise Amplifier » en anglais) dont le rôle consiste à amplifier le signal provenant du satellite 6. Le LNA comporte par exemple un premier amplificateur Al apte à amplifier le signal reçu, un filtre F1 apte à filtrer le signal amplifié et un deuxième amplificateur A2 apte à amplifier le signal filtré ; o un syntoniseur 14 (« tuner » en anglais) apte à récupérer le signal analogique utile filtré et amplifié par le LNA 13 et apte à convertir ledit signal analogique en signal numérique. Le signal est ensuite transmis vers un démodulateur 15 sur deux voies, une voie en phase (voie I) et une voie en quadrature (voie Q) ; o le démodulateur 15 est apte, à partir des signaux numériques transmis par le syntoniseur 14, à créer des paquets TS (« Transport Stream ») puis, à partir de ces paquets TS, à extraire (i.e. décapsuler) des paquets IP qui seront transmis à des moyens 16 de connexion sans fil. La deuxième partie P2 du boitier d'interface 2 comporte : - les moyens 16 de connexion aptes à établir une connexion sans fil au réseau local 8, typiquement, il peut s'agir, par exemple, d'une connexion de type WiFi, WiMax ou Bluetooth ; on notera qu'il est possible d'utiliser une infrastructure WiFi du type « ad-hoc » (i.e. mode de fonctionnement sans point d'accès) même si un mode « infrastructure » avec point d'accès peut également être envisagé; - une bobine réceptrice 17 dont la fonction sera décrite plus en détail par la suite. Le boitier d'interface 3 ne se contente pas de capter des signaux qui arrivent d'un quelconque satellite 6 pour les retransmettre immédiatement à un terminal mobile utilisateur 7 mais il les adapte en paquets IP pour qu'ils soient compatibles aux formats reconnus par la majorité des terminaux 7 qui supportent le traitement au niveau de la couche IP (en particuliers les terminaux mobiles 7). De cette façon, le terminal utilisateur 7 n'a pas besoin d'être compatible pour recevoir des signaux satellitaires 6 puisqu'il est connecté au boitier d'interface 3 par l'intermédiaire du réseau local 8 sans fil. Par ailleurs, l'alimentation du boitier d'interface 3 est réalisée au moyen de la bobine émettrice 5 et de la bobine réceptrice 17. Ces dernières sont positionnées en regard l'une de l'autre et séparées par la vitre 4 du véhicule 2. La bobine émettrice 5 est reliée à la batterie 18 du véhicule 2 au moyen d'un câble 19 comportant, à une de ses extrémités, un adaptateur 20 de type allume cigare apte à s'insérer dans une prise allume cigare (non représentée) que comporte le véhicule 2. Lorsque la bobine émettrice 5 est alimentée en énergie, elle créée un champ magnétique 21 oscillant à une fréquence de résonance déterminée, cette fréquence de résonance étant fixée par un premier circuit générateur d'un signal à ladite fréquence de résonance auquel est reliée la bobine émettrice 5. Le champ magnétique 21 induit un champ magnétique 22 à la bobine réceptrice 17, laquelle s'accorde sur la même fréquence de résonance que celle de la bobine émettrice 5. Avantageusement, la fréquence de résonance des bobines émettrice et réceptrice 5 et 17 permet d'établir une connexion forte entre elles et d'échanger de la puissance. De manière conventionnelle, il est important de souligner qu'un champ magnétique est peu sensible aux obstacles pouvant se trouver entre l'émetteur (bobine émettrice 5) et le récepteur (bobine réceptrice 17). Il en résulte que la vitre 4 qui sépare les deux bobines émettrice et réceptrice 5 et 17 n'est pas un obstacle au transfert de puissance entre ces dernières. Pour optimiser le transfert de puissance, la distance séparant la bobine émettrice 5 de la bobine réceptrice 17 est strictement inférieure à huit fois le rayon des bobines émettrice 5 ou réceptrice 17. De façon non limitative, le diamètre des bobines émettrice et réceptrice 5 et 17 peut se situer entre 1 cm et 8 cm. Il convient de noter également que les bobines émettrice 5 et réceptrice 17 présentent un rayon identique. En outre, la fréquence de résonance des bobines émettrice et réceptrice 5 et 17 est sélectionnée de façon à : ù maximiser le transfert d'énergie ; - limiter les interférences avec les équipements se trouvant aux alentours, comme par exemple les équipements WiFi, les radios FM ou encore les équipements GPS ; ù limiter toute dispersion de puissance. De façon avantageuse, la première partie P1 du boitier d'interface 3 comporte l'antenne 10, laquelle est positionnée de façon sensiblement horizontale, autrement dit l'antenne 10 est sensiblement parallèle au toit 9 du véhicule 2. Un tel positionnement permet de capter plus efficacement les signaux satellitaires. En outre, la bobine réceptrice 17 est située dans la deuxième partie P2 du boitier d'interface 3. Les bobines émettrice et réceptrice 5 et 17 sont positionnés en regard l'une de l'autre et séparée par la vitre 4 du véhicule 2. Les bobines émettrice et réceptrice 5 et 17 sont préférentiellement positionnées dans une zone non blindée de la vitre 4 pour optimiser le transfert de puissance. De façon conventionnelle, une telle zone non blindée se situe dans la partie arrière du rétroviseur d'habitacle. De même, les moyens 16 de connexion se situent dans la deuxième partie P2 et plus particulièrement en regard de la zone non blindée de façon à ce que les données transmises par les moyens 16 de connexion ne subissent pas d'atténuation trop importante. Telle que représentée sur la figure 1, une application particulièrement intéressante du système 1 selon l'invention consiste à installer un boitier d'interface 3 sur le toit 9 d'un véhicule automobile 2. Dès lors, le système 1 permettra aux occupants du véhicule 2 de profiter de la connectivité en utilisant leurs propres terminaux 7 non nécessairement adaptés à la réception satellite. Les terminaux installés à bord du véhicule bénéficieront également de cette connectivité. Il suffira par exemple de connecter, via le réseau local 8, son téléphone mobile 7 au boitier d'interface 3 embarqué dans son automobile 2 pour consulter la météo, utiliser des services de musique à la demande ou regarder la télévision par satellite. Lors d'une utilisation du système 1 sur un véhicule 2, le boitier d'interface 3 peut être solidarisé du véhicule 2 par tout type de moyens de fixation (non représentés) comme par exemple une série de pieds magnétiques entourés d'une protection en caoutchouc, une série de ventouses ou encore des pastilles adhésives de type VelcroTM. Ces moyens de fixation sont des moyens de fixation amovibles. Les moyens de fixations peuvent être formés par des moyens d'accrochage comportant une fermeture sécurisée assurée par exemple au moyen d'une serrure. Grâce à cette particularité et tel que représenté sur la figure 2, lorsqu'un véhicule 2 est équipé d'un système 1 conforme à l'invention, les passagers du véhicule 2 peuvent désolidariser le boitier d'interface 3 dès qu'ils arrivent à leur domicile ou sur leur lieu de vacance. Dans une telle mise en oeuvre, le boitier d'interface 3 pourra être positionné sur le rebord d'une fenêtre 4 ou sur la fenêtre 4 d'un bâtiment 23 au moyen de ventouses. La bobine émettrice 5 est positionnée à l'intérieur du bâtiment 23 et a proximité du boitier d'interface 3, lequel comporte la bobine réceptrice 17. La bobine émettrice 5 est reliée au réseau électrique du bâtiment 23 au moyen d'un adaptateur 20 de type secteur. De cette façon, les passagers du véhicule peuvent continuer à profiter des services que lui offrait le système 1 lors de leur trajet. Selon une possibilité supplémentaire offerte par l'invention non illustrée, le boitier d'interface 3 peut être équipé d'une batterie rechargeable. Ainsi, lorsque les passagers désolidarisent le boitier d'interface 3 du véhicule 2 pour le transporter, la batterie rechargeable alimente, par exemple, les moyens 11 de traitement et/ou les moyens 16 de connexion. En d'autres termes, le boitier d'interface 3 peut fonctionner de façon autonome sur une courte période. La figure 3 illustre une mise en oeuvre différente de l'invention, dans laquelle l'antenne 10 du boitier d'interface 3 est montée en rotation autour d'un axe 24 de sorte que l'antenne peut présenter au moins deux positions stables perpendiculaires. Lorsque le boitier d'interface 3 est positionné sur une paroi verticale (comme par exemple au moyen de ventouses sur la vitre 4 d'un bâtiment 23), l'antenne 10 se trouve également en position verticale. Un positionnement vertical de l'antenne 10 n'est pas optimal pour la réception de signaux satellitaires. Afin de remédier à une telle déficience, l'antenne 10 est pivotée jusqu'à un angle de 90°. Cette dernière se trouve donc en position optimale. On pourra noter que les deux positions stables perpendiculaires précitées sont données ici à titre d'exemple et ne sont aucunement limitatives. Ainsi, l'antenne 10 peut être positionnée selon un angle déterminé compris dans une plage variant de 0 à 90 degrés. Par ailleurs, lorsque le boitier d'interface 3 est positionné sur le toit 9 du véhicule 2, l'antenne 10 peut être également pivotée de façon à capter plus efficacement les signaux en provenance d'une antenne terrestre comme par exemple les signaux de type TNT (pour télévision numérique terrestre). En résumé, le système 1 conforme à l'invention est en premier lieu adapté pour une utilisation dans des véhicules automobiles, mais il peut également être utilisé à son domicile ou en tout autre lieu, comme par exemple sur une plage grâce à la batterie rechargeable. Selon une variante de l'invention, le système 1 peut faire partie intégrante d'un véhicule automobile 2. Ainsi, un constructeur automobile pourra présenter le système 1 comme une option que pourra choisir l'acheteur. Pour mémoire, le boitier d'interface 3 présente une forme profilée formant une première partie P1 apte à être disposée sur un élément de carrosserie, comme par exemple sur le toit 9 du véhicule 2, et une deuxième partie P2 prolongeant via une courbure la première partie P1 apte à être disposée à proximité de la vitre avant 4 du véhicule 2. Même si l'invention a été plus particulièrement décrite avec un boitier 3 agencé au niveau de la vitre avant, le boitier peut également être positionné au niveau d'un toit panoramique présent sur le véhicule. Dans ce cas précis, il est à noter que les toits panoramiques comportent habituellement une partie haute bombée. La partie P2 prolonge donc la première partie P1 qui est fixée sur le toit du véhicule de façon à être disposée à proximité de la partie haute bombée du toit panoramique du véhicule. D'une manière générale, le système 1 est remarquable en ce que : ù la transmission d'énergie entre la bobine émettrice 5 et le boitier d'interface 3 s'effectue sans fil, - la transmission de données entre le boitier d'interface 3 et le réseau local 8 s'effectue sans fil, - le boitier d'interface 3 adapte les signaux reçus par l'antenne 10 de façon à ce qu'ils soient compatibles aux terminaux mobiles 7. En d'autres termes, les terminaux mobiles n'ont pas besoin de s'adapter aux signaux satellitaires puisque le système 1 adapte lesdits signaux aux terminaux mobiles 7. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Ainsi, l'invention a été plus particulièrement décrite dans le cas où les signaux reçus sont des signaux satellitaires. Même si l'invention est plus particulièrement adaptée à la réception satellitaire, il est également possible d'utiliser des moyens de réception aptes à recevoir des signaux en provenance d'une antenne terrestre. Par exemple, nous pourrions aussi utiliser la télévision numérique terrestre ou TNT en tant que système de distribution à la place du satellite. 10 15 20 25 30 REVENDICATIONS1. Système (1) de réception de données satellitaires pour véhicule (2), 5 ledit système (1) comportant : - un boitier d'interface (3) apte à être monté à l'extérieur du véhicule (2) et présentant une forme profilée de sorte que ledit boitier d'interface (3) comporte une première partie (P1) apte à être disposée sur un élément de carrosserie (9) du véhicule (2) et une deuxième partie (P2) apte à être disposée à proximité d'une vitre (4) dudit véhicule (2); - une bobine émettrice (5) apte à être agencée à l'intérieur du véhicule (2) et à créer un champ magnétique (21) oscillant à une fréquence déterminée lorsque ladite bobine émettrice est alimentée par une source d'énergie (18) ; ledit boitier d'interface (3) comportant : - une antenne (10) apte à recevoir des données émises par un satellite (6) disposée dans ladite première partie (P1) dudit boitier d'interface (3) ; - des moyens (11) de traitement desdites données reçues par ladite antenne (10) ; - des moyens (16) de connexion sans fil à un réseau local (8) aptes à transmettre lesdites données traitées à un terminal (7) localisé à l'intérieur du véhicule ; - une bobine réceptrice (17) disposée dans ladite deuxième partie (P2) dudit boitier d'interface (3) apte à résonner à ladite fréquence déterminée sous l'effet dudit champ magnétique (21) créé par ladite bobine émettrice (5) de sorte qu'un transfert de puissance s'effectue de ladite bobine émettrice (5) vers ladite bobine réceptrice (17). 2. Système (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite bobine émettrice (5) et ladite bobine réceptrice (17) sont éloignéesl'une de l'autre d'une distance maximale strictement inférieure à huit fois le rayon desdites bobines émettrice (5) ou réceptrice (17). 3. Système (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le diamètre desdites bobines émettrice (5) et réceptrice (17) est compris entre 1 cm et 8 cm. 4. Système (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite antenne (10) est montée en rotation autour d'un axe (24) de sorte que ladite antenne (10) est apte à être positionnée dans deux positions stables perpendiculaires. 5. Système (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit boitier d'interface (3) comporte une batterie pour alimenter électriquement lesdits moyens (11) de traitement et/ou lesdits moyens (16) de connexion, ladite batterie étant apte à être rechargée par ladite bobine réceptrice (17). 6. Système (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit boitier d'interface (3) comporte des moyens de fixation aptes à assurer un montage amovible dudit système (1) sur ledit élément de carrosserie (9). 7. Système (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens (16) de connexion sans fil à un réseau local (8) sont formés par des moyens de connexion WiFi, WiMax, wireless USB, DLNA, UPnP ou BlueTooth. 8. Système (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens (16) de connexion sans fil à un réseau local (8) comportent une antenne d'émission, ladite antenne d'émission étant logée dans ladite deuxième partie (P2). 9. Véhicule automobile (2) caractérisé en ce qu'il comporte un système (1) de réception de données satellitaires selon l'une des revendications précédentes. 10. Véhicule automobile (2) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite deuxième partie (P2) dudit boitier d'interface (3) est située en regard d'une partie non blindée de ladite vitre (4) du véhicule (2).10