Brevet FR3016087A1 — publié le 20150703

La présente invention est relative aux systèmes audio pour véhicule. En particulier, cela concerne la problématique de la continuité de réception d'une station choisie lorsque le véhicule se déplace sur un parcours dans une zone géographique étendue où plusieurs émetteurs de radiodiffusion sont susceptibles d'être 5 reçus le long dudit parcours du véhicule. Certains moyens de diffusion de programmes audio comportent des informations sur les stations émettrices alternatives disponibles pour le même programme. C'est le cas notamment pour les stations radio diffusées sur la bande FM (modulation de fréquence), pour lesquelles on utilise des informations diffusées 10 par un canal numérique adjacent au canal audio du signal principal pour afficher par exemple le nom de la station. Ce système est connu sous le nom de RDS (abréviation de « Radio Data System » en langue anglaise). C'est le cas également pour les stations radio diffusées selon un codage du signal basé sur un principe de codage numérique, appelé Radio Numérique 15 Terrestre (RNT, aussi parfois appelée par le terme DAB, issu de l'anglais « Digital Audio Broadcasting »). Cependant, dans certains cas, ces informations sur les émetteurs alternatifs sont indisponibles. Par exemple, pour le cas de la FM, le signal reçu doit être de bonne qualité 20 pour pouvoir exploiter le canal RDS et les informations qui y sont diffusées. De plus, sur certains territoires, la fonction RDS n'est pas disponible, en Asie ou en Amérique du Sud par exemple. De même, s'agissant de la radio numérique terrestre, la norme ETSI décrit la possibilité de fournir des informations sur les émetteurs alternatifs, mais l'implémentation 25 de cette fonctionnalité n'est pas obligatoire et peut être absente ou non diffusée. Il est donc apparu un besoin de proposer une solution pour pallier le cas où les informations sur les stations émettrices alternatives ne sont pas disponibles ou sont incomplètes. Selon l'invention, il est proposé un procédé mis en oeuvre dans un système 30 autoradio pour véhicule, destiné à assurer la réception en continu d'une station choisie, comprenant les étapes suivantes : a) disposer d'une base de données, comprenant des données collectées relatives aux stations déjà reçues par le système autoradio, lesdites données collectées ayant été collectées au cours des parcours 35 antérieurs du véhicule, b) identifier, en balayant les différents canaux reçus au temps présent, des stations ayant un nom proche ou identique de celui de la station en cours d'écoute, et en déduire une liste de canaux candidats potentiels, c) procéder à un calcul de corrélation entre les signaux reçus relatifs à la station en cours d'écoute et chacun des signaux reçus relatifs aux canaux candidats potentiels, d) si un des résultats de calcul de corrélation est satisfaisant, alors enregistrer dans la base de données le canal correspondant comme étant une alternative à la station en cours d'écoute. En vertu de ces dispositions, le système autoradio peut découvrir lui-même des émetteurs alternatifs grâce à la similitude d'identifiant et grâce au test de corrélation ; le système autoradio peut ainsi compléter les possibilités de changement vers une station diffusant le même programme ; en particulier, si la table de données ne contenait aucune information sur les correspondances possibles pour la station en cours d'écoute, le système autoradio peut en découvrir grâce au procédé ci-dessus, seulement avec l'obtention du noms des stations reçues, sans autre donnée complémentaire. Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : la station en cours d'écoute est une station reçue par le canal Radio Numérique Terrestre (RNT) et on peut découvrir, aux étapes /b/ à /c/, des canaux candidats potentiels reçus des émetteurs de modulation de fréquence (FM) ou reçus des émetteurs de la Radio Numérique Terrestre (RNT) ; moyennant quoi, on peut préparer le basculement sur une source FM équivalente (ou autre RNT) même non désignée dans les données numériques reçues. La station en cours d'écoute est une station reçue par le canal de la modulation de fréquence (FM) et on peut découvrir, aux étapes /b/ à /c/, des canaux candidats potentiels reçus des émetteurs de la Radio Numérique Terrestre (RNT) ou reçus des émetteurs de modulation de fréquence (FM) ; moyennant quoi, on peut préparer le basculement sur une source RNT, de meilleure qualité, le plus tôt possible, ou à défaut une autre source FM, même si le canal FM en cours d'écoute ne diffuse aucune donnée de correspondance. Le procédé peut comprendre en outre l'étape : e) en cas de perte de signal sur la station en cours d'écoute, basculer la réception sur un canal connu de la base de données, et formant une alternative à la station en cours d'écoute, de sorte que le système autoradio peut basculer sur un autre émetteur, en ayant analysé au préalable toutes les correspondances possibles. A l'étape e), si le basculement est effectué d'une source FM vers une source numérique RNT, on applique avant le basculement un retard progressif aux signaux issus de la source FM, puis on bascule vers la source numérique; de sorte que le basculement soit le moins perceptible possible du point de vue de l'utilisateur qui écoute le programme audio en cours. A l'étape e), si le basculement est effectué d'une source numérique RNT vers une source FM, on applique immédiatement un retard sur la source FM, puis on bascule 10 vers la source analogique FM; de sorte que le basculement soit le moins perceptible possible du point de vue de l'utilisateur qui écoute le programme audio en cours. Le calcul de corrélation est répété après un laps de temps prédéterminé pour obtenir une confirmation de la correspondance entre le canal candidat et la station en cours d'écoute et enregistrer cette confirmation dans la base de données si le test est 15 positif ; moyennant quoi, si le test est négatif, on peut éliminer des canaux candidats avec une première correspondance de programmes audio qui se révélerait être une coïncidence fortuite. On teste aussi les radios FM reçues sans nom disponible ; de sorte que dans des zones géographiques particulières, notamment sans canal RDS, on peut quand 20 même découvrir un canal alternatif pour la continuité de l'écoute du programme. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels : 25 - la figure 1 représente schématiquement un système autoradio selon l'invention, - la figure 2 représente schématiquement un parcours d'un véhicule dans un territoire géographique couvert par plusieurs antennes de stations radio, - la figure 3 représente un diagramme états - transitions illustratif du 30 procédé selon l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Le système audio 1 représenté à la figure 1 comprend, à bord d'un véhicule, une unité audio 4 de type autoradio de véhicule, recevant des signaux 35 électromagnétiques 80 radiodiffusés par des antennes émettrices 8 distantes et reçus au moyen d'antenne(s) de réception embarquée(s), l'unité audio 4 reproduisant en sortie sur les haut-parleurs 9, des signaux acoustiques issus des signaux électromagnétiques, comme connu en soi. L'unité audio 4 pilote en sortie classiquement deux ou quatre haut-parleurs 9, avec un canal gauche et un canal droit si les signaux acoustiques reproduits sont 5 stéréophoniques, comme connu en soi. À bord du véhicule, on peut disposer une ou plusieurs antenne(s) de réception 21, 22, pour capter différents types de signaux électromagnétiques. En effet, les programmes audio peuvent être diffusés d'une part de manière analogique sur les grandes ondes et/ou la modulation de fréquence (« FM » dans la suite du texte) et d'autre 10 part de manière numérique selon les normes de la radio numérique terrestre (« RNT » dans la suite du texte). La modulation de fréquence et la radio numérique utilisent des bandes spectrales éloignées sur le spectre électromagnétique. L'unité audio 4 comprend une portion « syntoniseur » 2 qui capte et démodule les signaux électromagnétiques et une portion numérique 3, en charge de toutes les 15 autres opérations, par exemple de la gestion de l'interface utilisateur, de la gestion des préférences utilisateur, de la gestion des volumes audio, de la balance, des filtres, et qui commande également des signaux en sortie vers les haut-parleurs 9. La portion numérique 3 comprend au moins un microcontrôleur 30 sur une carte électronique et divers circuits annexes, connus en soi et non détaillés ici. 20 Le système comprend en outre un afficheur 6 pour afficher des informations à destination de l'utilisateur, notamment à propos des stations. L'afficheur 6 peut être intégré à l'unité audio 4 ou bien séparé de cette dernière, comme représenté à la figure 1. Par ailleurs, comme connu en soi, il est prévu une interface utilisateur à base de boutons physiques ou de boutons virtuels sur l'écran tactile de l'afficheur 6. 25 Plus précisément, selon la présente invention, l'unité audio 4 comprend en outre dans sa partie numérique une base de données 10 dont l'utilité sera vue ci-après. Il est connu de l'homme de l'art que lorsque le véhicule se déplace, les conditions de réception des différents signaux électromagnétiques issus des antennes émettrices 8 évoluent sans cesse. Les signaux issus de certaines des antennes 30 deviennent inutilisables, et les signaux d'autres antennes deviennent disponibles au fur et à mesure du déplacement du véhicule. Sur la figure 2, il est représenté un exemple de parcours 7 d'un véhicule automobile au cours duquel différentes zones géographiques de réception 81, 82, 83, 84 sont traversées. Ces zones de réception 81, 82, 83, 84 sont liées à des émetteurs 35 particuliers FM1, FM2, FM3, DAB1. La plupart des utilisateurs souhaitent pouvoir continuer à écouter un programme audio particulier, nonobstant le déplacement du véhicule. L'unité audio 4 est par conséquent dotée d'une fonctionnalité de suivi des stations écoutées. Dans la suite du présent document, on considère que du point de vue de 5 l'utilisateur le terme « programme audio » et le terme « station » recouvrent le même concept. Par exemple un utilisateur souhaite écouter la « station » « France Inter », autrement dit le « programme audio » diffusé par « France Inter ». Une station peut être diffusée au travers de plusieurs canaux de diffusion. Un « canal » peut correspondre par exemple à une fréquence FM diffusée par un émetteur 10 sur une zone géographique donnée. Sur une autre zone géographique, la station peut être diffusée au moyen d'un canal différent, c'est-à-dire souvent une autre fréquence FM, voire un émetteur numérique RNT (ou « DAB »). Lorsque l'utilisateur a sélectionné la station « France Inter » grâce à l'interface utilisateur, il s'attend à ce que l'unité audio 4 assure la gestion de la réception des 15 différents signaux électromagnétiques susceptibles de porter le programme audio courant de « France Inter ». Si un émetteur devient inutilisable (car les signaux reçus sont trop dégradés) alors l'unité audio 4 doit basculer d'elle même sur un autre émetteur diffusant le programme audio courant de « France Inter », de préférence sans coupure ou perturbation du service pour l'utilisateur pendant la commutation. 20 Ce principe est connu depuis longtemps dans le contexte des émetteurs analogiques FM, sous le nom de « fréquences alternatives » (AF « Alternate Frequencies » en langue anglaise). La situation devient plus complexe avec le déploiement de la diffusion numérique, c'est-à-dire la radio numérique terrestre (RNT). 25 Un autre besoin consiste à proposer à l'utilisateur en temps réel la liste des programmes audio disponibles (c'est-à-dire ceux que l'utilisateur pourrait sélectionner pour les écouter). Par conséquent, l'unité audio 4 balaye en permanence le spectre des signaux électromagnétiques possibles pour d'une part mettre à jour la liste des programmes audio 30 disponibles en temps réel, et aussi d'autre part pour identifier des émetteurs alternatifs pour la station d'intérêt (c'est-à-dire diffusant le même programme audio que l'émetteur transmettant les signaux en cours d'écoute). Le résultat de ce balayage permanent est utilisé pour la mise à jour de la base de données 10. Celle-ci contient une liste 11 des émetteurs FM disponibles et une liste 12 35 des émetteurs numériques disponibles. On prévoit aussi une liste croisée 13, qui établit des correspondances entre des émetteurs de la première liste 11 des émetteurs FM disponibles et de la deuxième liste 12 des émetteurs numériques disponibles. On note que les émetteurs non disponibles au temps présent, mais qui ont été disponibles précédemment, peuvent aussi être conservés dans une ou deux liste(s) additionnelle(s) (non représentées). Pour effectuer le balayage susmentionné, il est courant de disposer, en plus 5 du syntoniseur assurant la réception du signal de l'émetteur en cours d'écoute, un second syntoniseur en charge des opérations de balayage permanent, autrement dit ce second syntoniseur « scanne » en permanence les parties (bandes) du spectre électromagnétique susceptibles de contenir des signaux électromagnétiques issus de stations audio, ce qui permet de mettre à jour en continu les listes 11,12 des 10 émetteurs FM et/ou RNT disponibles. On remarque que, en lieu et place d'utiliser deux syntoniseurs comme mentionné juste avant, on pourrait utiliser un syntoniseur « tout numérique » capable d'acquérir tout le spectre utile suffisamment rapidement, et de le filtrer puissamment pour en extraire d'une part le canal en cours d'écoute et d'autre part les informations des autres canaux disponibles. 15 Pour faciliter l'identification d'émetteurs alternatifs à un programme audio d'intérêt, il est prévu dans les signaux diffusés en mode analogique FM une partie modulée selon le principe du RDS qui comporte des informations comme le nom de la station en cours. Dans les informations RDS, on trouve aussi, en général, des valeurs de fréquences FM alternatives des émetteurs voisins, mais cela n'est pas systématique. 20 Également pour faciliter l'identification d'émetteurs alternatifs, il est prévu dans les signaux diffusés en mode numérique RNT, un flux de données qui comporte au moins le nom de la station en cours, parmi un ensemble important de données accompagnant le flux audio compressé en numérique. Ceci est décrit dans la norme ETSI 300401, notamment au chapitre 8.1.15. 25 Toutefois, les informations RDS des émetteurs FM ne contiennent pas d'information sur les émetteurs alternatifs numériques. De plus, dans les données des radios numériques RNT, les données concernant les émetteurs alternatifs FM ne sont pas toujours présentes. Avantageusement selon la présente invention, on peut remédier à ce manque 30 d'information sur les émetteurs alternatifs en utilisant un traitement basé notamment sur le nom de la station en cours d'écoute. En effet, pendant que l'unité audio 4 est calée sur la réception d'un émetteur diffusant le programme audio choisi par l'utilisateur (« station choisie »), l'unité audio 4 balaye (« second syntoniseur ») tout le spectre utile pour découvrir des canaux qui 35 porteraient un nom de station identique ou similaire à la station en cours d'écoute. Par exemple, pour revenir à l'exemple déjà cité de la station « France Inter », un émetteur diffusant avec un nom de station « F INTER » ou même « Inter » serait retenu comme un candidat potentiel pour former une alternative à la station en cours d'écoute. Bien sûr, en cas de nom identique, le canal en question forme un candidat potentiel. On établit ainsi une liste de canaux candidats potentiels (étape b) du procédé illustré à la figure 3). Par extension, on considérera que les canaux diffusés sans nom peuvent aussi être des candidats potentiels. Par conséquent, un nom vide ou absent sera considéré comme « similaire » au sens de la présente invention. Toutefois, selon l'invention, la similarité n'est qu'une présomption et la validité de l'alternative doit être confirmée par un test de corrélation audio (étape c) du procédé). Ce test de corrélation audio consiste à appliquer un calcul de corrélation basé d'une part sur les signaux audio de la station en cours d'écoute et d'autre part les signaux audio de l'émetteur candidat potentiel avec un nom identique ou similaire. Un des deux signaux est retardé avec un retard paramétrable compris entre 0 et 15 secondes. Si les signaux sont quasi identiques, à un décalage temporel prêt, alors le test 15 de corrélation donnera un résultat positif ; sinon il donnera un résultat négatif. Si le résultat est positif alors l'unité audio 4 peut inscrire ce canal comme étant un émetteur alternatif portant le programme audio identique à celui en cours d'écoute (étape d) du procédé). Selon un aspect optionnel, cette inscription peut être provisoire, et peut 20 nécessiter une confirmation qui sera établie par un second test de corrélation pratiqué après un certain laps de temps, par exemple de cinq minutes. Ceci permet d'écarter un cas où une correspondance fortuite des signaux audio a donné un résultat positif au premier test de corrélation (même chanson diffusée quasiment en même temps par deux stations en réalité différentes mais ayant des noms voisins ou sans noms). 25 Comme illustré à la figure 2, qui représente un exemple très simplifié pour aider à la compréhension, seuls les émetteurs diffusant la station « France Inter » ont été représentés. Une pluralité d'autres émetteurs diffusant d'autres stations sont aussi présents sur le territoire mais non représentés sur la figure. Un premier émetteur FM1, un deuxième émetteur FM2 et un troisième 30 émetteur FM3 diffusent « France Inter » en FM. Un émetteur DAB1 diffuse « France Inter » en radio numérique terrestre. Le parcours 7 du véhicule va du point 71 jusqu'au point 79, et passe successivement dans les champs 81-84 des premier, deuxième, troisième, et quatrième émetteurs. 35 On suppose, pour illustrer l'invention, que ni les émetteurs FM ni l'émetteur numérique ne diffusent d'information au sujet des émetteurs alternatifs voisins. Quand le véhicule est en position A, l'unité audio 4 reçoit sur son antenne 21, 22 les signaux de l'antenne FM1, qui ne diffuse pas d'information sur les émetteurs alternatifs. Au point 72, le balayage révèle la disponibilité d'un émetteur numérique DAB1 5 dont le nom de station est identique. Le test de corrélation qui s'ensuit donne un résultat positif, ce qui permet d'établir la correspondance de programmes audio entre DAB1 et FM1. Après une éventuelle confirmation (second test de corrélation), la correspondance est confirmée et l'unité audio 4 enregistre cette correspondance dans la 10 base de données (table croisée 13) puis bascule alors dès que possible (point 61) vers la source numérique sans attendre l'indisponibilité de la source analogique FM au point 73. A partir du point 74 le balayage révèle la disponibilité d'un émetteur analogique FM2 dont le nom de station est similaire (« F INTER »). Le test de corrélation qui s'ensuit donne un résultat positif, ce qui permet d'établir la correspondance de 15 programmes audio entre FM2 et DAB1. Après une éventuelle confirmation (second test de corrélation), la correspondance est confirmée et l'unité audio 4 enregistre cette correspondance dans la base de données (table croisée 13) ; mais ne bascule pas immédiatement vers la source analogique. L'unité audio 4 attend la perte du signal numérique pour effectuer ce 20 basculement (point 62) qui reste possible sans discontinuité grâce au stockage en mémoire d'un buffer numérique suffisant. A partir du point 76 le balayage révèle la disponibilité d'un émetteur analogique FM3 dont le nom de station est similaire (« FR INTER »). Le test de corrélation qui s'ensuit donne un résultat positif, ce qui permet d'établir la correspondance 25 de programmes audio entre FM3 et FM2. Après une éventuelle confirmation (second test de corrélation), la correspondance est confirmée et l'unité audio 4 enregistre cette correspondance dans la base de données (table croisée 13) ; mais ne bascule pas immédiatement vers la source analogique. L'unité audio 4 attend une dégradation du signal de l'émetteur FM2 pour 30 effectuer ce basculement (point 63). Selon un aspect optionnel avantageux, lors du basculement d'un émetteur à un autre, on prévoit une transition « douce » avec continuité de service (appelé transition « seamless » en langue anglaise) : - si le basculement est effectué d'une source FM vers une source numérique RNT, 35 soit on peut basculer immédiatement et avoir une répétition de l'audio ou soit on peut appliquer un retard progressif au signal issu de la source FM, c'est-à-dire que l'on compense le décalage temporel entre les signaux numériques (de 3 à 5 secondes typiquement) et les signaux analogiques, puis on bascule vers la source numérique, - si le basculement est effectué d'une source numérique RNT vers une source FM, on applique immédiatement un retard sur le signal issu de la source FM, puis on bascule vers la source analogique FM (le retard peut être conservé sans problème, et facilite un rebasculement ultérieur vers la RNT avec une resynchronisation temporelle de faible ampleur). Sur la figure 3, un logigramme illustre les principales étapes du procédé. Bien sûr, tout le processus repose sur une étape initiale 51 de choix de la station d'intérêt pour 10 l'utilisateur. L'étape e0) 52 illustre l'activité de base consistant à recevoir les signaux de l'émetteur choisi et à reproduire les signaux audio correspondant sur les haut-parleurs 9. En parallèle, l'unité audio 4 effectue en boucle l'étape b) 55 qui consiste en une identification des canaux de réception dans lequel le nom de station diffusé est identique ou similaire (voire absent) au nom de la station en cours d'écoute. Pour chacun 15 des canaux candidats ayant satisfait aux tests sur le nom de station, on procède à l'étape c) 56 au test de corrélation, dont le résultat 57 peut être : - si le test de corrélation donne un résultat non satisfaisant alors le canal candidat est écarté, - si le test de corrélation donne un résultat satisfaisant alors le canal candidat est 20 enregistré (étape d) 58) comme une alternative possible au canal en cours d'écoute. Par ailleurs, l'unité audio teste en permanence 53 la qualité des signaux du canal utilisé pour la reproduction de ce programme audio. Si un canal enregistré dans la base de données 10 comme une alternative présente un indice de qualité 25 supérieur (signal numérique ou meilleure qualité FM), alors l'unité audio 4 procède au basculement de la réception des signaux vers ce canal alternatif, (étape e) 54), sans discontinuité notable du point de vue utilisateur. Il faut noter que dans certains territoires, la diffusion des informations de services est très limitée et peut se cantonner au nom de la station ; dans ce cas le 30 procédé selon l'invention permet de proposer une fonctionnalité de suivi de station, le nom de la station étant la clé principale de décision. Le cas particulier des zones frontalières rend la question des commutations de fréquence et du choix des alternatives particulièrement difficile ; dans ce cas le procédé selon l'invention permet de s'affranchir des différences éventuelles de standards 35 et de créneaux de fréquences allouées. REVENDICATIONS1. Procédé mis en oeuvre dans un système autoradio (1) pour véhicule, destiné à assurer la réception en continu d'une station choisie, comprenant les étapes suivantes : a) disposer d'une base de données (10), comprenant des données collectées relatives aux stations déjà reçues par le système autoradio (1), lesdites données collectées ayant été collectées au cours des parcours antérieurs du véhicule, b) identifier, en balayant les différents canaux reçus au temps présent, des stations ayant un nom proche ou identique de celui de la station en cours d'écoute, et en déduire une liste de canaux candidats potentiels, c) procéder à un calcul de corrélation entre les signaux reçus relatifs à la station en cours d'écoute et chacun des signaux reçus relatifs aux canaux candidats potentiels, d) si un des résultats de calcul de corrélation est satisfaisant, alors enregistrer dans la base de données le canal correspondant comme étant une alternative à la station en cours d'écoute. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la station en cours d'écoute est une station reçue par le canal Radio Numérique Terrestre (RNT) et on découvre aux étapes b) à c), des canaux candidats potentiels reçus des émetteurs de modulation de fréquence (FM) ou des émetteurs de la Radio Numérique Terrestre (RNT). 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la station en cours d'écoute est une station reçue par le canal de la modulation de fréquence (FM) et on découvre aux étapes b) à c), des canaux candidats potentiels reçus des émetteurs de la Radio Numérique Terrestre (RNT) ou des émetteurs de modulation de fréquence (FM). 4. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'étape e) suivante : e) en cas de perte de signal sur la station en cours d'écoute, basculer la réception sur un canal connu de la base de données, et formant une alternative à la station en cours d'écoute. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel à l'étape e), si le basculement est effectué d'une source FM vers une source numérique RNT, on applique avant le basculement un retard progressif aux signaux issus de la source FM, puis on bascule vers 30 la source numérique. 6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel à l'étape e), si le basculement est effectué d'une source numérique RNT vers une source FM, on appliqueimmédiatement un retard sur la source FM, puis on bascule vers la source analogique FM. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le calcul de corrélation est répété après un laps de temps prédéterminé pour obtenir une confirmation de la 5 correspondance entre le canal candidat et la station en cours d'écoute, et enregistrer cette confirmation dans la base de données si le test est positif. 8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on teste aussi les radios FM reçues sans nom disponible.