Brevet FR3060923A1 — publié le 20180622

- 1 - DISPOSITIF DE COMMUNICATION SANS FIL POUR VEHICULE AUTOMOBILE. [0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif de communication sans fil pour véhicule automobile. [0002] Il est récemment connu d'équiper un véhicule automobile d'un module émetteur/récepteur radio dédié à des communications dites « C2X ». Le sigle 5 « C2X » désigne à la fois des communications « C2C » (de l'anglais « Car-to-Car ») de véhicule à véhicule et des communications « C2I » (de l'anglais « Car-toInfrastructure ») de véhicule à infrastructure routière. Ces communications C2X reposent sur une norme actuellement en cours de développement. La norme C2X requiert notamment une antenne d'émission et de réception radio ayant une bande 10 passante autour de 5 GHz, les applications C2X exploitant la bande de fréquences comprise entre 5855 et 5925 MHz. [0003] Avec le développement des points d'accès Wi-Fi (ou « Wi-Fi Hot Spots») notamment en milieu urbain, on envisage également de permettre aux véhicules de se connecter directement à des points d'accès Wi-Fi pour accéder à un 15 réseau de communication tel que l'Internet et/ou à un réseau local sans fil. [0004] L'intégration dans un même véhicule de ces différents modules de communication sans fil, notamment C2X et Wi-Fi, nécessitent d'équiper le véhicule de plusieurs antennes radio. Cela représente un coût et encombre le véhicule. [0005] La présente invention vient améliorer la situation. 20 [0006] A cet effet, l'invention concerne un dispositif de communication sans fil pour véhicule automobile comportant une antenne d'émission et de réception radio et un premier module de communication selon un premier protocole de communication sans fil entre un véhicule automobile et une infrastructure routière ou un autre véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième module de 25 communication selon un deuxième protocole de communication sans fil avec un point d'accès sans fil et un adaptateur agencé pour transmettre des premiers signaux radio entre l'antenne radio et le premier module de communication, lesdits premiers signaux radio étant relatifs à une communication selon le premier protocole de communication sans fil, et des deuxièmes signaux radio, lesdits deuxièmes signaux radio étant relatifs 30 à une communication selon le deuxième protocole, entre l'antenne radio et le deuxième module de communication. 3060923 - 2 - [0007] Ainsi, les deux modules de communication utilisent la même antenne radio. La bande passante de cette antenne est avantageusement adaptée pour couvrir des premières fréquences et des deuxièmes fréquences respectivement exploitées par le premier module de communication et par le deuxième module de 5 communication. [0008] Le premier protocole de communication peut être conforme à une norme (ou standard) C2X et le deuxième protocole de communication peut être conformes à des normes Wi-Fi. [0009] Le module de communication C2X et le module de 10 communication Wi-Fi utilisent avantageusement la même couche physique, telle que définie par la norme 802.11a. Ainsi, l'antenne utilisée par le module C2X peut être également utilisée par le module Wi-Fi. [0010] Selon un premier aspect de l'invention, l'adaptateur comprend un organe de commutation agencé pour connecter l'antenne radio soit au premier module 15 de communication, soit au deuxième module de communication. [0011] Le dispositif de communication sans fil peut également comprendre un module de commande de l'organe de commutation destiné à commander une connexion de l'antenne radio au premier module de communication lorsque le véhicule est en roulage et au deuxième module de communication lorsque le 20 véhicule est à l'arrêt. [0012] Ainsi, lorsque le véhicule roule, l'antenne radio est dédiée aux communications de véhicule à véhicule et/ou de véhicule à infrastructure routière et, lorsque le véhicule est à l'arrêt, par exemple garé dans un parking ou un garage, l'antenne est dédiée aux communications avec un point d'accès sans fil à un réseau de 25 type Internet (ou à un réseau local sans fil). [0013] Selon un deuxième aspect de l'invention, l'adaptateur comprend un multiplexeur-démultiplexeur, tel qu'un diplexeur. Il a notamment pour rôle de démultiplexer les signaux radio reçus selon leurs fréquences, afin de transmettre les signaux radio exploitant les fréquences dédiées aux communications de véhicule à 30 véhicule ou de véhicule à infrastructure vers le premier module de communication et les signaux radio exploitant les fréquences dédiées aux communications avec un point d'accès sans fil vers le deuxième module de communication, et de multiplexer les premiers signaux radio à émettre, provenant du premier module de communication, et les deuxièmes signaux radio à émettre, provenant du deuxième module de 35 communication, avant leur émission par l'antenne radio. Le diplexeur permet avantageusement d'émettre et/ou de recevoir simultanément des premiers signaux 3060923 - 3 - radio, relatifs à une communication de véhicule à véhicule et/ou de véhicule à infrastructure routière, et des deuxièmes signaux radio, relatifs à une communication avec un point d'accès sans fil, tout en évitant des problèmes liés à la coexistence de signaux radio utilisant des bandes de fréquences proches. Il existe principalement deux types de problèmes : - les problèmes de type « blocker » (ou « blagueur » en français) qui conduisent à un écrasement des premiers (ou deuxièmes) signaux reçus par les deuxièmes (ou premiers) signaux radio émis, - des problèmes de type « out of band spurious emission » d'émission de fréquences 10 radio « hors bande », qui se traduisent, lors de l'émission des premiers (ou deuxièmes) signaux radio dans une bande de fréquences donnée, par la génération de bruit dans des fréquences voisines, ce qui pollue les deuxièmes (ou premiers) signaux radio émis. [0014] L'utilisation du diplexeur permet la coexistence des premiers signaux et des deuxièmes signaux radio tout en évitant les problèmes mentionnés ci-15 dessus. [0015] Avantageusement, le véhicule comportant au moins une application logicielle installée dans un calculateur, le deuxième module de communication est agencé pour requérir une mise à jour logicielle de ladite application à un serveur distant, lors d'une connexion à un point d'accès sans fil permettant 20 d'accéder à un réseau de type Internet. [0016] L'invention concerne aussi un véhicule automobile intégrant un dispositif de communication sans fil tel qu'il vient d'être défini. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode 25 de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma bloc fonctionnel du dispositif de communication sans fil d'un véhicule V, selon une forme de réalisation particulière de l'invention ; 30 - la figure 2 représente le véhicule automobile V, en roulage, communicant avec un autre véhicule automobile V', également en roulage, selon le protocole de communication C2X ; la figure 3 représente le véhicule automobile V communicant avec un point d'accès sans fil (ici Wi-Fi) à un réseau tel que l'Internet ; 35 la figure 4 représente un module de commutation permettant de connecter une antenne radio du véhicule V soit à un module de communication C2X, 3060923 - 4 - soit à un module de communication Wi-Fi du véhicule V, selon une première forme de réalisation de l'invention ; - la figure 5 représente un diplexeur interposé entre, d'une part, une antenne radio du véhicule V et, d'autre part, un module de communication C2X et un 5 module de communication Wi-Fi du véhicule V, selon une deuxième forme de réalisation de l'invention. [0018] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini 10 par les revendications annexées. [0019] Sur la figure 1, on a représenté un dispositif de communication sans fil 100 pour un véhicule automobile, noté V, selon une forme de réalisation particulière de l'invention. [0020] Le dispositif de communication sans fil 100 comprend une antenne 15 d'émission et de réception radio 10, un premier module de communication 20 selon un premier protocole de communication sans fil entre le véhicule automobile V et une infrastructure routière et/ou un autre véhicule automobile V', et un deuxième module de communication 30 selon un deuxième protocole de communication sans fil avec un point d'accès sans fil. Cette antenne 10 est adaptée pour émettre et recevoir des 20 signaux radio dans une bande passante hertzienne déterminée d'utilisation, comme cela sera explicité ultérieurement. [0021] Le premier module de communication 20 est dédié aux communications de véhicule à infrastructure routière ou de véhicule à véhicule. Il est ici appelé module de communication « C2X ». Le sigle « C2X » désigne à la fois les communications 25 « Car-to-Car » (de véhicule à véhicule) et « Car-to-Infrastructure » (de véhicule à infrastructure routière). Les communications C2X utilisent un protocole de communication sans fil défini par la norme IEEE 802.11p. Le module de communication C2X 20 intègre un modem C2X capable de moduler des données numériques en signaux radio C2X et de démoduler des signaux radio C2X en données numériques. Il 30 est adapté pour utiliser une bande de fréquences donnée, dédiée aux communications C2X et définie par la norme C2X, qui est comprise entre 5855 MHz et 5925 MHz. [0022] Le deuxième module de communication 30 est dédié aux communications sans fil entre le véhicule V et un point d'accès sans fil, par exemple le point d'accès sans fil 50 représenté sur la figure 3. Le point d'accès sans fil permet un 3060923 - 5 - accès à un réseau local sans fil et/ou à un réseau de type Internet (ici l'Internet). En l'espèce, le point d'accès sans fil est un point d'accès Wi-Fi. Le module de communication 30 est ainsi dédié aux communications entre le véhicule V et un point d'accès Wi-Fi situé par exemple au domicile du conducteur, dans ou à proximité d'un 5 parking ou dans tout autre lieu où le véhicule est susceptible de se garer. Le module de communication Wi-Fi 30 intègre un modem Wi-Fi capable de moduler des données numériques en signaux radio Wi-Fi et de démoduler des signaux radio Wi-Fi en données numériques. Le module de communication 30 est ici adapté pour utiliser la bande de fréquences Wi-Fi « 5 GHz », comprise entre 5470 MHz et 5825 MHz. [0023] Sur les figures 2 et 3, on a représenté le véhicule V communiquant en C2X avec un véhicule V' et avec un point d'accès sans fil Wi-Fi 50, respectivement. [0024] L'antenne radio 10 a une bande passante de travail qui couvre à la fois la bande de fréquences C2X et la bande de fréquences Wi-Fi. Dans l'exemple de réalisation décrit ici, la bande passante de l'antenne radio 10 s'étend entre une première fréquence inférieure ou égale à la fréquence minimale d'utilisation du Wi-Fi, à savoir 5470 MHz, et une deuxième fréquence supérieure ou égale à la fréquence maximale d'utilisation du C2X, à savoir 5925 MHz. Les caractéristiques de l'antenne radio 10 sont de préférence choisies pour optimiser les performances des communications de véhicule à véhicule ou de véhicule à infrastructure routière, ici C2X, pour des raisons de sécurité. [0025] Le module de communication C2X 20 et le module de communication Wi-Fi 30 utilisent la même couche physique, telle que définie par la norme 802.11a. [0026] Le dispositif de communication sans fil 100 comprend en outre un module intermédiaire, ou adaptateur 40, interposé entre, d'une part, l'antenne radio 10 et, d'autre part, les deux modules de communication 20 et 30. Le rôle de l'adaptateur 40 (ou module intermédiaire) est d'assurer la transmission (ou transfert) des signaux radio C2X, relatifs à une communication C2X, entre l'antenne 10 et le module de communication C2X 20, et la transmission des signaux radio Wi-Fi, relatifs à une communication Wi-Fi, entre l'antenne 10 et le module de communication Wi-Fi 30. [0027] Dans une première forme de réalisation, en référence à la figure 4, l'adaptateur 40 comprend un organe de commutation 41, ici électronique, destiné à connecter l'antenne radio 10 soit au module de communication C2X 20, soit au module de communication Wi-Fi 30. L'organe de commutation 41 comprend par exemple des 3060923 - 6 - diodes PIN jouant le rôle de commutateur. Dans ce cas, le dispositif de communication 100 peut communiquer en C2X et en Wi-Fi mais de façon alternative. [0028] Un module de commande 42 permet de commander une connexion de l'antenne radio 10 au module de communication C2X 20, lorsque le véhicule V est en 5 roulage, et au module de communication Wi-Fi 30, lorsque le véhicule V est à l'arrêt. Le module de commande 42 est par exemple un module logiciel intégré dans un calculateur du réseau de bord du véhicule V. Il est destiné à recevoir des informations en provenance d'un ou plusieurs capteurs 43 du véhicule indiquant l'état du véhicule V (c'est-à-dire s'il est en marche et/ou roule ou bien s'il est arrêté), à générer un signal de 10 commande de commutation sur détection d'un changement d'état du véhicule V et à transmettre au module de commutation 41 un signal de commande de commutation sur détection d'un changement d'état. Par exemple le module de commande est agencé pour commander la connexion de l'antenne radio 10 au module de communication C2X sur détection d'une action de démarrage d'un moteur du véhicule V et pour commander 15 la connexion de l'antenne radio 10 au module de communication Wi-Fi sur détection d'une action d'arrêt du moteur du véhicule V. Dans ce cas, le capteur 43 est par exemple un capteur de mise de contact. [0029] Le dispositif de communication 100 selon la première forme de réalisation permet donc un usage alternatif du module de communication C2X 10 et du 20 module de communication Wi-Fi 20. Soit le véhicule roule et peut communiquer en utilisant le protocole de communication de véhicule à véhicule ou de véhicule à infrastructure routière (ici C2X), soit le véhicule est à l'arrêt et peut communiquer en utilisant le protocole de communication avec un point d'accès sans fil (ici Wi-Fi). [0030] Dans une deuxième forme de réalisation, en référence à la figure 5, 25 l'adaptateur 40 comprend un multiplexeur-démultiplexeur pour fréquences radio, en l'espèce un diplexeur 44, permettant un usage simultané du module de communication C2X 10 et du module de communication Wi-Fi 20. Plus précisément, le diplexeur 44 est un dispositif à deux voies dotées chacune d'un filtre fréquentiel. Chacune des voies réalise un filtrage des fréquences sur une bande passante donnée. Les bandes 30 passantes respectives des deux voies sont distinctes et sans recouvrement. Le diplexeur 44 comprend en outre trois portes d'entrée/sortie. L'une des portes, commune aux deux voies, est destinée à une connexion à l'antenne radio 10. Les deux autres portes sont séparément reliées aux deux voies et destinées à une connexion au module de communication C2X 10 et au module de communication Wi-Fi 20, respectivement. Le diplexeur 44 agencé pour : 3060923 - 7 - - démultiplexer un signal radio entrant, reçu par l'antenne 10, sur la base des fréquences radio, en un premier signal radio C2X et un deuxième signal radio C2X qui sont respectivement transmis ou transférés au module de communication C2X 20 et au module de communication Wi-Fi 30, 5 - multiplexer un signal radio C2X à émettre, provenant du module de communication C2X 20, et un signal radio Wi-Fi à émettre, provenant du module de communication WiFi 30, en un signal radio multiplexé qui est ensuite émis par l'antenne 10. [0031] Le véhicule V peut intégrer une ou plusieurs applications logicielles installées sur un ou plusieurs calculateurs, ici des calculateurs du réseau de bord du 10 véhicule. Dans ce cas, le deuxième module de communication 30 peut être agencé pour requérir des mises à jour logicielles pour ces applications à un serveur distant (typiquement un serveur Internet), lors d'une connexion à un point d'accès sans fil 50 permettant un accès à un réseau tel que l'Internet. [0032] L'antenne radio 10 peut être une antenne reconfigurable. Notamment, 15 l'antenne radio 10 peut avoir une fréquence de travail réglable et/ou un diagramme de rayonnement modifiable. Grâce à cela, l'antenne radio 10 peut être reconfigurée selon les besoins spécifiques respectifs des deux types de communications radio pouvant être exploitées par le dispositif de communication 100 (à savoir les communications de véhicule à véhicule ou avec une infrastructure routière ou bien les communications 20 avec un point d'accès sans fil). Par exemple, en communication Wi-Fi, un diagramme de rayonnement isotroprique est préférable pour l'antenne radio 10. En communication C2X, l'antenne radio 10 a de préférence un diagramme de rayonnement de forme allongée, par exemple ovale, qui s'étend en longueur vers l'avant et vers l'arrière du véhicule. 25 [0033] Les caractéristiques de l'antenne radio 10, notamment sa fréquence de travail et son diagramme de rayonnement, peuvent être choisies pour optimiser les performances des communications C2X, pour des raisons de sécurité. Dans le cas où l'antenne radio est reconfigurable, ses caractéristiques de fréquence de travail et de diagramme de rayonnement peuvent être modifiées, en cours d'utilisation de l'antenne, 30 de manière à s'adapter au mieux aux communications Wi-Fi et limiter ainsi les dégradations sur les performances Wi-Fi liées au choix d'une antenne optimisée pour C2X. REVENDICATIONS1. Dispositif de communication sans fil pour véhicule automobile comportant une antenne radio (10) d'émission et de réception et un premier module de communication (20) selon un premier protocole de communication sans fil entre un véhicule automobile (V) et une infrastructure routière ou un autre véhicule automobile (V'), caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième module de communication (30) selon un deuxième protocole de communication sans fil avec un point d'accès sans fil (50) et un adaptateur (40) agencé pour transmettre des premiers signaux radio entre l'antenne radio (10) et le premier module de communication (20), lesdits premiers signaux radio étant relatifs à une communication selon le premier protocole de communication sans fil, et des deuxièmes signaux radio, lesdits deuxièmes signaux radio étant relatifs à une communication selon le deuxième protocole, entre l'antenne radio (10) et le deuxième module de communication (30). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier module de communication (20) est agencé pour communiquer selon un premier protocole de communication conforme à une norme C2X. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième module de communication (30) est agencé pour communiquer 20 selon un deuxième protocole de communication conforme à des normes Wi-Fi. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'adaptateur comprend un organe de commutation (41) agencé pour connecter l'antenne radio (10) soit au premier module de communication (20), soit au deuxième module de communication (30). 25 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un module (42) de commande de l'organe de commutation (41) destiné à commander une connexion de l'antenne radio (10) au premier module de communication (20) lorsque le véhicule est en roulage et au deuxième module de communication (30) lorsque le véhicule est à l'arrêt. 30 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module de commande (42) est agencé pour commander la connexion de l'antenne 3060923 -9 radio (10) au premier module de communication (20) sur détection d'une action de démarrage d'un moteur du véhicule et pour commander la connexion de l'antenne radio (10) au deuxième module de communication (30) sur détection d'une action d'arrêt du moteur du véhicule. 5 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'adaptateur comprend un multiplexeur-démultiplexeur, notamment un diplexeur (44). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'antenne radio est une antenne radio reconfigurable, notamment une antenne radio ayant un diagramme de rayonnement modifiable. 10 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, le deuxième module de communication (30) est agencé pour requérir une mise à jour logicielle d'au moins une application logicielle installée dans un calculateur du véhicule à un serveur distant, lors d'une connexion à un point d'accès sans fil permettant d'accéder à un réseau de type Internet. 10. Véhicule automobile comportant au moins un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9.