Brevet FR3076683A1 — publié le 20190712

Description Titre de l'invention : Dispositif pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule [0001] L'invention concerne un dispositif pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule. L'invention concerne en outre un procédé pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule. L'invention concerne en outre un produit de programme informatique. [0002] De nos jours, la communication mobile dans le domaine automobile se développe de manière toujours plus étendue et coûteuse. Ainsi sont utilisés différents protocoles qui accomplissent différentes normes radio ou technologies de communication à l'intérieur du véhicule, par exemple sous la forme d'une radiotéléphonie mobile 3G/4G/5G, d'une communication Car-to-Car (véhicule-à-véhicule), d'une communication Car-to-X (véhicule-à-X), du Bluetooth, du Wi-Fi, du WLAN, etc., qui sont accomplies respectivement par l'intermédiaire de concepts d'antennes associés. En particulier, la connectivité 5G présente juste avant l'application dans des produits de série nécessite au moins de quatre à huit antennes supplémentaires en des positions les plus diverses à l'intérieur du véhicule. Il est à cet effet nécessaire de prévoir un câblage approprié des antennes au moyen de câbles coaxiaux avec éventuellement des amplificateurs intermédiaires supplémentaires, la place disponible nécessaire pour celui-ci à l'intérieur du véhicule étant toutefois limitée par la présence croissante de l'électronique. [0003] On connaît le jeu de puces AD 9361 d'Analog Devices® avec un émetteur-récepteur HF 2 x 2 avec des convertisseurs NIA et AIN de 12 bits intégrés. Ledit jeu de puces fonctionne dans le domaine de fréquences allant de 70 MHz à 6 GHz et combine un frontal HF à une section de bande de base à signaux mixtes flexible et des synthétiseurs de fréquences intégrés et fournit à un microprocesseur une interface numérique configurable. Le jeu de puces AD 9361 convient pour des systèmes de communication point-à-point, des stations de base femto, pico et micro et des systèmes radio généraux. [0004] Il est en outre connu que, dans des stations de base de radiotéléphonie mobile, les éléments puce de bande de base et frontal sont disposés de manière distincte l'un de l'autre et que lesdits éléments sont connectés au moyen d'un guide d'ondes lumineuses par l'intermédiaire desquelles des données numériques sont transportées. Les fonctionnalités du traitement des données pour la bande de base et des données qui sont envoyées par l'intermédiaire de l'antenne sont par conséquent mises en oeuvre par des éléments séparés. [0005] Un but de la présente invention est de fournir un transfert de données amélioré 2 concernant la communication sans fil à l'intérieur d'un véhicule. [0006] Selon un premier aspect, le but est atteint avec un dispositif pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule, comprenant : - un premier élément de connexion connectable de manière fonctionnelle à une antenne, dans lequel des données HF reçues par l'antenne peuvent être converties en données numériques, au moyen du premier élément de connexion ; et - un élément de transmission en forme de câble connecté de manière fonctionnelle au premier élément de connexion pour la transmission des données numériques. [0007] De cette façon, un « câble numérique » facile à déployer est utilisé pour la commu- nication de données à l'intérieur du véhicule. Celui-ci présente avantageusement, outre la capacité de déploiement plus facile à l'intérieur du véhicule, également des pertes plus faibles. En conséquence, il est ainsi avantageusement possible d'utiliser pour le dispositif des jeux de puces grand public peu onéreux qui peuvent accomplir une pluralité de fonctionnalités pour la communication de données. En conséquence, une meilleure facilité d'utilisation est ainsi soutenue par des antennes conçues selon différentes technologies à l'intérieur du véhicule. [0008] Selon un deuxième aspect, le but est atteint avec un procédé pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule, comprenant les étapes suivantes : - conversion de données HF reçues au moyen d'une antenne en données numériques, au moyen d'un premier élément de connexion connecté de manière fonctionnelle à l'antenne ; et - transmission des données numériques au moyen d'un élément de transmission en forme de câble connecté de manière fonctionnelle au premier élément de connexion. [0009] Des modes de réalisation préférés du dispositif sont décrits ci-dessous. [0010] Un mode de réalisation préféré du dispositif se caractérise par le fait qu'il comprend en outre un élément de bande de base connecté de manière fonctionnelle à une sortie de l'élément de transmission en forme de câble. De cette façon, une séparation locale de l'élément de bande de base et de l'élément de connexion est fournie sous la forme d'un élément frontal HF, lesquels communiquent l'un avec l'autre au moyen d'un élément de transmission en forme de câble. [0011] Un autre mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention se caractérise par le fait que l'élément de bande de base est conçu sous la forme d'un composant électronique programmable, dans lequel des piles logicielles de différents protocoles de communication peuvent être chargées dans le composant électronique programmable. Ainsi, cela permet d'obtenir avantageusement la possibilité d'utiliser différentes normes radio ou de transfert lors du fonctionnement du dispositif, le logiciel correspondant étant chargé dans le composant électronique programmable selon la norme de transfert. En conséquence, une exploitation économique des ressources est ainsi 3 soutenue. [0012] Un autre mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention se caractérise par le fait qu'un deuxième élément de connexion, avec lequel les données numériques peuvent être converties en données HF, est raccordable à la sortie de l'élément de transmission en forme de câble. De cette façon, un élément de bande de base et un élément frontal HF peuvent être conçus l'un avec l'autre à la sortie de l'élément de transmission en forme de câble, ce qui rend en conséquence également obsolète un câble coaxial pour le transfert des données à l'intérieur du véhicule. Un avantage particulier de cette variante consiste en une utilisation de composants normalisés de l'électronique grand public ou automobile. [0013] Un autre mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention se caractérise par le fait que l'élément de bande de base comprend un élément de transformation et un nombre défini d'éléments de démodulation, dans lequel des données transformées au moyen de l'élément de transformation peuvent être introduites au niveau des éléments de démodulation, dans lequel les données des éléments de démodulation peuvent être assemblées en mots de données au moyen d'un élément de commutation. De cette façon, il est fourni avantageusement un élément de bande de base qui, outre les buts de transformation, fournit également l'assemblage des données fournies par l'élément de transformation en mots de données numériques. [0014] Un autre mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait que l'élément de transmission en forme de câble comporte au moins l'un des éléments suivants : une ligne à deux fils, une ligne à quatre fils, des lignes d'ondes lumineuses, des lignes diélectriques. De cette façon, sont fournis pour l'élément de transmission en forme de câble des moyens techniquement éprouvés et peu onéreux qui, d'une part, sont faciles à déployer à l'intérieur du véhicule et, d'autre part, possèdent des propriétés de transfert favorables pour le transfert des données numériques à l'intérieur du véhicule. En outre, avec lesdites lignes de données, des amplificateurs de compensation ou intermédiaires supplémentaires ne sont pas nécessaires, ce qui permet avantageusement un gain de place à l'intérieur du véhicule. [0015] Un autre mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que des données sont transmissibles selon le protocole CPRI par l'intermédiaire de l'élément de transmission en forme de câble. De cette façon, il est utilisé, pour la transmission des données numériques par l'intermédiaire de l'élément de transmission en forme de câble, un protocole qui représente une norme d'un transfert de données qui est utilisée par plusieurs fabricants, ce qui permet de soutenir une compatibilité de produits de différents fabricants. [0016] L'invention est décrite en détail ci-après avec d'autres caractéristiques et avantages à l'aide de plusieurs figures. À cet effet, sont surtout représentés sur les figures les 4 principes essentiels de l'invention, des éléments connus en soi selon l'état de la technique n'étant pas exposés plus précisément. [0017] Des avantages divulgués du dispositif résultent de manière analogue d'avantages divulgués du procédé et vice versa. [0018] Les figures montrent : [0019] [fig.1] un schéma fonctionnel de principe d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; [0020] [fig.21 un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; [0021] [fig.31 un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; [0022] [fig.41 un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; et [0023] [fig.51 un déroulement de principe d'un procédé selon l'invention. [0024] La Fig. 1 montre un schéma fonctionnel de principe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention 100 pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule. Le véhicule non représenté sur les figures peut à cet effet être conçu sous la forme d'un véhicule à moteur (par exemple un véhicule terrestre, un véhicule aquatique, un véhicule aérien) dans les variantes les plus diverses. On remarque un premier élément de connexion 10 qui est conçu sous la forme d'un module frontal HF connu en soi et/ou sous la forme d'un circuit discret et qui peut être raccordé à une antenne 200. L'antenne 200 peut à cet effet être conçue sous la forme d'une antenne à des fins de communication les plus diverses du véhicule, par exemple sous la forme d'une antenne de radiotéléphonie mobile pour 3G/4G/5G, d'une antenne Bluetooth, d'une antenne Wi-Fi, d'une antenne Car-to-X, d'une antenne Car-to-Car, etc. [0025] Les données HF analogiques reçues au moyen de l'antenne 200 sont transformées en données numériques par le premier élément de connexion 10 au moyen de principes connus en soi, comme par exemple une mise en oeuvre d'un mélange, d'un filtrage, d'une amplification et d'une fourniture de données IQ par l'intermédiaire de deux chemins séparés. Étant donné que ces principes susmentionnés d'un élément frontal sont connus en soi et non essentiels pour l'invention, il n'en est pas davantage question ici. [0026] Après la mise en oeuvre de ladite transformation des données, les données nu- mériques sont transmises au niveau d'un élément de transmission en forme de câble 20, lequel fournit les données pour l'utilisation ultérieure à l'intérieur du véhicule à la sortie de l'élément de transmission en forme de câble 20. L'élément de transmission en forme de câble 20 peut par exemple être conçu sous la forme d'une ligne à deux fils, d'une ligne à quatre fils, de lignes d'ondes lumineuses, de lignes diélectriques, etc., lesquelles se déploient facilement à l'intérieur du véhicule et possèdent avantageusement des propriétés de transfert favorables, comme par exemple une faible atténuation. [0027] De préférence, les données numériques sont transférées par l'intermédiaire de l'élément de transmission en forme de câble 20 selon le protocole CPRI (common public radio interface) qui représente un protocole connu dans le domaine des stations de base de radiotéléphonie mobile pour le transfert de données IQ entre l'élément de bande de base et l'élément frontal, pour lequel plusieurs fabricants proposent des produits. Un transfert des données numériques par l'intermédiaire de l'élément de transmission en forme de câble 20 selon d'autres protocoles de transfert non mentionnés ici est également envisageable. [0028] En conséquence, il est ainsi créé un dispositif qui transforme les données haute fréquence reçues par l'antenne 200 en données numériques, dans lequel les données numériques sont fournies et distribuées de façon efficace à l'intérieur du véhicule. De cette façon, sont réalisées des lignes de commande pour les diverses antennes mentionnées précédemment, par l'intermédiaire desquelles les données numériques sont transférables selon différents protocoles de la communication de données. [0029] La Fig. 2 montre un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention 100 pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule. On remarque que dans ce cas, un élément de bande de base 30 est raccordé à l'élément de transmission en forme de câble 20. L'élément de bande de base 30 comporte à cet effet un élément de transformation 31 qui réalise par exemple une transformation de Fourier rapide des données numériques introduites par l'intermédiaire de l'élément de transmission en forme de câble 20. Les données ainsi obtenues avec de très nombreuses fréquences porteuses différentes sont introduites dans des éléments de démodulation 32, lesquels démodulent les données numériques qui s'assemblent ensuite, à l'aide d'une unité de commutation 33, pour former les flux ou mots de données numériques véritables qui correspondent aux données HF reçues par l'antenne 200. [0030] En conséquence, il est ainsi soutenu que le premier élément de connexion 10 et l'élément de bande de base 30 peuvent être disposés de manière spatialement séparée l'un de l'autre dans le véhicule et qu'entre eux est conçu un élément de transmission en forme de câble 20 facilement déployable connu en soi. [0031] De cette façon, dans le véhicule, un module d'infodivertissement, une antenne in- telligente, etc. peut par exemple être raccordé(e) à l'élément de bande de base 30 et être alimenté(e) par celui-ci en données numériques. [0032] La Fig. 3 montre un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention 100 6 pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule. On remarque que dans cette variante, l'élément de bande de base 30, qui comprend un composant électronique programmable 34, est raccordé à l'élément de transmission en forme de câble 20. Il est ainsi par exemple possible de décrire le composant électronique programmable 34 avec des données issues d'un élément de mémoire électronique 35 (par exemple une mémoire flash). [0033] De cette façon, différentes piles logicielles (en anglais, software stacks) qui sont res- pectivement associées à différents protocoles de transfert peuvent être écrites dans le composant électronique programmable 34. En conséquence, il est ainsi soutenu que différentes normes de transfert peuvent fonctionner avec l'élément de bande de base 30 avec respectivement des protocoles de communication associés. De cette façon, il est par exemple possible que, selon le cas d'application, l'élément de bande de base 30 assure différentes fonctionnalités et puisse ainsi être utilisé également pour la commande de différentes antennes qui fonctionnent selon différents protocoles de communication. [0034] De cette façon, il est par exemple possible qu'une antenne 200 qui n'est que rarement utilisée dans le véhicule (par exemple une antenne Bluetooth pour la mise en oeuvre d'une manoeuvre de stationnement autonome du véhicule) soit exploitée dans d'autres scénarios pour la transmission, par exemple, de données Wi-Fi. Grâce au transfert du logiciel de l'élément de mémoire 35 dans le module programmable 34, cela est facilement possible. De cette façon, un mode « Software Defined Radio » (radio logicielle) peut être accompli facilement et confortablement, car les multiples normes radio différentes ne sont souvent pas utilisées en même temps ou en parallèle. [0035] La Fig. 4 montre un autre mode de réalisation d'un dispositif 100 pour la transmission de données à l'intérieur d'un véhicule. Dans cette variante, un deuxième élément de connexion 40, qui est lui-même spatialement connecté de manière étroite à l'élément de bande de base 30, est raccordé à l'élément de transmission en forme de câble 20. De cette façon, on peut utiliser un élément de combinaison 50 qui est avantageusement disponible sous la forme d'un module électronique peu onéreux issu du domaine grand public et/ou automobile. [0036] Par exemple, il est de cette façon possible de raccorder un module télématique à l'élément de transmission en forme de câble 20 grâce à l'utilisation d'un jeu de puces normalisé issu du domaine grand public. [0037] En conséquence, il peut être ainsi accompli, à l'intérieur d'un véhicule, un transfert facilement réalisable de données numériques qui ont été fournies à partir de données de réception HF analogiques. Le dispositif 100 peut avantageusement être utilisé pour connecter différents systèmes HF les uns avec les autres, dans lequel, pour les systèmes HF, des normes sans fil les plus diverses, par exemple une diffusion FM/ 7 DAB/TV, une radiotéléphonie mobile selon 3G/4G/5G, un Wi-Fi avec 2,4 et 5,9 GHz, un V2X, etc., sont utilisées et sont facilement adaptables de manière flexible. [0038] Au moyen du dispositif, une utilisation de câbles coaxiaux non flexibles et sensibles à une détérioration mécanique peut être avantageusement réduite dans une large mesure ou même totalement éliminée à l'intérieur du véhicule. Une utilisation du dispositif est également envisageable dans des applications industrielles dans lesquelles une utilisation de câbles coaxiaux fragiles n'est ni judicieuse ni opportune. [0039] Avec l'invention, un transfert amélioré de données numériques à l'intérieur du véhicule est avantageusement possible selon une conception flexible simultanée d'une architecture matérielle et d'une économie de composants électroniques. [0040] La Fig. 5 montre un déroulement de principe d'un mode de réalisation du procédé proposé. [0041] Dans une étape 200, une conversion de données HF reçues au moyen d'une antenne 200 en données numériques est mise en oeuvre au moyen d'un premier élément de connexion 10 connecté de manière fonctionnelle à l'antenne 200. [0042] Dans une étape 210, une transmission des données numériques est mise en oeuvre au moyen d'un élément de transmission en forme de câble 20 connecté de manière fonctionnelle au premier élément de connexion 10. [0043] Le procédé proposé peut avantageusement être conçu sous la forme d'un logiciel qui est exécuté sur le dispositif 100 et peut être ainsi facilement modifié et adapté avec des moyens techniques programmés appropriés. [0044] L'homme du métier réalisera également des modes de réalisation non ou seulement partiellement divulgués précédemment sans s'écarter de l'esprit de l'invention. 8 [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31 [Revendication 41 [Revendication 51 [Revendication 61 [Revendication 71