FR3139264A1 - Dispositif de télécommunication pour véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de télécommunication pour véhicule automobile comportant un module de traitement informatique (5) comprenant un premier module d’identification (6) pour l’accès à un premier réseau de télécommunication et un deuxième module d’identification (7) pour l’accès à un deuxième réseau de télécommunication, un premier module radiofréquence (9, 10) configuré pour faire l’interface entre le module de traitement informatique et le premier réseau de télécommunication, un deuxième module radiofréquence (11, 12) configuré pour faire l’interface entre le module de traitement informatique et le deuxième réseau de télécommunication, caractérisé en ce que le module de traitement informatique et le premier module radiofréquence sont réalisés sur une première carte à circuit imprimé (2) et en ce que le deuxième module radiofréquence est réalisé sur une deuxième carte à circuit imprimé (3) distincte de la première carte à circuit imprimé. Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
La présente invention concerne le domaine technique des télécommunications, et notamment le domaine technique des télécommunication établies depuis les véhicules automobiles. L’invention concerne tout particulièrement un dispositif de télécommunication pour véhicule automobile.
Dans le domaine ci-dessus, il est connu d’équiper les véhicules avec des dispositifs de télécommunication qui permettent l’accès à un ou plusieurs réseaux de télécommunication, afin notamment de recevoir ou émettre des appels, d’accéder à internet, de faire fonctionner des systèmes de positionnement par satellite, ou encore de communiquer avec les autres véhicules ou les infrastructures routières. Ces dispositifs sont connus sous l’acronyme anglo-saxon NAD (pour « Network Access Device »)
La complexité de ces modules, liée notamment à leurs nombreuses fonctionnalités, peut rendre leur intégration sur des cartes à circuit imprimé difficile et générer des problèmes lors de leur fonctionnement. Notamment, le nombre élevé de modules dont certains dispositifs sont équipés requiert l’emploi de cartes à circuit imprimé présentant des dimensions importantes, et donc plus enclines à se déformer. Le risque de détérioration du circuit qu’elle supporte est donc important. En outre, la densité d’intégration des différents composants de ces dispositifs peut entraver la bonne évacuation thermique du module. Notamment, la chaleur dégagée par certains modules en fonctionnement peut être absorbée par d’autres modules inactifs, et accélérer leur détérioration. Enfin, le grand nombre de composants rend difficile la réalisation de connexions optimales entre les modules. Par exemple, certains modules peuvent être trop éloignés les uns des autres, ou trop éloignés d’autres éléments du véhicule.
L’invention offre une solution aux problèmes susmentionnés en proposant un dispositif de télécommunication qui présente un agencement avantageux.
Selon un aspect de l’invention, il est proposé un dispositif de télécommunication pour véhicule automobile comportant un module de traitement informatique, ou module de traitement logiciel, comprenant un premier module d’identification pour l’accès à un premier réseau de télécommunication et un deuxième module d’identification pour l’accès à un deuxième réseau de télécommunication, un premier module radiofréquence configuré pour faire l’interface entre le module de traitement informatique et le premier réseau de télécommunication, un deuxième module radiofréquence configuré faire l’interface entre le module de traitement informatique et le deuxième réseau de télécommunication, dans lequel le module de traitement informatique et le premier module radiofréquence sont réalisés sur une première carte à circuit imprimé et dans lequel le deuxième module radiofréquence est réalisé sur une deuxième carte à circuit imprimé distincte de la première carte à circuit imprimé.
La répartition du dispositif de télécommunication sur deux cartes à circuit imprimé distinctes permet avantageusement de réduire la densité d’intégration des composants, d’isoler thermiquement les composants ou les modules de chacune des cartes, et permet une plus grande souplesse dans la conception du dispositif. Notamment, elle permet aux utilisateurs du dispositif, par exemple des constructeurs de véhicules automobiles, de rendre l’un des modules radiofréquence optionnel, en le désactivant ou en choisissant de ne pas l’intégrer au véhicule.
Selon un mode de réalisation, chaque carte à circuit imprimé présente une dimension maximale inférieure ou égale à 45 millimètres.
Une dimension réduite des cartes à circuit imprimé permet avantageusement de limiter leur déformation.
Selon un mode de réalisation, le deuxième module radiofréquence est connecté au module de traitement informatique par l’intermédiaire d’une interface périphérique série.
Selon un mode de réalisation, le deuxième module radiofréquence et le module de traitement informatique sont connectés par l’intermédiaire d’une liaison permettant un débit de 10 Gbps à une fréquence de 50 GHz.
Selon un mode de réalisation, le deuxième module radiofréquence et le module de traitement informatique sont connectés par un bus de données dont la longueur est inférieure à 150 millimètres.
Selon un mode de réalisation, la première carte à circuit imprimé et la deuxième carte à circuit imprimé sont séparées d’une distance inférieure à 50 millimètres.
Selon un mode de réalisation, le module de traitement informatique est configuré pour accéder simultanément au premier réseau de télécommunication et au deuxième réseau de télécommunication.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de télécommunication est configuré pour établir des communications selon la norme 5G.
Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement informatique est configurée pour mettre en œuvre des communications selon la technologie V2X par l’intermédiaire du deuxième module d’identification utilisateur et du deuxième module radiofréquence.
Selon un mode de réalisation, le deuxième module radiofréquence est connecté au module de traitement informatique par l’intermédiaire d’un bus de données.
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où :
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
Un système de télécommunication SYS comprenant un véhicule automobile V équipé d’un dispositif de télécommunication 1 selon l’invention est illustré sur la . Le système de télécommunication comporte un premier réseau distant DN1 et un deuxième réseau distant DN2 avec lesquels le dispositif de télécommunication est apte à communiquer. Ici, le dispositif de télécommunication est configuré pour établir des communications avec les réseaux DN1 et DN2 selon la norme 5G.
Le dispositif de télécommunication 1 permet au véhicule de communiquer avec une partie EV de son environnement, notamment certaines infrastructures routières et certains véhicules automobiles équipés de dispositifs de télécommunication adaptés. Par exemple ici, le dispositif de télécommunication 1 est configuré pour mettre en œuvre des communications selon la technologie V2X.
Le dispositif de télécommunication 1 est configuré pour établir des communications multi-bandes avec les réseaux DN1 et DN2, notamment selon les normes 5G, 4G, 3G, ou 2G et est adapté à mettre en œuvre des multiplexages de type MIMO (Multiple Input Multiple Output), par exemple de type 4x4 en liaison descendante et de type 2x2 en liaison montante . Le dispositif 1 permet notamment d’établir des communications qui présentent un débit d’au moins 1 Gbps.
En outre, le dispositif de télécommunication permet d’implémenter la technologie MF-GNSS (« Multi-Frequency Global Navigation Satellite System » en langue française, « Système multifréquences mondial de navigation par satellite », en langue française), notamment en établissant une communication avec un système de navigation par satellite NS afin d’établir la vitesse et la position du véhicule en temps réel.
Comme illustré sur la , le dispositif de télécommunication 1 comporte une première carte à circuit imprimé 2 et une deuxième carte à circuit imprimé 3. Les cartes à circuit imprimé sont ici de forme rectangulaire, et plus précisément de forme carrée, de dimension maximale 45 millimètres et de quelques millimètres d’épaisseur. Ici, la première carte à circuit imprimé est un carré de 45 millimètres de côté et la deuxième carte à circuit imprimé est un carré de 32 millimètres de côté. Les deux cartes à circuit imprimé 2 et 3 comportent un empilement de couches conductrices, par exemple des couches de cuivre, et de couches isolantes, par exemple de la résine époxyde renforcée par des fibres de verre.
La première carte à circuit intégré 2, ou carte principale, comporte un module de gestion de l’alimentation 4 configuré pour recevoir un signal d’alimentation, ici un signal d’alimentation fourni par le véhicule, et pour alimenter les divers composant du dispositif de télécommunication 1 après avoir éventuellement transformé le signal d’alimentation.
La première carte à circuit imprimé 2 comporte un module de traitement informatique 5, ici un modem comportant un micro-processeur et une mémoire, configuré pour commander les opérations de télécommunication du dispositif 1. Le module de traitement informatique 5 est du type DSDA (« Dual SIM, Dual Active » en langue anglaise), c’est-à-dire qu’il permet de faire fonctionner simultanément deux modules d’identification pour l’accès au réseau, ici un premier module d’identification 6 permettant d’accéder au premier réseau de télécommunication DN1 et un deuxième module d’identification 7 permettant d’accéder au deuxième réseau de télécommunication DN2. Ici, les modules d’identification 6 et 7 sont des puces électroniques reliées à la première carte à circuit imprimé 2, par exemple des puces de type eSIM (« embedded Subscriber Identity Module », en langue anglaise, « module d’identité souscripteur intégré », en langue française).
Un module mémoire 8 configuré pour stocker des données et un module d’horloge 14 configuré pour générer un signal d’horloge permettant le cadencement des opérations réalisées par l’unité de traitement informatique sont également réalisés sur la première carte à circuit imprimé 2.
La première carte à circuit imprimé 2 comporte un premier module radio fréquence 9, 10 configuré pour faire l’interface entre le module de traitement informatique 5 et le premier réseau de télécommunication DN1. Le premier module radiofréquence comporte un premier module d’émission-réception 9, configuré pour réaliser des opérations sur les signaux émis et reçus, notamment des opérations de conversion analogique-numérique et des opérations de mise en forme des signaux, et un premier module d’antennes 10, ou module FEM (« Front End Module », en langue anglaise), qui comporte notamment un ou plusieurs connecteur d’antenne, des amplificateurs de puissance, des filtres d’émission/réception et des interrupteurs.
La deuxième carte à circuit imprimé 3 comporte un deuxième module radiofréquence 11, 12 configuré pour faire l’interface entre le module de traitement informatique 5 et le deuxième réseau de télécommunication DN2. Le deuxième module radiofréquence comporte un deuxième module d’émission-réception 11 configuré pour réaliser des opérations sur les signaux émis et reçus, notamment des opérations de conversion analogique-numérique et des opérations de remise en forme, et un deuxième module d’antennes 12, ou module FEM, qui comporte notamment un ou plusieurs connecteurs d’antennes, des amplificateurs de puissance, des filtres d’émission/réception et des interrupteurs.
Le module de traitement informatique 5, le module d’alimentation 4 et le module d’horloge 14 sont réalisés sur la première carte à circuit intégré 2 mais sont communs à l’ensemble du dispositif. Ainsi, des liaisons 13 permettent l’envoi des signaux de commande, de données, d’alimentations et d’horloge depuis la première carte à circuit intégré vers la deuxième carte à circuit intégré.
Ici, les liaisons 13 sont réalisées sous la forme de bus d’interface haute vitesse (HSI, « High Speed Interface», selon l’acronyme anglo-saxon usuel). De préférence, les liaisons 13 permettent un débit d’au moins 10 Gbps à une fréquence d’au moins 5 GHz. Le bus reliant les deux cartes à circuit imprimé 2, 3 présente une dimension maximale de 50 millimètres, par exemple ici 40 millimètres, de façon à assurer une liaison totale (c’est-à-dire une liaison comprenant le bus et les pistes conductrices des) maximale entre les modules de 150 millimètres.
Les liaisons 13 présentent en outre une impédance comprise entre 75 ohms et 110 ohms et une perte d’insertion différentielle maximale de -6 dB.
La illustre avec davantage de détails un mode de réalisation du dispositif 1. Les éléments communs aux modes de réalisation décrits précédemment portent la même référence et ne seront pas décrits à nouveau.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de télécommunication 1 comporte neuf connecteurs d’antennes, dont cinq connecteurs d’antennes sont compris dans le premier module d’antennes 10 et quatre connecteurs d’antennes sont compris dans le deuxième module d’antennes 12.
Le premier module d’antennes 10 comprend
- un premier connecteur d’antenne ant1, ou connecteur d’antenne principale, ou antenne primaire, qui présente de bonnes performances, notamment un gain d’antenne élevé, par rapport aux autres antennes du premier module d’antennes 10 ;
- un deuxième connecteur d’antenne ant2, ou connecteur d’antenne secondaire, ou antenne de diversité ;
- un troisième connecteur d’antenne ant3 et un quatrième connecteur d’antenne ant4 qui permettent la mise en œuvre d’opérations d’agrégation de porteuse ;
- un connecteur d’antenne supplémentaire ant0 qui est dédié aux communications avec le système de navigation par satellite NS.
- un premier connecteur d’antenne ant1, ou connecteur d’antenne principale, ou antenne primaire, qui présente de bonnes performances, notamment un gain d’antenne élevé, par rapport aux autres antennes du premier module d’antennes 10 ;
- un deuxième connecteur d’antenne ant2, ou connecteur d’antenne secondaire, ou antenne de diversité ;
- un troisième connecteur d’antenne ant3 et un quatrième connecteur d’antenne ant4 qui permettent la mise en œuvre d’opérations d’agrégation de porteuse ;
- un connecteur d’antenne supplémentaire ant0 qui est dédié aux communications avec le système de navigation par satellite NS.
Le deuxième module d’antennes 12 comporte deux connecteur d’antennes ant5 et ant6 dédiés aux communications avec le deuxième réseaux DN2 et deux connecteur d’antennes ant7 et ant8 dédiés aux opérations de V2X.
Dans ce mode de réalisation, la première carte à circuit imprimé 2 et la deuxième carte à circuit imprimé 3 comportent chacune respectivement un premier module d’interface 15 et un deuxième module d’interface 16 sur lesquels vient se connecter un unique bus de liaison 17 permettant la communication des signaux d’alimentation, d’horloge, de commande entre les deux cartes à circuit imprimé 2 et 3.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ici en lien avec les figures 1 à 3 et diverses autres modifications peuvent être apportées à l’invention dans le cadre des revendications annexées.
Claims (7)
- Dispositif de télécommunication pour véhicule automobile (V) comportant un module de traitement informatique (5) comprenant un premier module d’identification (6) pour l’accès à un premier réseau de télécommunication (DN1) et un deuxième module d’identification (7) pour l’accès à un deuxième réseau de télécommunication (DN2), un premier module radiofréquence (9, 10) configuré pour faire l’interface entre le module de traitement informatique (5) et le premier réseau de télécommunication (DN1), un deuxième module radiofréquence (11, 12) configuré pour faire l’interface entre le module de traitement informatique (5) et le deuxième réseau de télécommunication (DN2), caractérisé en ce que le module de traitement informatique (5) et le premier module radiofréquence (9, 10) sont réalisés sur une première carte à circuit imprimé (2) et en ce que le deuxième module radiofréquence (11, 12) est réalisé sur une deuxième carte à circuit imprimé (3) distincte de la première carte à circuit imprimé (2).
- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque carte à circuit imprimé (2, 3) présente une dimension maximale inférieure ou égale à 45 millimètres.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième module radiofréquence (11, 12) est connecté au module de traitement informatique (5) par l’intermédiaire d’une interface périphérique série (13 ; 17).
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième module radiofréquence (11, 12) et le module de traitement informatique (5) sont connectés par l’intermédiaire d’une liaison (13 ; 17) permettant un débit de 10 Gbps à une fréquence de 50 GHz.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième module radiofréquence (11, 12) et le module de traitement informatique (5) sont connectés par un bus de données (13 ; 17) dont la longueur est inférieure à 150 millimètres.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première carte à circuit imprimé (2) et la deuxième carte à circuit imprimé (3) sont séparées d’une distance inférieure à 50 millimètres.
- Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de traitement informatique (5) est configuré pour accéder simultanément au premier réseau de télécommunication (DN1) et au deuxième réseau de télécommunication (DN2).
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- 2023-06-07 WO PCT/EP2023/065295 patent/WO2024022662A1/fr unknown
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