FR3139264A1 - Telecommunications device for motor vehicle - 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. 2The invention relates to a telecommunications device for a motor vehicle comprising a computer processing module (5) comprising a first identification module (6) for access to a first telecommunications network and a second identification module (7) for access to a second telecommunications network, a first radio frequency module (9, 10) configured to interface between the computer processing module and the first telecommunications network, a second radio frequency module (11, 12) configured to provide the interface between the computer processing module and the second telecommunications network, characterized in that the computer processing module and the first radio frequency module are produced on a first printed circuit board (2) and in that the second module radio frequency is produced on a second printed circuit board (3) distinct from the first printed circuit board. Figure for abstract: 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.The present invention relates to the technical field of telecommunications, and in particular the technical field of telecommunications established from motor vehicles. The invention particularly relates to a telecommunications device for a motor vehicle.
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 »)In the above field, it is known to equip vehicles with telecommunications devices which allow access to one or more telecommunications networks, in particular to receive or make calls, to access the Internet, to make operate satellite positioning systems, or even communicate with other vehicles or road infrastructure. These devices are known by the acronym NAD (for “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.The complexity of these modules, linked in particular to their numerous functionalities, can make their integration on printed circuit boards difficult and generate problems during their operation. In particular, the high number of modules with which certain devices are equipped requires the use of printed circuit boards having large dimensions, and therefore more prone to deformation. The risk of damage to the circuit it supports is therefore significant. In addition, the density of integration of the different components of these devices can hinder the good thermal evacuation of the module. In particular, the heat released by certain operating modules can be absorbed by other inactive modules, and accelerate their deterioration. Finally, the large number of components makes it difficult to achieve optimal connections between modules. For example, certain modules may be too far from each other, or too far from other elements of the vehicle.
L’invention offre une solution aux problèmes susmentionnés en proposant un dispositif de télécommunication qui présente un agencement avantageux.The invention offers a solution to the aforementioned problems by providing a telecommunications device which has an advantageous arrangement.
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.According to one aspect of the invention, there is proposed a telecommunications device for a motor vehicle comprising a computer processing module, or software processing module, comprising a first identification module for access to a first telecommunications network and a second identification module for access to a second telecommunications network, a first radio frequency module configured to interface between the computer processing module and the first telecommunications network, a second radio frequency module configured to interface between the computer processing module and the second telecommunications network, in which the computer processing module and the first radio frequency module are produced on a first printed circuit card and in which the second radio frequency module is produced on a second printed circuit card distinct from the first printed circuit board.
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.The distribution of the telecommunications device on two separate printed circuit cards advantageously makes it possible to reduce the integration density of the components, to thermally isolate the components or modules of each of the cards, and allows greater flexibility in the design of the device . In particular, it allows users of the device, for example automobile manufacturers, to make one of the radio frequency modules optional, by deactivating it or choosing not to integrate it into the vehicle.
Selon un mode de réalisation, chaque carte à circuit imprimé présente une dimension maximale inférieure ou égale à 45 millimètres.According to one embodiment, each printed circuit board has a maximum dimension less than or equal to 45 millimeters.
Une dimension réduite des cartes à circuit imprimé permet avantageusement de limiter leur déformation.A reduced size of the printed circuit boards advantageously makes it possible to limit their deformation.
Selon un mode de réalisation, le deuxième module radiofréquence est connecté au module de traitement informatique par l’intermédiaire d’une interface périphérique série.According to one embodiment, the second radio frequency module is connected to the computer processing module via a serial peripheral interface.
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.According to one embodiment, the second radio frequency module and the computer processing module are connected via a link allowing a throughput of 10 Gbps at a frequency of 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.According to one embodiment, the second radio frequency module and the computer processing module are connected by a data bus whose length is less than 150 millimeters.
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.According to one embodiment, the first printed circuit board and the second printed circuit board are separated by a distance of less than 50 millimeters.
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.According to one embodiment, the computer processing module is configured to simultaneously access the first telecommunications network and the second telecommunications network.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de télécommunication est configuré pour établir des communications selon la norme 5G.According to one embodiment, the telecommunications device is configured to establish communications according to the 5G standard.
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.According to one embodiment, the computer processing unit is configured to implement communications according to V2X technology via the second user identification module and the second radio frequency module.
Selon un mode de réalisation, le deuxième module radiofréquence est connecté au module de traitement informatique par l’intermédiaire d’un bus de données.According to one embodiment, the second radio frequency module is connected to the computer processing module via a data bus.
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 :In addition, various other characteristics of the invention emerge from the appended description made with reference to the drawings which illustrate non-limiting forms of embodiment of the invention and where:
Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.It should be noted that in these figures the structural and/or functional elements common to the different variants may have the same references.
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 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.The telecommunications device 1 allows the vehicle to communicate with an EV part of its environment, in particular certain road infrastructures and certain motor vehicles equipped with suitable telecommunications devices. For example here, the telecommunications device 1 is configured to implement communications using V2X technology.
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.The telecommunications device 1 is configured to establish multi-band communications with the DN1 and DN2 networks, in particular according to the 5G, 4G, 3G, or 2G standards and is adapted to implement MIMO (Multiple Input Multiple Output) type multiplexing. ), for example 4x4 type in downlink and 2x2 type in uplink. Device 1 makes it possible in particular to establish communications which have a throughput of at least 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.In addition, the telecommunications device makes it possible to implement MF-GNSS technology (“Multi-Frequency Global Navigation Satellite System” in French), in particular by establishing a communication with an NS satellite navigation system to establish the speed and position of the vehicle in real time.
Comme illustré sur la
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.The first integrated circuit card 2, or main card, comprises a power management module 4 configured to receive a power signal, here a power signal supplied by the vehicle, and to power the various components of the device telecommunications 1 after possibly transforming the power supply signal.
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).The first printed circuit board 2 comprises a computer processing module 5, here a modem comprising a microprocessor and a memory, configured to control the telecommunications operations of the device 1. The computer processing module 5 is of the DSDA type (“ Dual SIM, Dual Active” in English), that is to say it allows two identification modules to operate simultaneously for access to the network, here a first identification module 6 allowing access to the first telecommunications network DN1 and a second identification module 7 allowing access to the second telecommunications network DN2. Here, the identification modules 6 and 7 are electronic chips connected to the first printed circuit card 2, for example eSIM type chips (“embedded Subscriber Identity Module”, in English, “integrated subscriber identity module”. ", in French).
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.A memory module 8 configured to store data and a clock module 14 configured to generate a clock signal allowing the timing of the operations carried out by the computer processing unit are also produced on the first printed circuit card 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.The first printed circuit board 2 comprises a first radio frequency module 9, 10 configured to provide the interface between the computer processing module 5 and the first telecommunications network DN1. The first radio frequency module comprises a first transmission-reception module 9, configured to carry out operations on the transmitted and received signals, in particular analog-digital conversion operations and signal shaping operations, and a first radio frequency module. antennas 10, or FEM module (“Front End Module”, in English), which notably comprises one or more antenna connectors, power amplifiers, transmission/reception filters and switches.
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.The second printed circuit board 3 comprises a second radio frequency module 11, 12 configured to provide the interface between the computer processing module 5 and the second telecommunications network DN2. The second radio frequency module comprises a second transmission-reception module 11 configured to carry out operations on the transmitted and received signals, in particular analog-digital conversion operations and reshaping operations, and a second antenna module 12 , or FEM module, which notably includes one or more antenna connectors, power amplifiers, transmission/reception filters and switches.
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.The computer processing module 5, the power supply module 4 and the clock module 14 are produced on the first integrated circuit card 2 but are common to the entire device. Thus, links 13 allow the sending of control, data, power and clock signals from the first integrated circuit card to the second integrated circuit card.
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.Here, the connections 13 are made in the form of high speed interface buses (HSI, “High Speed Interface”, according to the usual Anglo-Saxon acronym). Preferably, the links 13 allow a throughput of at least 10 Gbps at a frequency of at least 5 GHz. The bus connecting the two printed circuit boards 2, 3 has a maximum dimension of 50 millimeters, for example here 40 millimeters, so as to ensure a total connection (that is to say a connection including the bus and the conductive tracks des) maximum between modules of 150 millimeters.
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.The links 13 also have an impedance of between 75 ohms and 110 ohms and a maximum differential insertion loss of -6 dB.
La
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.In this embodiment, the telecommunications device 1 comprises nine antenna connectors, of which five antenna connectors are included in the first antenna module 10 and four antenna connectors are included in the second antenna module 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.The first antenna module 10 comprises
- a first antenna connector ant1, or main antenna connector, or primary antenna, which has good performance, in particular high antenna gain, compared to the other antennas of the first antenna module 10;
- a second ant2 antenna connector, or secondary antenna connector, or diversity antenna;
- a third ant3 antenna connector and a fourth ant4 antenna connector which allow the implementation of carrier aggregation operations;
- an additional ant0 antenna connector which is dedicated to communications with the NS satellite navigation system.
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.The second antenna module 12 comprises two antenna connectors ant5 and ant6 dedicated to communications with the second DN2 network and two antenna connectors ant7 and ant8 dedicated to V2X operations.
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.In this embodiment, the first printed circuit board 2 and the second printed circuit board 3 each respectively comprise a first interface module 15 and a second interface module 16 to which a single link bus 17 is connected. allowing the communication of power, clock and control signals between the two printed circuit boards 2 and 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.The invention is not limited to the embodiments described here in connection with Figures 1 to 3 and various other modifications can be made to the invention within the scope of the appended claims.
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