SYSTEME DE COMMUNICATIONS PAR LIAISON LTE La présente invention concerne les communications sans-fil. Plus particulièrement, elle concerne l'accès au réseau LTE, notamment pour des usagers situés dans une région à faible densité de population (telle qu'une zone rurale). On rappelle que le LTE (initiales des mots anglais « Long Term Evolution » signifiant « Évolution sur le Long Terme ») est un ensemble de technologies de téléphonie mobile, qui sont normalisées dans leur version « avancée » (LTE Advanced) -- également appelée « quatrième génération » (4G), dans le document « Release 10 » du 3GPP (« Third Generation Partnership Project »). Par souci de brièveté, on désignera ci-dessous simplement par « LTE » toute version de ces technologies. Suite à la migration en France de la télévision analogique vers la diffusion numérique (norme DVB-T), le gouvernement français a décidé d'attribuer une partie du spectre (470-862 MHz), jusqu'alors attribuée au service de télédiffusion terrestre, aux opérateurs mobiles dans le cadre d'enchères ouvertes. Les opérateurs mobiles qui se sont portés acquéreurs de fréquences dans la bande 791-862 MHz (appelée « Dividende Numérique ») envisagent de l'utiliser pour le déploiement de réseaux LTE. Cette portion de spectre sera progressivement libérée dans toute l'Europe au fur et à mesure que les différents pays basculeront vers une diffusion numérique. Cette libération a été rendue possible grâce à l'introduction d'une norme de diffusion numérique (DVB-T) dont l'efficacité spectrale est sans commune mesure avec celle des systèmes analogiques (PAL, SECAM) utilisés jusqu'alors. Alors que la libération de cette bande n'est pas encore effective dans toute l'Europe, on parle déjà de libérer un second dividende numérique dans le haut de la bande 470790 MHz pour répondre aux besoins de spectre croissants des opérateurs mobiles pour faire face l'explosion des usages liés au haut débit mobile (point discuté lors de la Conférence Mondiale des Radiocommunications, Genève, février 2012). Mais des études récentes (cf. le rapport 148 de l'Electronic Communications Committee (ECC) intitulé « Measurements on the performance of DVB-T receivers in the presence of interference from the mobile service (especially from LTE) », CEPT, Marseille, juin 2010) réalisées par la CEPT (Conférence Européenne des Postes et Télécommunications) ont mis en évidence des problèmes de brouillage entre les réseaux mobiles susceptibles d'être déployés dans le Dividende Numérique (en l'occurrence, le LTE) et les récepteurs de télévision (norme DVB-T). Ces problèmes ont été confirmés dans le cadre d'expérimentations en laboratoire puis sur le terrain (par exemple à Laval au cours de l'année 2011 (cf. le rapport de I'ANFR (Agence Nationale des Fréquences) sur les expérimentations concernant la compatibilité TNT/LTE autour de 790 MHz, ANFR, décembre 2011, disponible sur le site Web www.anfr.fr). Plus précisément, l'absence d'un intervalle de garde suffisant entre la bande utilisée par les stations de base LTE (en Europe, 791 MHz-821 MHz) pour émettre à destination des stations mobiles, et le haut de la bande TV (canal 60: 782-790 MHz) se traduit notamment par une perturbation de la réception TV dès lors que le signal DVB-T reçu est inférieur au signal LTE capté par l'antenne TV. Ce problème est lié à la sélectivité insuffisante des récepteurs TV grand public, phénomène bien connu des fabricants de téléviseurs (on rappelle que la sélectivité d'un récepteur caractérise sa capacité à discriminer deux signaux radioélectriques peu espacés en fréquence). Plusieurs solutions techniques ont été envisagées pour résoudre ces problèmes de perturbations radioélectriques en bande adjacente : utilisation d'antennes TV plus directives, dépointage de l'antenne TV, suppression de l'amplificateur de réception TV situé derrière l'antenne, 2 9 8895 8 3 filtrage des signaux reçus en provenance du réseau LTE, et ainsi de suite. Plus précisément, il a été envisagé de combiner ces solutions en tenant compte de l'orientation de l'antenne TV par rapport à l'émetteur TV/DVB-T le plus proche et par rapport à la station de base LTE la plus proche. 5 Compte tenu de l'existence de ce problème, l'introduction en Europe du LTE dans la bande 791-862 MHz risque d'être difficile dans les zones géographiques où sont utilisés les canaux TV situés dans le haut de la bande UHF (canaux 58, 59 et 60 notamment). On notera que les fréquences indiquées ci-dessus correspondent au plan de fréquences 10 utilisé en Europe, mais d'autres régions dans le monde, bien qu'utilisant un plan de fréquences différent, prévoient également qu'une bande de fréquences dédiée aux communications mobiles LTE soit adjacente à une bande de fréquences dédiée aux signaux de télévision numérique. Or c'est cette bande de fréquences (située en-dessous de 1 GHz) 15 qui sera utilisée pour couvrir en LTE les zones rurales, plutôt que la seconde bande de fréquences, laquelle se situe autour de 2,6 GHz, car la première permet d'obtenir une couverture radioélectrique plus étendue que celle que l'on peut obtenir lorsque l'on utilise des fréquences situées au dessus de 1 GHz. 20 De multiples réglementations (en France et en Allemagne notamment) ont d'ailleurs imposé aux opérateurs mobiles attributaires de cette bande, des objectifs renforcés de couverture des zones rurales. A titre d'exemple, en France, les trois opérateurs titulaires d'une licence à 800 MHz (Bouygues, SFR et Orange) se sont engagés à couvrir en LTE 25 40 % de la population de la zone de déploiement prioritaire avant 2018 (cette zone prioritaire correspond à des communes difficiles à couvrir au moyen des fréquences supérieures à 1 GHz), et 90 % de la population de chaque département français avant 2025. The present invention relates to wireless communications. More particularly, it concerns access to the LTE network, particularly for users located in a region with a low population density (such as a rural area). It is recalled that the LTE (initials of the words "Long Term Evolution" meaning "Long Term Evolution") is a set of mobile telephony technologies, which are standardized in their "advanced" version (LTE Advanced) - also called "Fourth generation" (4G), in the "Release 10" document of 3GPP ("Third Generation Partnership Project"). For the sake of brevity, the following will simply be referred to as "LTE" any version of these technologies. Following the migration in France from analogue to digital broadcasting (DVB-T standard), the French government decided to allocate part of the spectrum (470-862 MHz), previously allocated to the terrestrial television broadcasting service, to mobile operators in the context of open auctions. Mobile operators who have acquired spectrum in the 791-862 MHz band (known as the "Digital Dividend") plan to use it for the deployment of LTE networks. This portion of the spectrum will gradually be released throughout Europe as different countries switch to digital broadcasting. This release was made possible thanks to the introduction of a digital broadcasting standard (DVB-T) whose spectral efficiency is out of all proportion to that of the analogue systems (PAL, SECAM) used until now. While the release of this band is not yet effective across Europe, there is already talk of releasing a second digital dividend at the top of the 470790 MHz band to meet the growing spectrum needs of mobile operators to cope with the problem. explosion of mobile broadband usage (item discussed at the World Radiocommunication Conference, Geneva, February 2012). But recent studies (see Report 148 of the Electronic Communications Committee (ECC) entitled "Measurements on the performance of DVB-T receivers in the presence of the mobile service (especially from LTE)", CEPT, Marseille, June 2010) carried out by the CEPT (European Conference of Posts and Telecommunications) have highlighted problems of interference between mobile networks likely to be deployed in the Digital Dividend (in this case, the LTE) and television receivers (DVB-T standard). These problems were confirmed in laboratory experiments and in the field (for example in Laval during 2011 (see the report of the ANFR (Agence Nationale des Fréquences) on experiments concerning compatibility TNT / LTE around 790 MHz, ANFR, December 2011, available on the website www.anfr.fr) More specifically, the lack of a sufficient guard interval between the band used by LTE base stations (in Europe, 791 MHz-821 MHz) to transmit to mobile stations, and the top of the TV band (channel 60: 782-790 MHz) results in particular in a disturbance of the TV reception as soon as the DVB-T signal received is lower than the LTE signal picked up by the TV antenna.This problem is related to the insufficient selectivity of consumer TV receivers, a phenomenon well known to television manufacturers (it is recalled that the selectivity of a receiver characterizes its ability to discriminate between two s radio frequency signals with low frequency spacing). Several technical solutions have been envisaged to solve these problems of adjacent band radio interference: use of more directive TV antennas, TV antenna misalignment, suppression of the TV reception amplifier located behind the antenna, 2 9 8895 8 3 filtering received signals from the LTE network, and so on. More specifically, it has been envisaged to combine these solutions taking into account the orientation of the TV antenna with respect to the nearest TV / DVB-T transmitter and with respect to the nearest LTE base station. 5 Given the existence of this problem, the introduction of LTE in the 791-862 MHz band in Europe is likely to be difficult in the geographical areas where the TV channels at the top of the UHF band (channels 58, 59 and 60 in particular). It will be noted that the frequencies indicated above correspond to the frequency plan 10 used in Europe, but other regions in the world, although using a different frequency plan, also provide for a frequency band dedicated to mobile communications. LTE is adjacent to a frequency band dedicated to digital television signals. However, it is this frequency band (below 1 GHz) 15 that will be used to cover LTE rural areas, rather than the second frequency band, which is around 2.6 GHz, because the former allows a greater radio coverage than that which can be obtained when frequencies above 1 GHz are used. 20 Multiple regulations (in France and Germany in particular) have also imposed on the mobile operators awarded this band, reinforced objectives of coverage of rural areas. For example, in France, the three operators licensed to 800 MHz (Bouygues, SFR and Orange) have committed to cover in LTE 25 40% of the population in the priority deployment area before 2018 (this priority area corresponds to municipalities difficult to cover with frequencies above 1 GHz), and 90% of the population of each French department before 2025.
Ce problème de couverture se pose de façon aigüe pour les résidences domestiques ne disposant pas d'accès Internet par ADSL ou le câble, et souhaitant donc accéder à Internet via le réseau LTE. La présente invention concerne donc un système de communications sans-fil comprenant : - au moins une antenne, - au moins un tuner TV relié à ladite antenne, et - un filtre passe-bande placé entre ledit tuner TV et l'antenne. Ledit système de communications sans-fil est remarquable en ce qu'il 10 comprend en outre : - un coupleur inséré entre ledit filtre passe-bande et l'antenne, et - au moins un modem LTE relié audit coupleur. Ainsi, la présente invention fournit aux usagers d'une antenne TV (installée, de préférence, sur le toit de leur maison ou de leur immeuble) 15 une connectivité sans fil au moyen du réseau LTE. Pour ce faire, l'invention tire ingénieusement parti de ce qui était, dans l'état de l'art, considéré comme un inconvénient, à savoir la proximité des bandes de fréquences LTE (en Europe, 791-862 MHz) et DVB-T (en Europe, 470-790 MHz) : en effet, l'auteur de la présente invention a réalisé que, du fait 20 même de cette proximité, une antenne est intrinsèquement adaptée aux deux bandes (LTE et TV) concernées. L'invention propose donc d'utiliser cette antenne TV, d'une part, pour la réception des signaux de télévision, et d'autre part pour l'émission et la réception des signaux issus du modem LTE 25 Les signaux reçus par l'antenne sont aiguillés séparément vers le modem LTE et vers le tuner TV au moyen d'un coupleur possédant une bonne isolation entre ces deux sorties. La protection du tuner TV est renforcée par l'ajout d'un filtre passe-bande qui a pour fonction d'éliminer les signaux issus du modem LTE et les signaux LTE reçus par l'antenne 30 TV. This problem of coverage is acute for homes that do not have ADSL or cable Internet access, and therefore wish to access the Internet via the LTE network. The present invention therefore relates to a wireless communications system comprising: at least one antenna, at least one TV tuner connected to said antenna, and a band-pass filter placed between said TV tuner and the antenna. Said wireless communication system is remarkable in that it further comprises: a coupler inserted between said bandpass filter and the antenna, and at least one LTE modem connected to said coupler. Thus, the present invention provides users of a TV antenna (preferably installed on the roof of their house or building) with wireless connectivity through the LTE network. To do this, the invention ingeniously takes advantage of what was, in the state of the art, considered a disadvantage, namely the proximity of the LTE frequency bands (in Europe, 791-862 MHz) and DVB- T (in Europe, 470-790 MHz): indeed, the author of the present invention has realized that, because of this proximity, an antenna is intrinsically adapted to the two bands (LTE and TV) concerned. The invention therefore proposes to use this TV antenna, on the one hand, for the reception of the television signals, and on the other hand for the transmission and reception of the signals coming from the LTE modem. The signals received by the antenna are routed separately to the LTE modem and to the TV tuner via a coupler with good isolation between these two outputs. The protection of the TV tuner is reinforced by the addition of a band-pass filter whose function is to eliminate the signals from the LTE modem and the LTE signals received by the TV antenna.
L'invention permet avantageusement aux opérateurs d'augmenter la couverture LTE, puisque : - l'antenne (ou les antennes) augmente(nt) la sensibilité de réception des signaux LTE en provenance d'une station de base par rapport à la réception à l'intérieur d'un bâtiment (cette augmentation étant particulièrement souhaitable, dans une maison ou un immeuble, près du sol), et - on peut aisément configurer l'antenne (ou les antennes) de manière à optimiser l'émission des signaux LTE émis par le modem vers une station de base, tout en maintenant une bonne réception TV. De plus, l'invention permet avantageusement d'éliminer tout problème de brouillage entre réception TNT et communications LTE grâce audit filtre passe-bande placé entre le coupleur et le tuner TV. On notera que les modems LTE de fabrication classique sont, 15 quant à eux, bien sélectifs en fréquence, et qu'il ne sera donc généralement pas nécessaire de placer un filtre passe-bande entre le coupleur et le modem LTE. Selon des caractéristiques particulières, ledit tuner TV, ledit filtre passe-bande, ledit coupleur et ledit modem LTE sont intégrés dans un 20 même boîtier, ledit boîtier étant pourvu d'une interface TV et d'une interface destinée à l'échange de données avec le modem LTE. Grâce à ces dispositions, la mise en oeuvre de l'invention par un usager requiert un minimum de changements par rapport à une installation domestique selon l'art antérieur. En effet, il lui suffit d'ajouter 25 ledit boîtier aux appareils (antenne TV, interface TV, ordinateur, et ainsi de suite) déjà en sa possession. Selon d'autres caractéristiques particulières, ledit filtre passe-bande, ledit coupleur et ledit modem LTE sont intégrés dans un téléviseur comprenant un tuner TV, ledit téléviseur comprenant en outre une 30 interface destinée à l'échange de données avec le modem LTE. The invention advantageously allows the operators to increase the LTE coverage, since: the antenna (or the antennas) increases the reception sensitivity of the LTE signals coming from a base station with respect to the reception at inside a building (this increase is particularly desirable in a house or building, close to the ground), and - the antenna (or antennas) can be easily configured to optimize the transmission of LTE signals sent by the modem to a base station, while maintaining good TV reception. In addition, the invention advantageously makes it possible to eliminate any interference problem between TNT reception and LTE communications thanks to said band-pass filter placed between the coupler and the TV tuner. It should be noted that conventional LTE modems are, in turn, well frequency selective, and that it will therefore generally not be necessary to place a bandpass filter between the coupler and the LTE modem. According to particular features, said TV tuner, said bandpass filter, said coupler and said LTE modem are integrated in a same box, said box being provided with a TV interface and an interface intended for the exchange of data. with the LTE modem. Thanks to these provisions, the implementation of the invention by a user requires a minimum of changes compared to a domestic installation according to the prior art. Indeed, it is sufficient for him to add said box to the devices (TV antenna, TV interface, computer, and so on) already in his possession. According to other particular features, said bandpass filter, said coupler and said LTE modem are integrated in a television set including a TV tuner, said television further comprising an interface for the exchange of data with the LTE modem.
Grâce à ces dispositions, la mise en oeuvre de l'invention par un usager est particulièrement simple. Elle suppose toutefois l'achat d'un téléviseur intégrant l'invention. Selon encore d'autres caractéristiques particulières, ledit système de communications comprend, entre ledit filtre passe-bande d'une part, et le tuner TV de chaque usager membre d'une collectivité donnée d'autre part, une station de réception TV collective suivie d'un réseau de distribution auxdits usagers ; de plus, ledit modem LTE est relié à un réseau local. Thanks to these provisions, the implementation of the invention by a user is particularly simple. However, it supposes the purchase of a television incorporating the invention. According to still other particular characteristics, said communication system comprises, between said bandpass filter on the one hand, and the TV tuner of each user member of a given community, on the other hand, a collective TV reception station followed a distribution network to said users; in addition, said LTE modem is connected to a local area network.
Grâce à ces dispositions, on peut appliquer l'invention à une collectivité, par exemple celle formée par des usagers vivant dans un même immeuble. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous de modes de réalisation particuliers, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures qui l'accompagnent, dans lesquelles : - la figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 3 représente un troisième mode de réalisation de l'invention. Comme indiqué succinctement ci-dessus, le système de communications sans-fil selon l'invention comprend : - au moins une antenne 1, - au moins un tuner TV 2 relié à ladite antenne 1, - un filtre passe-bande 3 placé entre ledit tuner TV 2 et l'antenne 1, - un coupleur 4 inséré entre ledit filtre passe-bande 3 et l'antenne 1, et - au moins un modem LTE 5 relié audit coupleur 4. Thanks to these provisions, the invention can be applied to a community, for example that formed by users living in the same building. Other aspects and advantages of the invention will appear on reading the detailed description below of particular embodiments, given by way of non-limiting examples. The description refers to the figures which accompany it, in which: FIG. 1 represents a first embodiment of the invention, FIG. 2 represents a second embodiment of the invention, and FIG. a third embodiment of the invention. As indicated briefly above, the wireless communications system according to the invention comprises: at least one antenna 1, at least one TV tuner 2 connected to said antenna 1, a bandpass filter 3 placed between said antenna 1, TV tuner 2 and antenna 1, a coupler 4 inserted between said band-pass filter 3 and antenna 1, and at least one LTE modem 5 connected to said coupler 4.
Le filtre passe-bande 3 est conçu pour ne laisser passer vers le tuner TV 2 que les signaux dont les fréquences correspondent à la TV numérique (en Europe, 470-790 MHz). Il atténue notamment de manière efficace les signaux dont les fréquences correspondent à la bande LTE adjacente (en Europe, 791--862 MHz). Le modem LTE 5 comprend, de façon classique, un duplexeur 10 pour gérer l'émission (en Europe, fréquences 832-862 MHz) et la réception (en Europe, fréquences 791-821 MHz) de signaux via le réseau LTE. The bandpass filter 3 is designed to let only the signals whose frequencies correspond to the digital TV (in Europe, 470-790 MHz) to the TV tuner 2. In particular, it effectively attenuates signals whose frequencies correspond to the adjacent LTE band (in Europe, 791-862 MHz). The LTE modem 5 comprises, in a conventional manner, a duplexer 10 for managing the transmission (in Europe, frequencies 832-862 MHz) and the reception (in Europe, frequencies 791-821 MHz) of signals via the LTE network.
Si le système selon l'invention est installé en complément d'une antenne TV préexistante équipée d'un amplificateur d'antenne, il faudra de préférence retirer cet amplificateur pour permettre l'émission des signaux LTE On va décrire à présent, en référence à la figure 1, un premier mode de réalisation de l'invention. Selon ce premier mode de réalisation, on intègre, dans un boîtier 6, les fonctions relatives à un adaptateur TV (notamment le tuner TV 2) et celles relatives à un modem LTE 5. Le boîtier 6 comprend en outre un filtre passe-bande 3 et un coupleur 4, ainsi que : - un port USB et/ou Ethernet pour la liaison entre le modem LTE 5 et un appareil domestique (tel qu'un ordinateur), et - un port SCART/PERITEL et/ou HDMI pour la connexion à un téléviseur. La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention. If the system according to the invention is installed in addition to a pre-existing TV antenna equipped with an antenna amplifier, it will be necessary to remove this amplifier to allow the transmission of the LTE signals. We will now describe, with reference to Figure 1, a first embodiment of the invention. According to this first embodiment, the functions relating to a TV adapter (in particular the TV tuner 2) and those relating to an LTE modem 5 are integrated in a case 6. The case 6 also comprises a band-pass filter 3. and a coupler 4, as well as: - a USB and / or Ethernet port for the connection between the LTE modem 5 and a home device (such as a computer), and - a SCART / SCART and / or HDMI port for the connection to a TV. Figure 2 illustrates a second embodiment of the invention.
Selon ce deuxième mode de réalisation, on intègre un filtre passe- bande 3, un coupleur 4 et un modem LTE 5 à l'intérieur d'un téléviseur 7 comprenant un tuner TV 2. Ce téléviseur 7 comprend en outre une interface externe pour l'échange de données entre un appareil domestique (tel qu'un ordinateur) et le modem LTE 5 par l'intermédiaire d'un port USB ou d'un port Ethernet. According to this second embodiment, a bandpass filter 3, a coupler 4 and an LTE modem 5 are integrated inside a television 7 comprising a TV tuner 2. This television 7 also comprises an external interface for the television. data exchange between a home device (such as a computer) and the LTE 5 modem via a USB port or an Ethernet port.
La figure 3 illustre un troisième mode de réalisation de l'invention. Ce troisième mode de réalisation est une application de l'invention à l'émission/réception collective, par exemple dans un immeuble. Le modem LTE 5 est relié à un réseau local Ethernet desservant l'immeuble. L'antenne TV 1 est une antenne collective. Entre le filtre passe-bande 3 et le tuner TV 2 de chaque usager de l'immeuble, on place une station de réception TV collective 8 suivie d'un réseau 9 de distribution coaxiale aux usagers de l'immeuble.10 Figure 3 illustrates a third embodiment of the invention. This third embodiment is an application of the invention to collective transmission / reception, for example in a building. The LTE 5 modem is connected to an Ethernet LAN serving the building. The TV antenna 1 is a collective antenna. Between the bandpass filter 3 and the TV tuner 2 of each user of the building, a collective TV reception station 8 is placed followed by a coaxial distribution network 9 to the users of the building.