EP4490855A1 - Procédé de contrôle d'un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d'accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d'accès, système de communication et programme d'ordinateur correspondants - Google Patents
Procédé de contrôle d'un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d'accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d'accès, système de communication et programme d'ordinateur correspondantsInfo
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- EP4490855A1 EP4490855A1 EP23708244.1A EP23708244A EP4490855A1 EP 4490855 A1 EP4490855 A1 EP 4490855A1 EP 23708244 A EP23708244 A EP 23708244A EP 4490855 A1 EP4490855 A1 EP 4490855A1
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Definitions
- DESCRIPTION TITLE Method for controlling a level of quality of service between user equipment and access equipment to a communication network, corresponding device, access equipment, communication system and computer program.
- the present invention belongs to the general field of telecommunications. It concerns more particularly the cohabitation of several wireless communication networks using the same resources in a given geographical area.
- the invention finds a preferred but non-limiting application in the context of mobile services relying on such communication networks.
- Prior art Today there are several types of networks allowing a user to access mobile communication services, such as for example a terrestrial cellular network, a satellite network, a network of remotely controlled devices or drones, or even a network of high altitude platforms or HPA (in English, “High Altitude Platforms”).
- These networks of different types can be managed by the same operator or by separate operators.
- frequency spectrum is a rare commodity, and given the growing number of networks and the plurality of operators, we can expect that the same frequency band will be allocated to several heterogeneous networks, for example to a terrestrial cellular network and a satellite network managed by the same operator (or by separate operators).
- communications established within these networks with user equipment located in the same geographical area and relying on the same resources will create interference on each other, which will have an impact on the quality of these communications, and therefore on the experience of users of user equipment.
- the invention responds to this need by proposing a method for controlling a level of quality of service of a communication between user equipment and a first wireless communication network, said method comprising: - determining a value of a parameter representative of the quality of service level of the communication between access equipment called server equipment of the first network to which said user equipment is attached and said user equipment, said communication using a given frequency band, said value being determined at least as a function of a bandwidth allocated to this communication, of transmission characteristics of the server equipment, of at least one other access equipment of the first network and of at least one other equipment of access of at least one second wireless communication network, said at least one other access device of the first network and said at least one other access device of said at least one second network being configured to use said frequency band given and being likely to interfere with the communication, and a topology of the first network and the at least one second network in at least one so-called interference zone; - when the determined value does not reach a target value of said parameter, obtaining a modification of at least one transmission characteristic of said server access
- said value of the parameter is determined at least as a function of the bandwidth allocated to the communication, a distance between the user equipment and the server equipment, a transmission power of the server equipment, antenna gain ratios between the server equipment and said at least one other access equipment of the first network and between the server equipment and said at least one other access equipment of the at least one second network, and of the topology of the first network and of the at least one second network in said at least one interference zone.
- the invention applies in a preferred manner to communication in the downward direction, that is to say from the server equipment to the user equipment. It also applies in a preferred manner when the first and second networks are distinct and heterogeneous networks in the sense that they rely on different technologies and include access equipment of different types.
- the first network includes terrestrial base stations and the second network access equipment located in the air or in space such as satellites.
- the invention is not limited to this example of a second satellite network and applies to other types of network, such as for example a network of drones and a network of high altitude platforms.
- a network of drones and a network of high altitude platforms.
- we designate such a network in the following by “aerial” type network ie relying on access equipment located in the air such as drones or high altitude platforms or on access equipment located in space such as satellites).
- the user equipment can be attached to any type of access equipment, belonging to any of the previously mentioned terrestrial or aerial type communications networks. No limitation is attached to the nature of the user equipment.
- the user equipment can also be a terrestrial radio station for transmitting/receiving this satellite network.
- the invention is based on a completely new and inventive approach to controlling a level of quality of service on the downlink radio link between user equipment and the server access equipment which connects it to a first communication network in the presence of interference generated by other networks. It consists of determining the effective value of a parameter of quality of service as perceived at the user equipment level, taking into account the influence on communication performance not only of the transmission characteristics of the server equipment (e.g.
- Such a topology may include a density of access equipment of the first and second networks likely to interfere with communication in an interference zone, an average distance between the access equipment, an altitude of the access equipment. access, a minimum elevation angle or any other characteristic making it possible to define a zone of interference with communication.
- This topology in the interference zone is exploited by the invention to model in a very simple manner the interference generated on the communication between the server access equipment and the user equipment by other access equipment simultaneously using the same resources (and more particularly here the same frequency band) as the server access equipment during its communication with the user equipment.
- the invention does not attempt to determine in a tedious manner the individual contribution of each access equipment interfering with the communication, then to sum the individual contributions of this access equipment, but considers the impact of these other access equipment on communication in its entirety thanks to knowledge of the topology of the networks to which they belong.
- a modification to be made to the value of one or more emission characteristics of one or more several access devices of the first network and/or the second network is determined so as to achieve this target value.
- the invention therefore makes it possible to configure the server equipment of the user equipment and/or one or more access equipment of one or more networks of different types which interfere with the communication between the server equipment and the user equipment to enable it to reach the target value.
- the modification of the at least one transmission characteristic can therefore apply to the server access equipment and/or to other access equipment of the first network and/or to access equipment of the second network.
- the invention can be exploited upstream of a communication: it then allows the operator of the first network to know a priori whether server access equipment meets a quality of service requested by user equipment. If it is not possible to determine a modification of the emission characteristics of the server access equipment verifying this quality of service, the operator can advantageously anticipate a failure of the communication and consider different options upstream of the communication actions aimed at improving the user experience: informing the user, rejecting the communication, selecting other access equipment to serve the communication, etc.
- the invention can also modify the transmission characteristics of other interfering access equipment of the first network or even those of interfering access equipment of the second network, in particular if it is itself the operator. If the second network is operated by another operator, inter-operator agreements can be put in place for this purpose. But the invention can also be used during communication to dynamically adapt the values of one or more transmission characteristics of this communication, such as the transmission power of the server access equipment, the bandwidth allocated to the communication or the throughput of the communication. The invention can also be implemented in a planning tool for the deployment of terrestrial or aerial access equipment (including drones, high altitude platforms and/or satellites).
- the first network and the second network are networks of distinct types belonging to a group comprising at least one terrestrial type network comprising a plurality of terrestrial base stations and a so-called aerial type network comprising a plurality of air or space access equipment
- the determination of a value of a parameter representative of the level of quality of service of the communication comprises the determination of a first impact factor on the value of said parameter of the others access equipment of the first network interfering on the communication and determining a second impact factor on the value of said parameter of the access equipment of the second network interfering on the communication.
- aerial type network we designate both a satellite communication network whose access equipment is satellites, for example satellites placed in orbit around the Earth approximately 600 km from the ground, and a drone communication network located a few hundred meters from the ground or a communication network of high altitude platforms located approximately 80 km from the ground.
- the server equipment can therefore be a terrestrial base station, a satellite, a drone, a high altitude platform, etc.
- An advantage of the invention is to determine globally on the one hand the impact of the other access equipment of the first network and on the other hand that of the access equipment of the second network on the communication between the server equipment and user equipment.
- the determination of the first impact factor is a function of a density of other terrestrial base stations of the first network, called interfering base stations, located in a terrestrial interference zone defined at least as a function of an average distance between the base stations of the first network.
- the invention thus proposes to define a terrestrial interference zone according to the topology of the first network and to determine the overall impact of the other interfering terrestrial base stations. on the quality of service of the downlink radio link between the serving base station rather than adding up the individual impacts of each of them.
- the server base station comprising a first, a second and a third antennas covering three sectors
- the determination of the terrestrial impact factor denoted Fb comprises the implementation of a relationship equivalent to the following relationship: where ISD designates the average distance between the serving base station and the interfering base stations, ⁇ B designates the density of base stations in the terrestrial interference zone, ⁇ designates the fading factor (from English, “ path-loss”) modeling the propagation attenuation, r the radius or distance between the user equipment and the first antenna, h the height of the first antenna relative to the user equipment,
- (r, ⁇ , ⁇ ) designates the spherical coordinates of the user equipment in a reference frame O1'xyz centered on the serving base station at ground level, ⁇ the elevation angle between the user equipment and said first antenna ,
- A( ⁇ , ⁇ ) is the angular gain of the first antenna of the serving base station, to which the user equipment UE is connected;
- the second network being an aerial type network comprising a plurality of satellites placed in orbit around the Earth
- the determination of the second impact factor, called satellite impact factor is a function of a density of satellites interfering with communication in a satellite interference zone defined at least as a function of an altitude of the satellites of the second network and a minimum elevation angle of said satellite with said user equipment.
- the invention is based on the fact that the satellites present in the satellite interference zone cover a geographical zone intersecting in all or part the geographical coverage zone of the server equipment (in which the server equipment is located user equipment) and are therefore likely to generate global interference at the user equipment level which depends on the density of satellites using the same resources as the server access equipment in this area.
- the satellites present in the satellite interference zone cover a geographical zone intersecting in all or part the geographical coverage zone of the server equipment (in which the server equipment is located user equipment) and are therefore likely to generate global interference at the user equipment level which depends on the density of satellites using the same resources as the server access equipment in this area.
- all of the satellites located in the satellite interference zone are likely to interfere with the communication of the server access equipment with the user equipment because the probability that these satellites simultaneously use the same resources that the communication tends towards 1.
- the density of the satellites likely to interfere with the communication located in the satellite interference zone is therefore equal or substantially equal to the density of the satellites of the system located in the satellite interference zone. If, however, the hypothesis of the use of all resources by the satellites of the satellite network does not apply, it is appropriate to consider the density of satellites located in the satellite interference zone and simultaneously using the same resources than the communication in question.
- the impact factor of the satellites of the second network on the communication is defined as the product of the density of the satellites and the integral of the power received by the user equipment from the satellites of the second network likely to interfere with communication located in the satellite interference zone.
- other types of aerial access equipment for example drones, are present near the user equipment (in addition to the satellites mentioned previously or as replacements), use the same bandwidth. frequencies and are therefore likely to interfere with the communication between the user equipment and the equipment server of the first network.
- the determination of a value of a parameter representative of the level of quality of service of the communication then also takes into account a transmission power and antenna gain ratios of drones of this third network and includes the determination of a third impact factor (Fd), called the drone impact factor, said drone impact factor being a function of a density of interfering drones in a drone interference zone.
- Fd third impact factor
- Similar reasoning can be applied with HPA type aerial access equipment with the determination of an HPA impact factor.
- the determination of a quality of service parameter value further comprises the determination of a number of interfering satellites for said communication in the zone d satellite interference and the density of interfering satellites in the satellite interference zone is determined as a function of the number of interfering satellites and a surface of a spherical cap centered on the user equipment, of radius the orbit of the satellites of the satellite network, and delimited taking into account said minimum elevation angle.
- the determination of the satellite impact factor comprises the implementation of a relationship equivalent to the following equation:
- ⁇ SAT designates the density of interfering satellites (ie located in the satellite interference zone)
- R T designates the radius of the Earth
- h SAT the altitude of the interfering satellites in a reference frame centered on the user equipment
- ⁇ designates the minimum elevation angle
- d M designates the distance between the user equipment and the satellite located at the minimum elevation angle.
- the invention allows, from this integration on the satellite interference zone, defined as a spherical cap centered on the user equipment, to radius the orbit of the satellites of the satellite network , and delimited by taking into account a minimum elevation angle of the satellites to be likely to interfere with communication, to obtain a very simple expression of the satellite impact factor.
- the satellite interference zone defined as a spherical cap centered on the user equipment
- the determination of a value of a parameter representative of the level of quality of service of the communication further comprises the determination of a transmission power by the serving base station as a function of the terrestrial impact factor and the at least one second impact factor associated with said at least one second network, implementing a relationship equivalent to the following relationship: where I is an integer greater than or equal to two, designating a number of said second networks (of aerial type) comprising access equipment capable of interfering said communication,
- Fb is the terrestrial impact factor
- G i the gain of each interfering access equipment of a said second network
- G b the gain of the terrestrial base stations
- W the bandwidth used by the communication on the downlink radio link between the serving base station and the user equipment.
- An advantage of this embodiment of the invention is that it allows, via geometric considerations, to obtain a very simple expression based on an integral of the power received from the other interfering base stations of the first network and other equipment of interfering access from other networks (aerial type), which only depends on the impact factors, the antenna gains and the transmission powers of the access equipment of the first and second networks.
- the quality of service parameter belongs to a group comprising at least:
- the quality of service parameter includes a useful data transmission rate and the useful rate (315) is derived from the expression of the power transmission by the serving base station and determined according to the following equation:
- the quality of service parameter includes a useful data transmission delay Del u which is derived from the determined transmission power, by implementing a relationship equivalent to the following relationship: where V designates a volume of data transmitted.
- the control method according to the invention comprises the determination of a third impact factor associated with other interfering access equipment of a third communication network, of the drone type, as a function of a density ( ⁇ d ) of drones interfering with communication in a drone interference zone (CSd) defined at least as a function of an altitude of the drones of the third network and a minimum elevation angle of said drone with the user equipment and in that said determination (315) implements the following equation: where Fd is the impact factor of the drones of the third network on the communication between the serving base station and the user equipment, ⁇ d is the density of interfering drones,
- G d the gain of said drone interferes
- said at least one modified emission characteristic belongs to a group comprising at least:
- the invention also relates to a device for controlling a quality of service level of a communication between user equipment and a first wireless communication network, said first network comprising a plurality of access equipment configured to transmit messages.
- Said device is configured to implement: - the determination of a value of a parameter representative of the level of quality of service of the communication between a first access equipment of said plurality, to which said user equipment is attached, said equipment server access equipment, at least as a function of a bandwidth allocated to this communication, of transmission characteristics of the server access equipment, of at least one other access equipment of the first network and of at least another access equipment of at least a second wireless communication network, said other access equipment of the first network and the at least one second network being configured to emit radio frequency beams in the given frequency band and being likely to interfere with communication, and a topology of the first network and the at least one second network in at least one so-called interference zone; - when the determined value does not reach a target value of said parameter, determining a modification of at least one transmission characteristic of at least one antenna of said server access equipment and/or of at least one other access equipment of the plurality and/or of at least one second network, depending on the target value.
- said value of the parameter is determined at least as a function of the bandwidth allocated to this communication, of a distance between the user equipment and the server access equipment, of a transmission power of the server access equipment, antenna gain ratios of the server access equipment, said at least one other access equipment of the first network and said at least one other access equipment of the at least one second network , and the topology of the first network and the at least one second network in said at least one interference zone.
- said control device is integrated into the server equipment of the first communication network. Alternatively, it can be integrated into other access equipment of the first communications network or into the user equipment.
- said control device is integrated into a communication system, comprising access equipment of the first network, including server equipment of the user equipment and access equipment of at least a second network, said access equipment being configured to emit radio frequency beams in a given frequency band, said system further comprising the user equipment and the aforementioned control device.
- the communication system and the control device have at least the same advantages as those conferred by the aforementioned control method.
- the invention also relates to a computer program product comprising program code instructions for the respective implementation of the aforementioned control method, when executed by a processor.
- a program may use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other desirable shape.
- the invention also relates to at least one computer-readable recording medium on which a computer program is recorded comprising program code instructions for executing the steps of the method according to the invention as described above.
- a recording medium can be any entity or device capable of storing the program.
- the medium may comprise a storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or even a magnetic recording means, for example a mobile medium (memory card) or a hard drive or SSD.
- a recording medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means, so that the program computer it contains can be executed remotely.
- the programs according to the invention can in particular be downloaded onto a network, for example the Internet network.
- the recording medium(s) may be one or more integrated circuits in which each program is incorporated, the circuit(s) being adapted to execute or to be used in the execution of the aforementioned method.
- the present technique is implemented by means of software and/or hardware components.
- the term "module" can correspond in this document both to a software component, to a hardware component or to a set of hardware and software components.
- a software component corresponds to one or more computer programs, one or more subprograms of a program, or more generally to any element of a program or software capable of implementing a function or a set of functions, as described below for the module concerned.
- Such a software component is executed by a data processor of a physical entity (user equipment, server, gateway, set-top-box, router, etc.) and is capable of accessing the hardware resources of this physical entity (memories , recording media, communication bus, electronic input/output cards, user interfaces, etc.). Subsequently, resources are understood to mean all sets of hardware and/or software elements supporting a function or service, whether unitary or combined.
- a hardware component corresponds to any element of a hardware assembly capable of implementing a function or a set of functions, according to what is described below for the module concerned.
- It may be a programmable hardware component or one with an integrated processor for executing software, for example an integrated circuit, a smart card, a memory card, an electronic card for executing firmware ( “firmware” in English), etc.
- firmware “firmware” in English
- [fig .1] schematically represents the different elements involved in the implementation of the present solution, for user equipment connected to a first access equipment, called server equipment, of a first communication network located in a geographical area in which this first access equipment and other access equipment from other communication networks coexist, configured to emit radio signals in the same frequency band as it;
- [fig.2] represents an illustrative example of architecture of a system comprising the server equipment of the first communication network, the user equipment, at least a second communication network and a quality level control device serving communication between the server equipment and the user equipment according to the invention;
- fig.3] represents the steps of a method for controlling a level of quality of service of a communication between the server equipment and the user equipment according to one embodiment of the invention;
- [fig.4A] represents user equipment connected to a terrestrial base station serving the first communication network;
- the invention relates to the control of a level of quality of service of a communication established on a downlink radio link between access equipment, called server equipment, of a first wireless communication network and user equipment located in a geographical area where other wireless communication networks coexist with the first network and whose access equipment uses the same resources as the first network, and in particular here the same frequency band. Consequently, these other access equipment when they transmit radio-frequency beams on this frequency band are likely to generate interference with the radio-frequency beams emitted by the server equipment on this same frequency band towards the user equipment. For the sake of simplification here, we say that this other access equipment is therefore likely to interfere with the communication between the server equipment and the user equipment, and is called interfering access equipment.
- the general principle of the invention is based on the determination of a value of a parameter representative of an effective level of quality of service of the communication between the equipment server of the first network and the user equipment at least as a function of a bandwidth allocated to this communication, transmission characteristics of the server equipment, at least one other access equipment of the first network and at least one at least one other access equipment of at least a second wireless communication network, said other access equipment being likely to interfere with the communication, and a topology of the first network and the at least one second network in at least one so-called interference zone.
- the value of the parameter is determined at least as a function of the bandwidth allocated to this communication, a distance between the user equipment and the server equipment, a transmission power of the server equipment, antenna gain ratios between the server equipment and said at least one other access equipment of the first network and between the server equipment and said at least one other access equipment of the at least one second network, and the topology of the first network and the at least one second network in said at least one interference zone.
- the determined value is compared to a target value of said parameter.
- the invention makes it possible to check that the target quality of service level is reached and, if this is not the case, to propose a modification of the configuration of one or more access equipment of the first network and/ or other networks present in the geographical area and likely to interfere with communication, to ensure that it is reached.
- a modification of the configuration of one or more access equipment of the first network and/ or other networks present in the geographical area and likely to interfere with communication to ensure that it is reached.
- a modification of a configuration of the transmission characteristics may concern one or more antennas of the server equipment to which the user equipment is connected, but also one or more antennas of one or more other access equipment of the first network or other communication networks present in the geographical area considered.
- the modified transmission characteristics may include, for example, the antenna gain, the transmission power or even the transmission bandwidth in the frequency band considered.
- the invention thus makes it possible to guarantee to user equipment the quality of service and the performance required for the execution of a given service, for example by an application installed on a mobile terminal, of the smartphone type (from English, “smartphone”). It can advantageously be integrated into a planning tool used by an operator to decide on the location of its access equipment in a given geographical area.
- the invention works both with SISO (for “Single Input Single Output” in English) and MIMO (for “Multiple-Input Multiple-Output” in English) technology.
- the first network and the other communications networks are distinct and potentially heterogeneous networks, in the sense that they can rely on different technologies and include access equipment of different types.
- the first network is a terrestrial type communications network comprising terrestrial base stations and the second network is a so-called “aerial” type communications network, comprising access equipment located in the air such as drones or in space like satellites.
- the invention is not limited to this example of a second satellite network and applies to other types of network, such as for example a network of drones or a network of high altitude platforms.
- the user equipment can be attached to any type of access equipment, belonging to any of the previously mentioned communication networks.
- a first terrestrial type communication network for example based on an OFDMA type radio access technology, such as for example a mobile communication network conforming to the one of the current 4G LTE-A or 5G versions or a future version (6G and following) defined by the 3GPP standard.
- an OFDMA type radio access technology such as for example a mobile communication network conforming to the one of the current 4G LTE-A or 5G versions or a future version (6G and following) defined by the 3GPP standard.
- a second satellite communication network (“aerial” type network within the meaning of the invention), also implementing an OFDMA type radio technology and conforming to the 3GPP standard in one of its versions from the fourth generation (4G and following), and likely to interfere in a given geographical area with communications transmitted via the first terrestrial communications network.
- a user equipment UE for example a mobile telephone or a laptop or any other radio transmitter/receiver integrated in a vehicle or in a connected object located in a geographical zone ZG, connected to a first network radiocellular communication RT of an operator.
- a first network radiocellular communication RT of an operator.
- This is for example an urban or semi-urban area, within which several terrestrial base stations BS1, BS2, BS3 of the RT network have been installed close to each other.
- Their radio coverage zones or cells CL1, CL2, CL3 may overlap and, depending on its location in the ZG zone, the user equipment UE may be simultaneously within radio range of several of them.
- the user equipment UE may be simultaneously within radio range of several of them.
- SAT1, SAT2 located in orbit around the Earth at approximately 600 km, this satellite access equipment belonging to a second RSAT satellite radio communications network.
- This second RSAT network may or may not be managed by the same operator as the first network.
- Each access equipment in the ZG zone is equipped with one or more antennas configured to emit one or more radio frequency beams in one or more directions of propagation, in a manner known per se. It is assumed below that the user equipment UE is attached to the base station BS1 of the first network RT.
- FIG 2 an example of architecture of a system S, 10 according to one embodiment of the invention.
- Such a system comprises access equipment of a first communication network RT, access equipment of a second network RSAT and the user equipment UE of Figure 1.
- the system 10 comprises in in addition to a device 100 configured to control a quality of service level of a communication established between the user equipment UE and a serving base station, namely in the example considered here, the serving base station BS1.
- a device comprises a DET module.
- the device also includes a module for obtaining MOD.
- it also includes an OBT module.
- QoS_T for obtaining the target value of the parameter representative of the quality of service level
- an APP module for implementing the modification obtained.
- the device 100 thus implements the method of controlling a level of quality of service according to the invention which will be described in more detail in relation to Figures 3 and 6.
- the device 100 is housed in the first network RT and for example integrated into the serving base station BS1, which conventionally comprises MEM memories associated with a CPU processor.
- the memories can be of the ROM type (from the English “Read Only Memory”) or RAM (from the English “Random Access Memory”) or even Flash.
- the base station BS1 further comprises a TX module configured to control the transmission/reception of radio frequency beams by its antenna(s) (not shown) depending on the type of technology used. It also includes another interface INT, for example wired, for communication with node equipment of a core part RC of the first communication network RT. Alternatively, the device 100 could be integrated into other radio access equipment of the first RT network or into node equipment of the RC core network. According to another variant, it is integrated into the user equipment UE.
- a QoS_T target value of a parameter representative of a quality of service level of a communication established on the downlink radio link between the serving base station BS1 and the user equipment UE is obtained.
- this target value is received from the user equipment UE in a request message sent by a dedicated application installed on the user equipment.
- the target value of the parameter can be stored in memory, for example in a data table of the first RT network storing a user profile or a quality of service configuration associated with the application in question and accessible by the device 100.
- an effective value of the quality of service parameter is determined for a given transmission on the downlink radio link between the serving base station and the user equipment UE, at least as a function of a bandwidth allocated to this communication, a distance between the user equipment and the serving base station, a transmission power of the serving base station BS1 and gain ratios d antenna between the serving base station and at least one other access equipment of the first network and between the server equipment and at least one satellite of the second RSAT network configured to use said given frequency band and likely to interfere with the communication, and a topology of the first RT network and the at least one second RSAT network in at least one so-called interference zone.
- the effective value of the quality of service parameter determined at 31 is compared to the target value previously obtained. Depending on the result of this comparison, it is decided at 33, when the effective value reaches the target value, that the configuration of the communication system 10 can be left as is, and otherwise to modify the value by at least one TXF transmission characteristic of at least one antenna of at least one access equipment of the communication system 10. It is understood that depending on the type of parameter representative of a level of quality of service considered, the effective value determined can not reaching the target value because it is lower (for example in the case of a useful data reception rate) or on the contrary because it is higher (for example in the case of a useful delay receiving data).
- the required modification is determined. It may be intended to apply to the antenna(s) of the serving base station BS1 or to the antennas of other access equipment of the first RT network and/or the second RSAT network located in the interference zone. It is assumed, for example, that the quality of service parameter taken into consideration is the useful data reception rate by the user equipment and that the effective value determined is lower than the target value.
- the decided modification includes an increase in the transmission power of the base station BS1.
- it includes a reduction in the transmission power of other access equipment, for example satellites SAT1, SAT2 of the second RSAT network or possibly other base stations BS2 and BS3 of the first RT network.
- the modification relates to a bandwidth of the communication system, that is to say to the frequency bandwidth actually used by the system within the authorized frequency band.
- the frequency band authorized by the 3GPP standard in a network is approximately between 2680 and 2690 MHz, which makes a bandwidth of 10 MHz, while the bandwidth of the frequencies actually used by access equipment is only 2 or 3 MHz.
- the modification concerns the antenna gain of the base station BS1 if such a possibility of intervention on the antenna gain of the base station is offered by the network RT .
- the modification concerns several of the aforementioned emission characteristics.
- the modification obtained is implemented. Several embodiments can be envisaged. Upstream of a communication: it then allows the operator of the first network to know a priori whether server access equipment meets a quality of service requested by user equipment.
- the implementation of the modification obtained may include sending a command message to update a configuration of the access equipment, specifying the new value of the transmission characteristic(s) concerned.
- an alert message can be sent to another equipment or another function of the first network, for example in charge of supervising the management of quality of service, so that it triggers different actions aimed at improving the user experience (user information, rejection of the communication, selection of other access equipment to serve communication, etc.).
- command messages for updating their configuration are directly sent to them, in the case where the operator of the first network is also the operator of the second network.
- an update request message may be sent to the second network, in accordance with the terms of an inter-operator agreement.
- the application of the modifications obtained can also be carried out during communication to dynamically adapt one or more transmission characteristics of this communication, such as the transmission power of the server access equipment, the bandwidth allocated to the communication or the throughput of the communication.
- the invention can also be implemented in a tool for planning the deployment of access equipment on land, in the air or in space, for example to adapt the emission characteristics of the access equipment of the first and/or second network, following the establishment of a new base station in the first network or the orbiting of an additional satellite in the geographical area considered.
- a base station is defined as being dedicated to the management of a given geographical site (for example the geographical site of the base station BS1 corresponds to cell CL1 of the network).
- the first base station BS1 manages the corresponding geographical site in a multi-sector (or multi-sector) manner.
- the first base station BS1 in Figure 4A covers the site via three distinct sectors, each sector being covered by a corresponding so-called sectoral antenna A11, A21, A31.
- sectoral antenna is understood to mean an antenna emitting mainly in a given direction of propagation.
- a cell of the radiocommunications network includes three sectors. The three sectors are assumed here to have identical dimensions.
- Each sector is covered by means of a single antenna A11, A21, A31 capable of transmitting in a single beam in a given direction of propagation (or at least a single main beam concentrating the majority of the power radiated by the antenna ) on a given frequency band.
- this direction of propagation is referenced identically to the corresponding antenna A11, A21 or A31.
- the directions of propagation (or radiation) of the beams emitted by the antennas A11, A21, A31 covering two adjacent sectors of this site present an angle between them equal to ⁇ b1.
- Each antenna A11, A21, A31 is characterized, in a manner known per se, by a radiation pattern.
- each antenna A11, A21, A31 has an opening angle of three decibels in the horizontal plane denoted ⁇ 3dB.
- the antennas A11, A21 and A31 are co-located at the base station BS1, the latter being located at a point in the cell covered by the base station BS1, for example at the center O1 of the cell in the example envisaged in Figure 4A. Note that by “co-located” we mean that the antennas A11, A21, A31 are located at the same site (that is to say here at the same base station).
- the antennas can be spaced a distance less than ⁇ /2 where ⁇ designates the wavelength of the signals emitted by the antennas A11, A21 and A31 to communicate on the network.
- they can be spaced by a distance greater than ⁇ /2.
- the antennas A11, A31 and A21 are located at the same point O1' located at the top of a pylon of the base station BS1.
- the user equipment UE is located relative to the first base station BS1 in an orthonormal reference frame O1xyz.
- the O1 origin of the marker is here located at the foot of the pylon of the BS1 base station supporting the antennas A11, A21 and A31, at ground level.
- the O1z axis is vertical (along the pylon here, parallel to it) and the O1x and O1y axes define a horizontal plane parallel to the ground and perpendicular to the pylon.
- the plane (O1xy) is at ground level and is tangent to the Earth's surface at point O1 located at the foot of the pylon.
- the axis O1x coincides with the projection of the main propagation direction of the antenna A11 on this horizontal plane parallel to the ground.
- the user equipment UE is located via angles of a spherical coordinate system ( ⁇ 11, ⁇ 11) in the reference frame O1'xyz in question, and by the distance r representing the projection in the horizontal plane O1xy of the distance of the user equipment UE relative to the origin O1' of the mark O1'xyz.
- ⁇ 11, ⁇ 11 a spherical coordinate system
- r representing the projection in the horizontal plane O1xy of the distance of the user equipment UE relative to the origin O1' of the mark O1'xyz.
- r represents the distance of the user equipment UE relative to the foot of the pylon located at O1, supporting the antennas A11, A21, and ⁇ 11 and ⁇ 11 respectively representing the longitude and latitude of the user equipment UE in the reference O1'xyz.
- the angle ⁇ 11 is thus defined via the projection of the vector joining the origin of the mark O1'xyz to the user equipment UE in the horizontal plane O1xy, and measured relative to the projection of the main direction of propagation of the antenna A11 in this plane (which coincides with the O1x direction).
- the coordinates (r, ⁇ , ⁇ ) define the relative position of the user equipment UE with respect to the base station BS1, that is to say taking the position of the first base station BS1 as a reference. This position of the base station BS1 is known to the first network RT.
- the antennas A11, A21, A31 emit radiofrequency beams at an angle of inclination ⁇ t11 (or tilt angle in English) corresponding to an angle of deviation (a latitude of deviation here) of their radiation diagram relative to the horizontal plane O1'xy.
- Such sectoral antennas A11, A21 and A31 are for example adapted to a so-called SISO implementation (for “Single Input Single Output” in English) of the radiocommunications network considered, but also to a MIMO implementation, according to which the antennas Sectoral are matrices or networks of radiating elements.
- SISO Single Input Single Output
- MIMO MIMO implementation
- the antennas Sectoral are matrices or networks of radiating elements.
- the antennas A11, A21 and A31 are at a height h which corresponds to the distance between the antennas and the ground.
- the O1'xy plane is at a height h relative to the O1xy plane.
- the user equipment UE is attached to the server base station BS1 first network RT of Figure 2 and the base station BS1 has the architecture of Figures 4A and 4B.
- the user equipment UE receives one or more radio frequency beams coming from the antenna of the first sector of the serving base station BS1.
- a terrestrial impact factor Fb of the other terrestrial base stations on the quality of service level of the downlink radio link between the base station BS1 and the user equipment UE is determined.
- this impact factor depends on a density of the other terrestrial base stations of the first network likely to interfere with the communication between the serving base station BS1 and the user equipment, that is to say say implanted in a terrestrial interference zone (ZIT in Fig.4B). They are referred to as interfering base stations.
- This terrestrial interference zone ZIT is defined as a ring centered on the serving base station BS1, with a first radius the average inter-site distance ISD and a second radius defined by the limits of the geographical zone ZG.
- This terrestrial impact factor Fb represents the sum of the powers of each of the base stations of the first network RT which are located in the terrestrial interference zone ZIT.
- a first simplifying hypothesis is that all the base stations of the first RT network transmit with the same transmission power and the same maximum antenna gain given.
- a second is to consider that the sum of the discrete contributions of the powers emitted by the base stations located in the terrestrial interference zone can be transformed into a continuous spherical integration of the density of the interfering base stations all around the base station. , therefore over an angular interval [0, 2 ⁇ ] and for a radius r' between ISD and a maximum value defined by the limits of the geographical zone ZG.
- a third hypothesis is that the user equipment UE is served by the antenna(s) of the first sector of the serving base station BS1.
- a fourth hypothesis is that the antennas of the other sectors of the serving base station use the same frequency band and are therefore likely to generate interference with the communication.
- this terrestrial impact factor could be defined from the following relationship: where ISD designates the average distance between the serving base station and the interfering base stations, ⁇ B designates the density of base stations in the terrestrial interference zone, ⁇ designates the fading factor (from English, “ path-loss”) modeling the propagation attenuation, r the radius or distance between the user equipment and the first antenna, h the height of the first antenna relative to the user equipment,
- (r, ⁇ , ⁇ ) designates the spherical coordinates of the user equipment in a reference frame O1'xyz centered on the serving base station at ground level, ⁇ the elevation angle between the user equipment and said first antenna ,
- A( ⁇ , ⁇ ) is the angular gain of the first antenna of the serving base station, to which the user equipment UE is connected.
- the user equipment UE is connected to the first sector of the serving base station BS1, the antenna gain of which is therefore A( ⁇ , ⁇ ) dB .
- H1 is the gain of each antenna of the first RT network, defined as follows by: denotes the minimum antenna gain, and is a constant,
- ⁇ tilt is the downward tilt angle
- ⁇ 3dB the width of the vertical beam at half power
- ⁇ 3dB the width of the horizontal beam at half power
- a contribution from the two other antennas of the serving base station uses a relationship equivalent to the following relationship: respectively denotes the two other antennas of the waitress base station.
- a satellite impact factor FSAT is determined as a function of a density of satellites of the second network placed in orbit above the geographical zone ZG and likely to interfere with communication. They are hereinafter referred to as interfering satellites. In relation to Figure 6, they are located in a ZIS satellite interference zone which will be defined below.
- the satellites of the satellite network RAT which simultaneously use the same resources as the serving station are considered likely to generate interference on the communication between the serving base station BS1 and the user equipment UE.
- base BS1 uses to communicate downlink with the user equipment UE, such as the same frequency band.
- the simultaneous use of the same resources by all the satellites in the satellite network is a hypothesis that a satellite network verifies with a high probability. If this hypothesis is not verified for the satellite network considered, it is sufficient to limit the study to satellites located in the ZIS portion of the sphere simultaneously using the same resources (e.g. same frequency band here) as the BS1 base station. used in downlink to communicate with the user equipment UE.
- the same resources e.g. same frequency band here
- the value 30° is a typical value provided by satellite manufacturers, but the invention applies to other values of a (for example to values less than 30°).
- the probability that a satellite generates interference affecting the communication between the serving base station BS1 and the user equipment UE in other words , the probability that the satellite in question is in the ZIS interference zone.
- SAT1 ⁇ is the angle of longitude (horizontal) and ⁇ the angle of latitude or elevation (vertical).
- the density of satellites present in the ZIS satellite interference zone is expressed as follows: where N SAT is the number of interfering satellites in the ZIS zone and S the surface (not shown in Figure 6) of the spherical cap CS in which the interfering satellites evolve for the user equipment UE above the geographical zone ZG (which therefore corresponds to the ZIS zone).
- the spherical cap CS is located beyond the minimum elevation angles ⁇ and ⁇ — a.
- the inventor made the hypothesis (realistic and highly probable) that the gain ratio G and the power P are the same for all satellites likely to interfere with communication being located found in the ZIS zone: in fact, the antenna of a satellite emits an extremely fine beam and if we assume that the user equipment UE is not in the coverage of the main lobe of the radiation pattern of the antennas of these satellites (which would otherwise be server satellites for user equipment
- the impact factor F SAT is defined by the density
- the transmission power Pb from the serving base station to the user equipment UE is determined.
- the radiation diagram characterizes the gain of the antenna as a function of an observation direction ( ⁇ , ⁇ ) of the user equipment UE in the frame O1'xyz.
- this determination takes into account the terrestrial Fb and satellite F SAT impact factors previously described, which makes it possible to express the power received by the user equipment as follows: with:
- P SAT transmission power of a satellite, according to the hypothesis that all satellites SAT1, SAT2 in the ZG zone transmit at the same power
- ISD designates the average distance between sites, and in particular between the first server base station BS1 and the other base stations of the first network RT,
- K is a propagation constant of the base stations
- r designates the distance separating the user equipment UE from the serving base station BS1 at ground level
- h the height of the antennas of the serving base station relative to the ground
- ⁇ is a fading factor (also called “pathloss” factor) modeling the propagation attenuation with distance
- A( ⁇ , ⁇ ) is the angular gain of the antenna of the first sector of the serving base station BS1.
- the useful rate Du for reception of data by the user equipment UE it is possible to determine another parameter representative of a level of quality of service on the downlink radio link between the server base station BS1 and the user equipment UE, such as for example the useful reception delay DRu or the power useful reception Pu.
- the transmission delay DR U can be written as follows: The invention therefore makes it possible to obtain relatively simply the effective value of one or more parameters representative of a level of quality of service of the communication between the serving base station BS1 and the user equipment UE.
- a third communication network for example of the aerial type, comprising a plurality of access equipment present in the air above the geographical zone ZG where the user equipment UE is located.
- this is a network of RD drones and we assume that the drones of this network use the same frequency band as the serving base station BS1 and are therefore likely to generate interference on the communication between the serving base station BS1 and the user equipment UE.
- an impact factor of the drones Fd is determined as a function of a density ⁇ d of the drones Dr located in a drone interference zone ZID.
- the drones Dr present above the geographical zone ZG are placed at an altitude h d , of the order of a few hundred meters and we rely on the same hypotheses as those of the satellite network, namely that all Dr drones transmit with the same power and the same gain and that the drone interference zone is defined as a spherical cap CSD of radius dd and delimited by a minimum elevation angle ⁇ d below which the drones do not generate interference with the communication between the serving base station BS and the user equipment UE.
- the impact factor Fd is defined by the density p d of interfering drones in the interference zone ZID, integrated by a double spherical integration corresponding to the surface Sd of the spherical cap CS d .
- ⁇ d designates the density of interfering drones, that is to say located at a minimum elevation angle ⁇ d relative to the horizontal plane A orthogonal to the radius R T of the Earth in a point where the user equipment UE is located (ie tangent to the Earth at the user equipment UE).
- R T is the radius of the Earth
- h d is the altitude of the drones.
- d ⁇ d is the distance between the terrestrial receiver and a drone at the minimum elevation angle ⁇ d .
- the expression of the useful flow obtained in 315 becomes: where ⁇ ⁇ denotes the gain of the drones, P d the emission power of the drones, and Kd a drone emission constant.
- ⁇ ⁇ denotes the gain of the drones
- P d the emission power of the drones
- Kd a drone emission constant.
- a fourth communication network in the geographical area, for example a network of altitude platforms and determine an impact factor of these platforms in a manner similar to what has just been described in the case of a network of drones.
- the effective value of the parameter representative of a level of quality of service does not reach the target value
- This is for example the antenna gain Gb and/or the transmission power Pb of the base stations of the first network R T and or the bandwidth W.
- it can also be the gain GSAT of the satellites and/or the PSAT power of the satellites of the second RSAT network.
- This modification is determined in 34 as a function of the target value and with a view to getting closer to this target value.
- the transmission power Pb of the serving base station BS1 is modified into a power Pb', from the equation (9), as follows: all other transmission parameters (including those of interfering access equipment) being otherwise kept constant. In particular, the transmission power Pb of the other interfering base stations of the first network is unchanged.
- W' the bandwidth W used by the serving base station BS1 so as to reach the target value D u_T of the useful data reception rate by the user equipment UE.
- the server equipment of the user equipment UE is a terrestrial base station of the first network RT.
- the invention also applies in the case where the first network is an aerial type network and the server equipment is a satellite, a drone or a high altitude platform.
- a person skilled in the art would know how to adapt the process for controlling a level of quality of service of the invention to the specificities of such air access equipment, relying on this general knowledge and on the principles and hypotheses previously described.
- the device 100 comprises a random access memory 103 (for example a RAM memory), a processing unit 102 equipped for example with a ⁇ P processor, and controlled by a computer program stored in a read only memory 101 (for example a ROM memory or a hard drive).
- a computer program stored in a read only memory 101 (for example a ROM memory or a hard drive).
- the code instructions of the computer program are for example loaded into the RAM 103 before being executed by the processor of the processing unit 102.
- This fig.8 illustrates only one particular way, among several possibilities, to produce the device 100 so that it carries out the steps of the control method (according to any of the embodiments and/or variants described above in relation to Figures 3 and 5) . Indeed, these steps can be carried out indifferently on a reprogrammable calculation machine (a PC computer, a DSP processor or a microcontroller) executing a program comprising a sequence of instructions, or on a dedicated calculation machine (for example a set of logic gates like an FPGA or an ASIC, or any other hardware module).
- a reprogrammable calculation machine a PC computer, a DSP processor or a microcontroller
- a program comprising a sequence of instructions
- a dedicated calculation machine for example a set of logic gates like an FPGA or an ASIC, or any other hardware module.
- the corresponding program (that is to say the sequence of instructions) can be stored in a removable storage medium (such as for example a CD- ROM, a DVD-ROM, a USB key) or not, this storage medium being partially or totally readable by a computer or a processor.
- the device 100 is included in the access equipment to which the user equipment UE is attached, for example the serving base station BS1 of the first communication network RT.
- the device 100 is included in a device of the first communication network RT, eg in a node of the first communication network RT or in other access equipment of this first network, for example one of the BS2 or BS3 base stations. It can also be integrated into the user equipment UE or into access equipment or node equipment of another communication network present in the geographical area and included in the system 10 according to the invention, such as for example the second RSAT network.
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Abstract
L'invention concerne un procédé de contrôle d'un niveau de qualité de service d'une communication entre un équipement utilisateur et un premier réseau de communication sans fil, ledit procédé comprenant: la détermination (31) d'une valeur d'un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un équipement d'accès dit équipement serveur du premier réseau auquel ledit équipement utilisateur est attaché et ledit équipement utilisateur (UE), ladite communication utilisant une bande de fréquences donnée, ladite valeur étant déterminée au moins en fonction d'une bande passante allouée à cette communication, de caractéristiques de transmission de l'équipement d'accès serveur, d'au moins un autre équipement d'accès du premier réseau et d'au moins un autre équipement d'accès d'au moins un deuxième réseau de communication sans fil, configurés pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptibles d'interférer avec la communication, et d'une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d'interférence; lorsque la valeur déterminée n'atteint pas une valeur cible dudit paramètre, l'obtention d'une modification (34) d'au moins une caractéristique d'émission dudit équipement d'accès serveur et/ou d'au moins un autre équipement d'accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction d'un écart entre la valeur déterminée et la valeur cible.
Description
DESCRIPTION TITRE : Procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d’accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d’accès, système de communication et programme d’ordinateur correspondants. Domaine technique de l'invention La présente invention appartient au domaine général des télécommunications. Elle concerne plus particulièrement la cohabitation de plusieurs réseaux de communication sans fil utilisant les mêmes ressources dans une zone géographique donnée. L’invention trouve une application privilégiée mais non limitative dans le cadre de services mobiles s’appuyant sur de tels réseaux de communication. Art antérieur Aujourd’hui, il existe plusieurs types de réseaux permettant à un utilisateur d’accéder à des services de communication mobiles, comme par exemple un réseau cellulaire terrestre, un réseau satellitaire, un réseau de dispositifs télé-contrôlés ou drones, ou encore un réseau de plateformes haute altitude ou HPA (en anglais, « High Altitude Platforms »). Ces réseaux de différents types peuvent être gérés par un même opérateur ou par des opérateurs distincts. Or, le spectre de fréquences est une denrée rare, et compte tenu du nombre de réseaux grandissant et de la pluralité d’opérateurs, on peut s’attendre à ce qu’une même bande de fréquences soit allouée à plusieurs réseaux hétérogènes, par exemple à un réseau cellulaire terrestre et à un réseau satellitaire gérés par un même opérateur (ou par des opérateurs distincts). Dans ce contexte, les communications établies au sein de ces réseaux avec des équipements utilisateurs situés dans une même zone géographique et s’appuyant sur les mêmes ressources vont créer des interférences les unes sur les autres, ce qui aura un impact sur la qualité de ces communications, et donc sur l’expérience des utilisateurs des équipements utilisateurs. Dans l’état actuel de la technique, il est connu de tenir compte dans le contexte d’un réseau cellulaire par exemple conforme à la troisième génération du standard 3GPP (3G), des interférences intra- cellulaires et/ou inter-cellulaires liées à l’utilisation des mêmes ressources (et en particulier de la même bande de fréquences) sur une communication d’un utilisateur. Dans un contexte satellitaire, le document de N. Gupta et S. Bitragunta, intitulé « Green Satellite Communication Link Design, Optimization and Performance Analysis », IEEE 7th Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical, Electronics and Computer Engineering (UPCON), 2020, pages 1-5, s’intéresse aux performances d’un réseau satellitaire en termes d’efficacité énergétique, celle-ci étant définie à partir de la puissance du bruit thermique. Ce document évoque la possibilité de prendre
en compte des interférences dans le calcul de cette efficacité énergétique en cas de partage du spectre de fréquences mais aucune indication n’est donnée sur la nature des interférences en question ni sur la façon de le faire. En tout état de cause, aucune de ces approches ne s’intéresse à la coexistence de plusieurs réseaux de types distincts (ex. réseau satellitaire, réseau cellulaire terrestre, etc.) dans une même zone géographique (aussi désignés par « réseaux hétérogènes » dans la suite) et ne permet à un opérateur d’un réseau de s’assurer des performances de son réseau en cas d’utilisation simultanée des mêmes ressources par différents équipements d’accès appartenant à des réseaux de types distincts. Notamment aucune de ces approches ne permet à un opérateur d’un réseau de s’assurer que dans un tel contexte il est en mesure de fournir une qualité de service donnée à un équipement utilisateur. L’invention vient améliorer la situation. Présentation de l'invention L'invention répond à ce besoin en proposant un procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur et un premier réseau de communication sans fil, ledit procédé comprenant : - la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un équipement d’accès dit équipement serveur du premier réseau auquel ledit équipement utilisateur est attaché et ledit équipement utilisateur, ladite communication utilisant une bande de fréquences donnée, ladite valeur étant déterminée au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, de caractéristiques de transmission de l’équipement serveur, d’au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et d’au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil, ledit au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et ledit au moins un autre équipement d’accès dudit au moins un deuxième réseau étant configurés pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et étant susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence; - lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, l’obtention d’une modification d’au moins une caractéristique d’émission dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible. Par exemple, ladite valeur du paramètre est déterminée au moins en fonction de la bande passante allouée à la communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement serveur, de rapports de gains d’antenne entre l’équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre
l’équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d’accès du au moins un deuxième réseau, et de la topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans ladite au moins une zone d’interférence. L’invention s’applique de façon privilégiée à une communication dans le sens descendant, c’est-à- dire de l’équipement serveur vers l’équipement utilisateur. Elle s’applique également de façon privilégiée lorsque le premier et le deuxième réseau sont des réseaux distincts et hétérogènes dans le sens où ils s’appuient sur des technologies différentes et comprennent des équipements d’accès de types différents. Par exemple, le premier réseau comprend des stations de base terrestres et le deuxième réseau des équipements d’accès situés dans les airs ou dans l’espace comme des satellites. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée à cet exemple d’un deuxième réseau satellitaire et s’applique à d’autres types de réseau, comme par exemple un réseau de drones et un réseau de plateformes de haute altitude. On désigne par souci de simplification dans la suite par réseau de type « aérien » un tel réseau (i.e. s’appuyant sur des équipements d’accès situés dans les airs tels que des drones ou des plateformes haute altitude ou sur des équipements d’accès situés dans l’espace tels que des satellites). On suppose en outre que l’équipement utilisateur peut être attaché à n’importe quel type d’équipement d’accès, appartenant à l’un quelconque des réseaux de communications de type terrestres ou aériens précédemment cités. Aucune limitation n’est attachée à la nature de l’équipement utilisateur. Il peut s’agir de n’importe quel dispositif récepteur, comme par exemple un terminal fixe ou mobile client du premier réseau (ex. un téléphone intelligent, un ordinateur, etc. Dans le cas où l’équipement serveur est un satellite d’un réseau satellitaire, l’équipement utilisateur peut également être une station radio terrestre d’émission/réception de ce réseau satellitaire. L’invention repose sur une approche tout-à-fait nouvelle et inventive du contrôle d’un niveau de qualité de service sur le lien radio descendant entre un équipement utilisateur et l’équipement d’accès serveur qui le connecte à un premier réseau de communication en présence d’interférences générées par d’autres réseaux. Elle consiste à déterminer la valeur effective d’un paramètre de qualité de service telle que perçue au niveau de l’équipement utilisateur, en tenant compte de l’influence sur les performances de la communication non seulement des caractéristiques de transmission de l’équipement serveur (ex. puissance d’émission, , distance par rapport à l’équipement utilisateur), de celles d’autres équipements d’accès interférents du premier réseau et d’au moins un deuxième réseau, mais aussi de la topologie de chacun de ces réseaux dans une zone d’interférence.
Typiquement, une telle topologie peut comprendre une densité d’équipements d’accès du premier et du deuxième réseaux susceptibles d’interférer la communication dans une zone d’interférence, une distance moyenne entre les équipements d’accès, une altitude des équipements d’accès, un angle d’élévation minimum ou tout autre caractéristique permettant de définir une zone d’interférence avec la communication. Cette topologie dans la zone d’interférence est exploitée par l’invention pour modéliser de façon très simple les interférences générées sur la communication entre l’équipement d’accès serveur et l’équipement utilisateur par les autres équipements d’accès utilisant simultanément les mêmes ressources (et plus particulièrement ici la même bande de fréquences) que l’équipement d’accès serveur lors de sa communication avec l’équipement utilisateur. Plus spécifiquement, l’invention ne s’attache pas à déterminer de façon fastidieuse la contribution individuelle de chaque équipement d’accès interférant sur la communication, puis à sommer les contributions individuelles de ces équipements d’accès, mais envisage l’impact de ces autres équipements d’accès sur la communication dans sa globalité grâce à la connaissance de la topologie des réseaux auxquels ils appartiennent. Lorsque la valeur effective obtenue n’atteint pas une valeur cible donnée, par exemple requise par une application qui s’exécute sur l’équipement utilisateur, une modification à apporter à la valeur d’une ou plusieurs caractéristiques d’émission d’un ou plusieurs équipements d’accès du premier réseau et/ou du deuxième réseau est déterminée de sorte à atteindre cette valeur cible. L’invention permet donc de configurer l’équipement serveur de l’équipement utilisateur et/ou un ou plusieurs équipements d’accès d’un ou plusieurs réseaux de type différents qui interfèrent avec la communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur pour lui permettre d’atteindre la valeur cible. La modification de la au moins une caractéristique d’émission peut donc s’appliquer à l’équipement d’accès serveur et/ou aux autres équipements d’accès du premier réseau et/ou à des équipements d’accès du deuxième réseau. Ainsi, l’invention peut être exploitée en amont d’une communication : elle permet alors à l’opérateur du premier réseau de savoir a priori si un équipement d’accès serveur répond à une qualité de service demandée par un équipement utilisateur. S’il n’est pas possible de déterminer une modification des caractéristiques d’émission de l’équipement d’accès serveur vérifiant cette qualité de service, l’opérateur peut avantageusement anticiper un échec de la communication et envisager en amont de la communication différentes actions visant à améliorer l’expérience de l’utilisateur : information de l’utilisateur, rejet de la communication, sélection d’un autre équipement d’accès pour servir la communication, etc. En alternative, il peut aussi modifier les caractéristiques d’émission d’autres équipements d’accès interférents du premier réseau ou encore celles d’équipements d’accès interférents du deuxième réseau, notamment s’il en est lui-même
l’opérateur. Si le deuxième réseau est opéré par un autre opérateur, des accords inter-opérateurs peuvent être mis en place à cet effet. Mais l’invention peut également être utilisée en cours de communication pour adapter de façon dynamique les valeurs d’une ou de plusieurs caractéristiques d’émission de cette communication, telle que la puissance d’émission de l’équipement d’accès serveur, la bande passante allouée à la communication ou le débit de la communication. L’invention peut également être mise en œuvre dans un outil de planification du déploiement d’équipements d’accès terrestres ou aériens (incluant des drones, plateformes haute altitude et/ou satellites). Selon un aspect de l’invention, le premier réseau et le deuxième réseau sont des réseaux de types distincts appartenant à un groupe comprenant au moins un réseau de type terrestre comprenant une pluralité de stations de base terrestres et un réseau dit de type aérien comprenant une pluralité d’équipements d’accès aériens ou spatiaux, et la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend la détermination d’un premier facteur d’impact sur la valeur dudit paramètre des autres équipements d’accès du premier réseau interférents sur la communication et la détermination d’un deuxième facteur d’impact sur la valeur dudit paramètre des équipements d’accès du deuxième réseau interférents sur la communication. On désigne par réseau de type aérien aussi bien un réseau de communication satellitaire dont les équipements d’accès sont des satellites, par exemple des satellites placés en orbite autour de la Terre à environ 600 km du sol, qu’un réseau de communication de drones situés à quelques centaines de mètres du sol ou encore un réseau de communication de plateformes de haute altitude situées à environ 80 km du sol. Selon l’invention, l’équipement serveur peut donc aussi bien être une station de base terrestre, qu’un satellite, un drone, une plateforme de haute altitude, etc. Un avantage de l’invention est de déterminer de façon globale d’une part l’impact des autres équipements d’accès du premier réseau et d’autre part celui des équipements d’accès du deuxième réseau sur la communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur. Selon un autre aspect de l’invention, le premier réseau étant un réseau de type terrestre et l’équipement serveur une station de base terrestre, la détermination du premier facteur d’impact, dit facteur d’impact terrestre, est fonction d’une densité d’autres stations de base terrestres du premier réseau, dites stations de base interférentes, situées dans une zone d’interférence terrestre définie au moins en fonction d’une distance moyenne entre les stations de base du premier réseau. L’invention propose ainsi de définir une zone d’interférence terrestre en fonction de la topologie du premier réseau et de déterminer l’impact global des autres stations de base terrestres interférentes
sur la qualité de service du lien radio descendant entre la station de base serveuse plutôt que de faire la somme des impacts individuels de chacune d'elles. Un avantage est qu'il n'est pas nécessaire de connaître les positions absolues de chacune des autres stations de base par rapport l'équipement utilisateur. La technique de l'invention est donc relativement peu complexe.
Selon encore un autre aspect de l'invention, la station de base serveuse comprenant une première, une deuxième et une troisième antennes couvrant trois secteurs, la détermination du facteur d'impact terrestre noté Fb comprend la mise en oeuvre d'une relation équivalente à la relation suivante :
où ISD désigne la distance moyenne entre la station de base serveuse et les stations de base interférentes, ρB désigne la densité de stations de base dans la zone d'interférence terrestre, δ désigne le facteur d'évanouissement (de l'anglais, « path-loss ») modélisant l'atténuation de propagation, r le rayon ou distance entre l'équipement utilisateur et la première antenne, h la hauteur de la première antenne par rapport à l'équipement utilisateur,
(r, θ, φ ) désigne les coordonnées sphériques de l'équipement utilisateur dans un repère O1'xyz centré sur la station de base serveuse au niveau du sol, θ l'angle d'élévation entre l'équipement utilisateur et ladite première antenne,
Φ l'angle horizontal entre l'équipement utilisateur et ladite première antenne,
A(θ, φ ) est le gain angulaire de la première antenne de la station de base serveuse, auquel l'équipement utilisateur UE est connecté;
A(θk, φk ) le gain angulaire de chacune des deux autres antennes (k=2, 3) de la station de base serveuse, co-localisées avec la première antenne de la station de base serveuse.
H1 est le gain de chaque antenne du premier réseau RT, défini de la façon suivante par : H1(θ)dB = — min[— H(θ)dB, Am + V1,dB] , où Am désigne le gain d'antennes minimum, et est une constante,
, où φ tilt est l'angle de tilt descendant, φ 3dB la largeur du
faisceau vertical à mi-puissance, θ 3dB la largeur du faisceau horizontal à mi-puissance, et une contribution des deux autres antennes de la station de base serveuse utilise une relation équivalente à la relation suivante :
où k =2,3 les deux autres antennes de la station de base serveuse. Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième réseau étant un réseau de type aérien comprenant une pluralité satellites placés en orbite autour de la Terre, la détermination du deuxième facteur d’impact, dit facteur d’impact satellitaire, est fonction d’une densité de satellites interférant sur la communication dans une zone d’interférence satellitaire définie au moins en fonction d’une altitude des satellites du deuxième réseau et d’un angle d’élévation minimale d’undit satellite avec ledit équipement utilisateur. Selon ce mode de réalisation, l’invention s’appuie sur le fait que les satellites présents dans la zone d’interférence satellitaire couvrent une zone géographique intersectant en tout ou partie la zone géographique de couverture de l’équipement serveur (dans laquelle se trouve l’équipement utilisateur) et sont donc susceptibles de générer une interférence globale au niveau de l’équipement utilisateur qui dépend de la densité des satellites utilisant les mêmes ressources que l’équipement d’accès serveur dans cette zone. On note que si l’on veut maximiser le niveau de qualité de service dans le deuxième réseau (satellitaire) et notamment le débit offert par ce réseau, il convient de maximiser l’utilisation des ressources : il en résulte une utilisation par les satellites de la totalité de leurs ressources. Dans une telle configuration, l’ensemble des satellites se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire est susceptible d’interférer la communication de l’équipement d’accès serveur avec l’équipement utilisateur car la probabilité que ces satellites utilisent simultanément les mêmes ressources que la communication tend vers 1. La densité des satellites susceptibles d’interférer la communication se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire est donc égale ou sensiblement égale à la densité des satellites du système se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire. Si toutefois l’hypothèse de l’utilisation de la totalité des ressources par les satellites du réseau satellitaire ne s’applique pas, il convient de considérer la densité des satellites se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire et utilisant de façon simultanée les mêmes ressources que la communication en question. Selon ce mode de réalisation, le facteur d’impact des satellites du deuxième réseau sur la communication est défini comme le produit de la densité des satellites et de l’intégrale de la puissance reçue par l’équipement utilisateur en provenance des satellites du deuxième réseau susceptibles d’interférer la communication se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire. Selon un autre mode de réalisation, d’autres types d’équipements d’accès aériens, par exemple des drones, sont présents à proximité de l’équipement utilisateur (en plus des satellites évoqués précédemment ou en remplacement), utilisent la même bande de fréquences et sont donc susceptibles d’interférer sur la communication entre l’équipement utilisateur et l’équipement
serveur du premier réseau. Avantageusement, la détermination d'une valeur d'un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication prend alors en outre en compte une puissance d'émission et des rapports de gains d'antenne de drones de ce troisième réseau et comprend la détermination d'un troisième facteur d'impact (Fd), dit facteur d'impact des drones, ledit facteur d'impact des drones étant fonction d'une densité de drones interférents dans une zone d'interférence de drones. Un raisonnement similaire peut s'appliquer avec des équipements d'accès aériens de type HPA avec la détermination d'un facteur d'impact des HPAs.
Selon encore un autre aspect de l'invention, lorsque le deuxième réseau est un réseau satellitaire, la détermination d'une valeur de paramètre de qualité de service comprend en outre la détermination d'un nombre de satellites interférents pour ladite communication dans la zone d'interférence satellitaire et la densité de satellites interférents dans la zone d'interférence satellitaire est déterminée en fonction du nombre de satellites interférents et d'une surface d'une calotte sphérique centrée sur l'équipement utilisateur, de rayon l'orbite des satellites du réseau satellitaire, et délimitée en prenant en compte ledit angle d'élévation minimale.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la détermination du facteur d'impact satellitaire comprend la mise en oeuvre d'une relation équivalente à l'équation suivante :
Où ρSAT désigne la densité de satellites interférents (i.e. situés dans la zone d'interférence satellitaire),
RT désigne le rayon de la Terre, hSAT l'altitude des satellites interférents dans un repère centré sur l'équipement utilisateur,
α désigne l'angle d'élévation minimale et dM désigne la distance entre l'équipement utilisateur et le un satellite situé à l'angle d'élévation minimale.
Un avantage est que, via des considérations géométriques, l'invention permet, à partir de cette intégration sur la zone d'interférence satellitaire, définie comme une calotte sphérique centrée sur l'équipement utilisateur, de rayon l'orbite des satellites du réseau satellitaire, et délimitée en prenant en compte un angle d'élévation minimale des satellites pour être susceptibles d'interférer la communication, d'obtenir une expression très simple du facteur d'impact satellitaire.
Selon un autre aspect de l'invention, la détermination d'une valeur d'un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend en outre la détermination d'une
puissance d'émission par la station de base serveuse en fonction du facteur d'impact terrestre et du au moins un deuxième facteur d'impact associé audit au moins un deuxième réseau, mettant en oeuvre une relation équivalente à la relation suivante :
où I est un entier supérieur ou égal à deux, désignant un nombre de dits deuxièmes réseaux (de type aérien) comprenant des équipements d'accès susceptibles d'interférer ladite communication,
Fb est le facteur d'impact terrestre,
Fi le facteur d'impact d'un dit deuxième réseau,
Pi la puissance d'émission de chaque équipement d'accès interfèrent d'un dit deuxième réseau,
Gi : le gain de chaque équipement d'accès interfèrent d'un dit deuxième réseau,
Ki une constante de propagation de chaque équipement d'accès interfèrent d'un dit deuxième réseau,
Gb: le gain des stations de base terrestres,
Nth le bruit thermique,.
avec Du le débit utile de réception des données par l'équipement utilisateur sur le lien radio descendant, et
W la bande passante utilisée par la communication sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse et l'équipement utilisateur.
Un avantage de ce mode de réalisation de l'invention est qu'il permet, via des considérations géométriques, d'obtenir une expression très simple basée sur une intégrale de la puissance reçue des autres stations de base interférentes du premier réseau et des autres équipements d'accès interférents des autres réseaux (de type aérien), qui ne dépend que des facteurs d'impact, des gains d'antenne et des puissances d'émission des équipements d'accès des premier et deuxième réseaux.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le paramètre de qualité de service appartient à un groupe comprenant au moins :
- un débit utile de réception de données par l'équipement utilisateur ;
- un délai utile de transmission de données à l'équipement utilisateur ;
- une puissance utile de réception de données par l'équipement utilisateur.
Selon un mode de réalisation particulier, le paramètre de qualité de service comprend un débit utile de transmission de données et le débit utile (315) est dérivé de l'expression de la puissance
d'émission par la station de base serveuse et déterminé selon l'équation suivante :
Un avantage est que la valeur effective du débit utile est obtenue de façon relativement simple.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le paramètre de qualité de service comprend un délai utile Delu de transmission de données qui est dérivé de la puissance d'émission déterminée, en mettant en oeuvre une relation équivalente à la relation suivante :
où V désigne un volume de données transmis.
Selon un autre aspect de l'invention, le procédé de contrôle selon l'invention comprend la détermination d'un troisième facteur d'impact associé à d'autres équipements d'accès interférents d'un troisième réseau de communication, de type drones, en fonction d'une densité (ρ d) de drones interférant sur la communication dans une zone d'interférence de drones (CSd) définie au moins en fonction d'une altitude des drones du troisième réseau et d'un angle d'élévation minimale d'undit drone avec l'équipement utilisateur et en ce que ladite détermination (315) met en oeuvre l'équation suivante :
où Fd est le facteur d'impact des drones du troisième réseau sur la communication entre la station de base serveuse et l'équipement utilisateur, ρd est la densité de drones interférents,
Pd la puissance d'émission d'undit drone interfèrent,
Gd : le gain d'undit drone interfèrent, et
Kd une constante de propagation des drones.
Ainsi, on peut prendre en compte de façon relativement simple l'impact des équipements d'accès des différents réseaux présents à proximité de l'équipement utilisateur.
Selon un autre aspect de l'invention, ladite au moins une caractéristique d'émission modifiée appartient à un groupe comprenant au moins :
- une puissance d'émission d'au moins une antenne de l'équipement serveur;
- un gain de ladite au moins une antenne ;
- une bande passante d'émission de ladite au moins une antenne,
- une puissance d’émission d’au moins une antenne d’au moins un autre équipement d’accès interférent, - un gain de ladite au moins une antenne d’au moins un autre équipement d’accès interférent ; - une bande passante d’émission de ladite au moins une antenne d’au moins un autre équipement d’accès interférent. Un avantage est qu’on peut agir sur la ou les antennes de l’équipement d’accès serveur et/ou sur celles des équipements d’accès interférents, du premier réseau ou d’un autre réseau présent dans la zone géographique dans laquelle se trouve l’équipement utilisateur. L’invention concerne également un dispositif de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur et un premier réseau de communication sans fil, ledit premier réseau comprenant une pluralité d’équipements d’accès configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée. Ledit dispositif est configuré pour mettre en œuvre : - la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un premier équipement d’accès de ladite pluralité, auquel ledit équipement utilisateur est attaché, dit équipement d’accès serveur, au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, de caractéristiques de transmission de l’équipement d’accès serveur, d’au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et d’au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil, lesdits autres équipements d’accès du premier réseau et du au moins un deuxième réseau étant configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans la bande de fréquences donnée et étant susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence; - lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, la détermination d’une modification d’au moins une caractéristique d’émission d’au moins une antenne dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès de la pluralité et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible. Par exemple, ladite valeur du paramètre est déterminée au moins en fonction de la bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement d’accès serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement d’accès serveur, de rapports de gains d’antenne de l’équipement d’accès serveur, dudit au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et dudit au moins un autre équipement d’accès du au moins un deuxième réseau, et de la topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans ladite au moins une zone d’interférence.
Avantageusement, ledit dispositif de contrôle est intégré dans l’équipement serveur du premier réseau de communication. En variante, il peut être intégré dans un autre équipement d’accès du premier réseau de communications ou dans l’équipement utilisateur. Dans un mode de réalisation, ledit dispositif de contrôle est intégré dans un système de communication, comprenant des équipements d’accès du premier réseau, dont l’équipement serveur de l’équipement utilisateur et des équipements d’accès d’au moins un deuxième réseau, lesdits équipements d’accès étant configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée, ledit système comprenant en outre l’équipement utilisateur et le dispositif de contrôle précité. Le système de communication et le dispositif de contrôle présentent au moins les mêmes avantages que ceux conférés par le procédé de contrôle précité. L’invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre respective du procédé de contrôle précité, lorsqu’il est exécuté par un processeur. Un programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable. L’invention vise également au moins un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention tel que décrit ci-dessus. Un tel support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple un support mobile (carte mémoire) ou un disque dur ou un SSD. D'autre part, un tel support d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens, de sorte que le programme d’ordinateur qu’il contient est exécutable à distance. Les programmes selon l'invention peuvent être en particulier téléchargés sur un réseau par exemple le réseau Internet. Alternativement, le ou les supports d'enregistrement peuvent être un ou des circuits intégrés dans lesquels chaque programme est incorporé, le ou les circuits étant adaptés pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé précité. Selon un exemple de réalisation, la présente technique est mise en œuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Dans cette optique, le terme "module" peut correspondre dans ce document
aussi bien à un composant logiciel, qu'à un composant matériel ou à un ensemble de composants matériels et logiciels. Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous- programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un programme ou d'un logiciel apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci- dessous pour le module concerné. Un tel composant logiciel est exécuté par un processeur de données d'une entité physique (équipement utilisateur, serveur, passerelle, set-top-box, routeur, etc.) et est susceptible d'accéder aux ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.). Par la suite, on entend par ressources tous ensembles d’éléments matériels et/ou logiciels support d’une fonction ou d’un service, qu’ils soient unitaires ou combinés. De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou avec processeur intégré pour l'exécution de logiciel, par exemple un circuit intégré, une carte à puce, une carte à mémoire, une carte électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (« firmware » en anglais), etc. Chaque composante du système précédemment décrit met bien entendu en œuvre ses propres modules logiciels. Les différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus sont combinables entre eux pour la mise en œuvre de la présente technique. Brève description des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles : [fig.1] représente de façon schématique les différents éléments intervenant dans la mise en œuvre de la présente solution, pour un équipement utilisateur connecté à un premier équipement d’accès, dit équipement serveur, d’un premier réseau de communication situé dans une zone géographique dans laquelle coexistent ce premier équipement d’accès et d’autres d’équipements d’accès d’autres réseaux de communication, configurés pour émettre des signaux radio dans la même bande de fréquences que lui ; [fig.2] représente un exemple illustratif d’architecture d’un système comprenant l’équipement serveur du premier réseau de communication, l’équipement utilisateur, au moins un deuxième réseau de communication et un dispositif de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur selon l’invention ;
[fig.3] représente les étapes d’un procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur selon un mode de réalisation de l’invention ; [fig.4A] représente un équipement utilisateur connecté à une station de base terrestre serveuse du premier réseau de communication; [fig.4B] représente les secteurs couverts par trois antennes sectorielles de la station de base terrestre serveuse; [fig.5] représente de façon schématique un exemple de positions relatives d’un équipement utilisateur et d’un équipement d’accès satellitaire du deuxième réseau de communication; [fig.6] détaille la détermination d’un débit utile de réception des données émises par l’équipement d’accès serveur d’un réseau de communication vers un équipement utilisateur selon un mode de réalisation de l’invention ; [fig.7] représente de façon schématique un exemple de positions relatives d’un équipement utilisateur et d’un équipement d’accès radio de type drone d’un troisième réseau de communication présent dans la zone géographique; et [fig.8] présente un exemple de structure matérielle d’un dispositif permettant la mise en œuvre des étapes du procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service selon un mode de réalisation de l’invention. Description détaillée de l’invention Principe général de l’invention L’invention concerne le contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication établie sur un lien radio descendant entre un équipement d’accès, dit équipement serveur, d’un premier réseau de communication sans fil et un équipement utilisateur situé dans une zone géographique où d’autres réseaux de communication sans fil coexistent avec le premier réseau et dont les équipements d’accès utilisent les mêmes ressources que le premier réseau, et notamment ici une même bande de fréquences. Par conséquent, ces autres équipements d’accès lorsqu’ils émettent des faisceaux radio-fréquences sur cette bande de fréquences sont susceptibles de générer des interférences avec les faisceaux radio-fréquences émis par l’équipement serveur sur cette même bande de fréquences vers l’équipement utilisateur. Par souci de simplification ici, on dit que ces autres équipements d’accès sont dès lors susceptibles d’interférer la communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur, et sont qualifiés d’équipements d’accès interférents. Le principe général de l'invention repose sur la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service effectif de la communication entre l’équipement
serveur du premier réseau et l’équipement utilisateur au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, de caractéristiques de transmission de l’équipement serveur, d’au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et d’au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil, lesdits autres équipements d’accès étant susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence. Dans le mode de réalisation décrit ici, la valeur du paramètre est déterminée au moins en fonction de la bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement serveur, de rapports de gains d’antenne entre l’équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d’accès du au moins un deuxième réseau, et de la topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans ladite au moins une zone d’interférence. Selon l’invention, la valeur déterminée est comparée à une valeur cible dudit paramètre. Ainsi, l’invention permet de contrôler que le niveau de qualité de service cible est atteint et, si ce n’est pas le cas, de proposer une modification de la configuration d’un ou plusieurs équipements d’accès du premier réseau et/ou des autres réseaux présents dans la zone géographique et susceptibles d’interférer avec la communication, pour faire en sorte de l’atteindre. On désigne ici par paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service tout paramètre qui permet de caractériser une performance de transmission de données sur le lien radio considéré. Il s’agit par exemple d’un débit utile de réception de données par l’équipement utilisateur UE ou d’un délai de transmission des données ou encore d’une puissance utile de réception des données. La modification d’une configuration des caractéristiques d’émission peut concerner une ou plusieurs antennes de l’équipement serveur auquel l’équipement utilisateur est connecté, mais aussi une ou plusieurs antennes d’un ou plusieurs autres équipements d’accès du premier réseau ou d’autres réseaux de communication présents dans la zone géographique considérée. Les caractéristiques d’émission modifiées peuvent comprendre par exemple le gain d’antennes, la puissance d’émission ou encore la bande passante d’émission dans la bande de fréquences considérée. L’invention permet ainsi de garantir à un équipement utilisateur la qualité de service et les performances requises pour l’exécution d’un service donné, par exemple par une application installée sur un terminal mobile, de type téléphone intelligent (de l’anglais, « smartphone »). Elle peut avantageusement être intégrée à un outil de planification utilisé par un opérateur pour décider de l’implantation de ses équipements d’accès dans une zone géographique donnée.
L’invention fonctionne aussi bien avec une technologie SISO (pour « Single Input Single Output » en anglais) que MIMO (pour « Multiple-Input Multiple-Output » en anglais). Le premier réseau et les autres réseaux de communications sont des réseaux distincts et potentiellement hétérogènes, dans le sens où ils peuvent s’appuyer sur des technologies différentes et comprendre des équipements d’accès de types différents. Par exemple, le premier réseau est un réseau de communication de type terrestre comprenant des stations de base terrestre et le deuxième réseau est un réseau de communication dit de type « aérien », comprenant des équipements d’accès situés dans les airs comme des drones ou dans l’espace comme des satellites. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée à cet exemple d’un deuxième réseau satellitaire et s’applique à d’autres types de réseau, comme par exemple un réseau de drones ou un réseau de plateformes de haute altitude. On suppose en outre que l’équipement utilisateur peut être attaché à n’importe quel type d’équipement d’accès, appartenant à l’un quelconque des réseaux de communication précédemment cités. Dans la suite, on s’attache à décrire le cas d’un premier réseau de communication de type terrestre, par exemple basé sur une technologie d’accès radio de type OFDMA, tel que par exemple un réseau de communication mobile conforme à l’une des versions actuelles 4G LTE-A ou 5G ou encore une version future (6G et suivantes) définies par le standard 3GPP. Dans l’exemple détaillé ci-après, on considère un deuxième réseau de communication satellitaire (réseau de type « aérien » au sens de l’invention), mettant lui aussi en œuvre une technologie radio de type OFDMA et conforme à la norme 3GPP dans une de ses versions à partir de la quatrième génération (4G et suivantes), et susceptible d’interférer dans une zone géographique donnée avec les communications émises via le premier réseau de communication terrestre. Bien sûr, l’invention ne se limite pas à cet exemple et s’applique plus généralement quel que soit le type de réseau de communication sans fil et la technologie radio mise en œuvre, pourvu que leurs équipements d’accès soient configurés pour émettre sur une même bande de fréquences. En relation avec la figure 1, on présente un équipement utilisateur UE par exemple un téléphone mobile ou un ordinateur portable ou tout autre émetteur/récepteur radio intégré dans un véhicule ou dans un objet connecté situé dans une zone géographique ZG, connecté à un premier réseau de communication radiocellulaire RT d’un opérateur. Il s’agit par exemple d’une zone urbaine ou semi- urbaine, à l’intérieur de laquelle plusieurs stations de base terrestres BS1, BS2, BS3 du réseau RT ont été implantées à proximité les unes des autres. Leurs zones de couverture radio ou cellules CL1, CL2, CL3 peuvent se recouvrir et, selon sa localisation dans la zone ZG l’équipement utilisateur UE peut être simultanément à portée radio de plusieurs d’entre elles.
Dans cet exemple, au-dessus de la zone géographique ZG, se trouvent dans l’espace divers équipements d’accès satellitaires SAT1, SAT2, situés en orbite autour de la Terre à environ 600 km, ces équipements d’accès satellitaires appartenant à un deuxième réseau de communication radio satellitaire RSAT. On note que, même si on n’a représenté que quelques équipements d’accès satellitaires au sein de la zone ZG appartenant à un unique réseau satellitaire RSAT, leur nombre est en réalité beaucoup plus élevé, de l’ordre de quelques unités à quelques dizaines d’unités selon les dimensions de la zone géographique considérée, ceux-ci pouvant appartenir à une pluralité de réseaux distincts. Ce deuxième réseau RSAT peut être géré ou non par le même opérateur que le premier réseau. Chaque équipement d’accès de la zone ZG est équipé d’une ou plusieurs antennes configurées pour émettre un ou plusieurs faisceaux radio fréquences selon une ou plusieurs directions de propagation, de façon connue en soi. On suppose dans la suite que l’équipement utilisateur UE est attaché à la station de base BS1 du premier réseau RT. On présente maintenant, en relation avec la figure 2 un exemple d’architecture d’un système S, 10 selon un mode de réalisation de l’invention. Un tel système comprend des équipements d’accès d’un premier réseau de communication RT, des équipements d’accès d’un deuxième réseau RSAT et l’équipement utilisateur UE de la figure 1. Selon l’invention, le système 10 comprend en outre un dispositif 100 configuré pour contrôler un niveau de qualité de service d’une communication établie entre l’équipement utilisateur UE et une station de base serveuse, à savoir dans l’exemple envisagé ici, la station de base serveuse BS1. Dans cet exemple de réalisation, un tel dispositif comprend un module DET. QoS_U de détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE, au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et la station de base serveuse BS1, d’une puissance d’émission de la station de base serveuse et de rapports de gains d’antenne entre la station de base serveuse et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un satellite du deuxième réseau RSAT configuré pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptible d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau RT et du au moins un deuxième réseau RSAT dans au moins une zone dite d’interférence. Le dispositif comprend aussi un module d’obtention MOD. TXF d’une modification d’au moins une caractéristique d’émission dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible, configurée pour être mise en œuvre
lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre. Avantageusement il comprend aussi un module OBT. QoS_T d’obtention de la valeur cible du paramètre représentatif du niveau de qualité de service et un module APP de mise en application de la modification obtenue. Le dispositif 100 met ainsi en œuvre le procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service selon l’invention qui sera décrit plus en détails en relation avec les figures 3 et 6. Dans l’exemple de la figure 2, le dispositif 100 est logé dans le premier réseau RT et par exemple intégré à la station de base serveuse BS1, laquelle comprend, classiquement, des mémoires MEM associées à un processeur CPU. Les mémoires peuvent être de type ROM (de l’anglais « Read Only Memory ») ou RAM (de l’anglais « Random Access Memory ») ou encore Flash. La station de base BS1 comprend en outre un module TX configuré pour piloter l’émission/réception de faisceaux radiofréquences par sa ou ses antennes (non représentées) selon le type de technologie utilisé. Elle comprend aussi une autre interface INT, par exemple filaire, de communication avec des équipements nœuds d’une partie cœur RC du premier réseau de communication RT. En variante, le dispositif 100 pourrait être intégré à un autre équipement d’accès radio du premier réseau RT ou à un équipement nœud du réseau cœur RC. Selon une autre variante, il est intégré à l’équipement utilisateur UE. On présente désormais, en relation avec la figure 3 les étapes du procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service selon un mode de réalisation de l’invention dans l’environnement illustré par la figure 2. Lors d’une étape 30, une valeur cible QoS_T d’un paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service d’une communication établie sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE est obtenue. Par exemple, cette valeur cible est reçue en provenance de l’équipement utilisateur UE dans un message de requête émis par une application dédiée installée sur l’équipement utilisateur. Il s’agit par exemple d’une application qui met en œuvre des flux de données vidéo et qui a besoin pour fonctionner d’un débit utile de réception de données cible et/ou d’une bande passante cible afin de garantir la qualité des images restituées à l’utilisateur, ou d’une application qui met en œuvre des flux de voix qui nécessite un délai de transmission inférieur à une valeur cible pour garantir une communication en temps réel. En variante, la valeur cible du paramètre peut être stockée en mémoire, par exemple dans une table de données du premier réseau RT stockant un profil de l’utilisateur ou une configuration de qualité de service associée à l’application en question et accessible par le dispositif 100. En 31, une valeur effective du paramètre de qualité de service est déterminée pour une transmission donnée sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse et l’équipement utilisateur UE,
au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et la station de base serveuse, d’une puissance d’émission de la station de base serveuse BS1 et de rapports de gains d’antenne entre la station de base serveuse et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un satellite du deuxième réseau RSAT configuré pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptible d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau RT et du au moins un deuxième réseau RSAT dans au moins une zone dite d’interférence. Un exemple détaillé de détermination de ce paramètre sera détaillé ci-après en relation avec la figure 6. En 32, la valeur effective du paramètre de qualité de service déterminée en 31 est comparée à la valeur cible précédemment obtenue. En fonction du résultat de cette comparaison, il est décidé en 33, lorsque la valeur effective atteint la valeur cible, que la configuration du système de communication 10 peut être laissée en l’état, et sinon de modifier la valeur d’au moins une caractéristique TXF d’émission d’au moins une antenne d’au moins un équipement d’accès du système de communication 10. On comprend que selon le type de paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service considéré, la valeur effective déterminée peut ne pas atteindre la valeur cible parce qu’elle lui est inférieure (par exemple dans le cas d’un débit utile de réception des données) ou au contraire parce qu’elle lui est supérieure (par exemple dans le cas d’un délai utile de réception de données). En variante, on peut également envisager, lorsque la valeur effective atteint la valeur cible et la dépasse, de modifier la valeur d’au moins une caractéristique TXF d’émission d’au moins une antenne d’au moins un équipement d’accès du système de communication 10, par exemple pour optimiser davantage les paramètres d’émission du système de communication 10, tout en s’assurant que l’exigence de débit cible reste respectée. En 34, la modification requise est déterminée. Elle peut être destinée à s’appliquer à la ou les antennes de la station de base serveuse BS1 ou bien aux antennes d’autres équipements d’accès du premier réseau RT et/ou du deuxième réseau RSAT situés dans la zone d’interférence. On suppose par exemple que le paramètre de qualité de service pris en considération est le débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur et que la valeur effective déterminée est inférieure à la valeur cible. Selon un premier mode de réalisation de l’invention, la modification décidée comprend une augmentation de la puissance d’émission de la station de base BS1. En variante, elle comprend une diminution de la puissance d’émission d’autres équipements d’accès, par exemple des satellites SAT1, SAT2 du deuxième réseau RSAT ou éventuellement des autres stations de base BS2 et BS3 du premier réseau RT.
Selon un deuxième mode de réalisation, la modification porte sur une bande passante du système de communication, c’est-à-dire sur la largeur de bande de fréquences effectivement utilisée par le système à l’intérieur de la bande de fréquences autorisée. Par exemple, la bande de fréquences autorisée par le standard 3GPP dans un réseau est environ comprise entre 2680 et 2690 MHz ce qui fait une bande passante de 10 MHz, alors que la bande passante des fréquences effectivement utilisées par un équipement d’accès est seulement de 2 ou 3 MHz. Cette largeur de bande peut donc être augmentée ou diminuée afin de répondre à l’exigence de débit, et d’optimiser l’utilisation de la bande passante allouée à la transmission. Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, la modification porte sur le gain d’antenne de la station de base BS1 si une telle possibilité d’intervention sur le gain d’antenne de la station de base est offerte par le réseau RT. Selon un autre mode de réalisation, la modification concerne plusieurs des caractéristiques d’émission précitées. En 35, la modification obtenue est mise en application. Plusieurs modes de réalisations peuvent être envisagés. En amont d’une communication : elle permet alors à l’opérateur du premier réseau de savoir a priori si un équipement d’accès serveur répond à une qualité de service demandée par un équipement utilisateur. La mise en application 35 de la modification obtenue peut comprendre l’envoi d’un message de commande de mise à jour d’une configuration de l’équipement d’accès, spécifiant la nouvelle valeur de la ou les caractéristiques d’émission concernées. S’il n’est pas possible de modifier les caractéristiques d’émission de l’équipement d’accès serveur comme déterminé en 34, un message d’alerte peut être émis vers un autre équipement ou une autre fonction du premier réseau, par exemple en charge de superviser la gestion de la qualité de service, pour qu’elle déclenche différentes actions visant à améliorer l’expérience de l’utilisateur (information de l’utilisateur, rejet de la communication, sélection d’un autre équipement d’accès pour servir la communication, etc). En variante, on peut envisager de tenir compte de cette impossibilité et de déterminer une modification pouvant être appliquée à un autre équipement d’accès du premier réseau et/ou du deuxième réseau. Dans une alternative, lorsque la modification obtenue concerne d’autres équipements d’accès du premier réseau ou des équipements d’accès interférents du deuxième réseau, des messages de commande de mise à jour de leur configuration leur sont directement envoyés, dans le cas où l’opérateur du premier réseau est aussi l’opérateur du deuxième réseau. Sinon, lorsque le deuxième réseau est opéré par un autre opérateur, un message de requête de mise à jour peut être adressé au deuxième réseau, conformément aux termes d’un accord inter-opérateurs. La mise en application des modifications obtenues peut aussi être exécutée en cours de communication pour adapter de façon dynamique une ou plusieurs caractéristiques d’émission de
cette communication, telle que la puissance d’émission de l’équipement d’accès serveur, la bande passante allouée à la communication ou le débit de la communication. En alternative, l’invention peut également être mise en œuvre dans un outil de planification du déploiement d’équipements d’accès terrestres, dans les airs ou dans l’espace, par exemple pour adapter les caractéristiques d’émission des équipements d’accès du premier et/ou du deuxième réseau, suite à l’implantation d’une nouvelle station de base dans le premier réseau ou la mise en orbite d’un satellite supplémentaire dans la zone géographique considérée. On détaille désormais un exemple de détermination d’une valeur effective d’un paramètre de qualité de service (étape 31 du procédé qui vient d’être décrit) selon un mode de réalisation de l’invention. Dans cet exemple, on considère toujours que l’équipement utilisateur UE est attaché à la station de base serveuse BS1 dont on décrit maintenant un exemple de configuration en relation avec les figures 4A et 4B. Dans la présente demande, une station de base est définie comme étant dédiée à la gestion d’un site géographique donné (par exemple le site géographique de la station de base BS1 correspond à la cellule CL1 du réseau). Dans le cas de la fig.4A, la première station de base BS1 gère le site géographique correspondant de manière multisectorielle (ou multi-secteurs). Plus particulièrement, la première station de base BS1 de la figure 4A couvre le site via trois secteurs distincts, chaque secteur étant couvert par une antenne dite sectorielle correspondante A11, A21, A31. Dans la présente demande, on entend par antenne sectorielle une antenne émettant principalement dans une direction de propagation donnée. Par exemple, une cellule du réseau de radiocommunications comprend trois secteurs. Les trois secteurs sont supposés ici de dimensions identiques. Par souci de simplification, on suppose que chaque secteur est défini par un angle, θb1, de dépointage dans le plan horizontal qui vaut dans cet exemple θb1 = 120°. On notera que d’autres valeurs d’angles de dépointage peuvent être choisies. Chaque secteur est couvert au moyen d’une unique antenne A11, A21, A31 apte à émettre selon un unique faisceau dans une direction de propagation donnée (ou tout du moins un unique faisceau principal concentrant la majeure partie de la puissance rayonnée par l’antenne) sur une bande de fréquences donnée. Sur la figure 4A, par souci de simplification, cette direction de propagation est référencée de façon identique à l’antenne correspondante A11, A21 ou A31. Autrement dit, les directions de propagation (ou de rayonnement) des faisceaux émis par les antennes A11, A21, A31 couvrant deux secteurs adjacents de ce site présentent entre elles un angle égal à θb1. Chaque antenne A11, A21, A31 est caractérisée, de façon connue en soi, par un diagramme de rayonnement.
On considère par exemple des antennes telles que décrites dans le document Report ITU-R M.2135-1 de l’ITU-R, intitulé « Guidelines for évaluation of radio technologies for IMT Advanced » de décembre 2009. Le diagramme de rayonnement de chaque antenne A11, A21, A31 présente un angle d’ouverture à trois décibels dans le plan horizontal noté θ3dB. Les antennes A11, A21 et A31 sont colocalisées au niveau de la station de base BS1, celle-ci se trouvant en un point de la cellule couverte par la station de base BS1, par exemple au centre O1 de la cellule dans l’exemple envisagé sur la figure 4A. On note que par « colocalisées », on entend que les antennes A11, A21, A31 se trouvent au niveau d’un même site (c’est-à-dire ici d’une même station de base). Elles ne sont toutefois pas nécessairement positionnées en un même point géographique (correspondant à une distance idéalement nulle entre les antennes) et peuvent être séparées de quelques centimètres ou de quelques dizaines de centimètres, voire de quelques mètres. Par exemple, les antennes peuvent être espacées d’une distance inferieure à λ/2 où λ désigne la longueur d’onde des signaux émis par les antennes A11, A21 et A31 pour communiquer sur le réseau. En variante, elles peuvent être espacées d’une distance supérieure à λ/2. On note que dans un environnement urbain, on se limitera préférentiellement à un espacement inférieur à une distance allant de 3 à 5 mètres ; dans un environnement rural, un espacement supérieur peut être envisagé, les cellules couvrant des zones plus grandes. Dans l’exemple envisagé ici, par souci de simplification, on suppose que les antennes A11, A31 et A21 sont localisées en un même point O1’ situé au sommet d’un pylône de la station de base BS1. Comme illustré par la figure 4A, l’équipement utilisateur UE est repéré par rapport à la première station de base BS1 dans un repère orthonormé O1xyz. L’origine O1 du repère est ici localisée au pied du pylône de la station de base BS1 supportant les antennes A11, A21 et A31, au niveau du sol. L’axe O1z est vertical (le long du pylône ici, parallèle à celui-ci) et les axes O1x et O1y définissent un plan horizontal parallèle au sol et perpendiculaire au pylône. Dans l’exemple envisagé ici, le plan (O1xy) se trouve au niveau du sol et est tangent à la surface de la Terre au point O1 situé au pied du pylône. L’axe O1x coïncide avec la projection de la direction de propagation principale de l’antenne A11 sur ce plan horizontal parallèle au sol. On désigne ici par direction d’observation de l’équipement utilisateur UE par une antenne de la station de base sa direction vue par cette antenne. On considère aussi le repère O1’xyz dont l’origine O1’ est situé au sommet du pylône, à une hauteur h du sol, et plus particulièrement au point où se trouve l’antenne A11 (et dans l’exemple envisagé ici, les deux antennes sont supposées colocalisées en un même point par souci de simplification, comme mentionné ci-avant).
Par exemple, l’équipement utilisateur UE est repéré via des angles d’un système de coordonnées sphériques (θ11, Φ11) dans le repère O1’xyz en question, et par la distance r représentant la projection dans le plan horizontal O1xy de la distance de l’équipement utilisateur UE par rapport à l’origine O1’ du repère O1’xyz. On suppose ici par souci de simplification que l’équipement utilisateur UE se trouve dans le plan horizontal O1xy, au niveau du sol (on néglige la hauteur à laquelle se trouve l’équipement utilisateur par rapport au sol). En d’autres termes, sur la figure 4B, r représente la distance de l’équipement utilisateur UE par rapport au pied du pylône situé en O1, supportant les antennes A11, A21, et θ11 et Φ11 représentant respectivement la longitude et la latitude de l’équipement utilisateur UE dans le repère O1’xyz. L’angle θ11 est ainsi défini via la projection du vecteur joignant l’origine du repère O1’xyz à l’équipement utilisateur UE dans le plan horizontal O1xy, et mesuré par rapport à la projection de la direction principale de propagation de l’antenne A11 dans ce plan (qui coïncide avec la direction O1x). Les coordonnées (r, θ, φ) définissent la position relative de l’équipement utilisateur UE par rapport à la station de base BS1, c’est-à-dire en prenant la position de la première station de base BS1 comme référence. Cette position de la station de base BS1 est connue du premier réseau RT. Les antennes A11, A21, A31 émettent des faisceaux radiofréquences selon un angle d’inclinaison φ t11 (ou angle de « tilt » en anglais) correspondant à un angle de dépointage (une latitude de dépointage ici) de leur diagramme de rayonnement par rapport au plan horizontal O1’xy. De telles antennes sectorielles A11, A21 et A31 sont par exemple adaptées à une mise en œuvre dite SISO (pour « Single Input Single Output » en anglais) du réseau de radiocommunications considéré, mais aussi à une mise en œuvre MIMO, selon laquelle les antennes sectorielles sont des matrices ou réseaux d’éléments rayonnants. Dans la suite, on s’attache à décrire un exemple de réalisation de l’invention dans le cas SISO. Sur la figure 4A, les antennes A11, A21 et A31 se trouvent à une hauteur h qui correspond à la distance entre les antennes et le sol. Autrement dit, le plan O1’xy se trouve à une hauteur h par rapport au plan O1xy. On détaille désormais, en relation avec la figure 5, un exemple de détermination de la valeur effective d’un paramètre de qualité de service selon un mode de réalisation de l’invention. Dans cet exemple, l’équipement utilisateur UE est attaché à la station de base serveuse BS1 premier réseau RT de la figure 2 et la station de base BS1 présente l’architecture des figures 4A et 4B. On suppose ici
que l’équipement utilisateur UE reçoit un ou plusieurs faisceaux radiofréquences en provenance de l’antenne du premier secteur de la station de base serveuse BS1. En 311, un facteur d’impact terrestre Fb des autres stations de base terrestres sur le niveau de qualité de service du lien radio descendant entre la station de base BS1 et l’équipement utilisateur UE est déterminé. Selon l’invention, ce facteur d’impact dépend d’une densité des autres stations de base terrestres du premier réseau susceptibles d’interférer sur la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur, c’est-à-dire implantées dans une zone d’interférence terrestre (ZIT sur la Fig.4B). On les désigne par stations de base interférentes. Cette zone d’interférence terrestre ZIT est définie comme une couronne centrée sur la station de base serveuse BS1, de premier rayon la distance moyenne inter sites ISD et de deuxième rayon défini par les limites de la zone géographique ZG. Ce facteur d’impact terrestre Fb représente la somme des puissances de chacune des stations de base du premier réseau RT qui sont situées dans la zone d’interférence terrestre ZIT. Une première hypothèse simplificatrice est que toutes les stations de base du premier réseau RT émettent avec une même puissance d’émission et un même gain maximal d’antennes donnés. Une deuxième est de considérer que la somme des contributions discrètes des puissances émises par les stations de base situées dans la zone d’interférence terrestre peut être transformée en une intégration sphérique continue de la densité des stations de base interférentes tout autour de la station de base, donc sur un intervalle angulaire [0, 2 π ] et pour un rayon r’ compris entre ISD et une valeur maximale définie par les limites de la zone géographique ZG. Une troisième hypothèse est que l’équipement utilisateur UE est servi par la ou les antennes du premier secteur de la station de base serveuse BS1. Une quatrième hypothèse est que les antennes des autres secteurs de la station de base serveuse utilisent la même bande de fréquences et sont donc susceptibles de générer des interférences avec la communication. Sur la base de ces hypothèses, l’inventeur a établi que ce facteur d’impact terrestre pouvait être défini à partir de la relation suivante :
où ISD désigne la distance moyenne entre la station de base serveuse et les stations de base interférentes, ρB désigne la densité de stations de base dans la zone d’interférence terrestre, δ désigne le facteur d’évanouissement (de l’anglais, « path-loss ») modélisant l’atténuation de propagation, r le rayon ou distance entre l’équipement utilisateur et la première antenne,
h la hauteur de la première antenne par rapport à l'équipement utilisateur,
(r, θ, φ ) désigne les coordonnées sphériques de l'équipement utilisateur dans un repère O1'xyz centré sur la station de base serveuse au niveau du sol, θ l'angle d'élévation entre l'équipement utilisateur et ladite première antenne,
Φ l'angle horizontal entre l'équipement utilisateur et ladite première antenne,
A(θ, φ ) est le gain angulaire de la première antenne de la station de base serveuse, auquel l'équipement utilisateur UE est connecté.
L'équipement utilisateur UE est connecté au premier secteur de la station de base serveuse BS1, dont le gain d'antenne est donc A(θ,φ )dB.
Il reçoit des puissances interférentes en provenance de toutes les autres antennes du premier réseau.
Ces interférences sont proportionnelles à :
Il reçoit également des interférences provenant des deux autres secteurs qui utilisent dans cet exemple la même bande de fréquences que le premier secteur. Ces interférences sont proportionnelles à A(θ2, φ 2) + A(θ3, φ 3).
A(θk, φ k) le gain angulaire de chacune des deux autres antennes (k=2, 3) de la station de base serveuse, co-localisées avec la première antenne de la station de base serveuse.
H1 est le gain de chaque antenne du premier réseau RT, défini de la façon suivante par :
désigne le gain d'antennes minimum, et est une constante,
, où φtilt est l'angle de tilt descendant, φ 3dB la largeur du
faisceau vertical à mi-puissance, θ 3dB la largeur du faisceau horizontal à mi-puissance, et une contribution des deux autres antennes de la station de base serveuse utilise une relation équivalente à la relation suivante : désigne respectivement les deux autres antennes de la
station de base serveuse.
Ainsi, selon ce mode de réalisation de l'invention, il n'est pas utile de connaître les positions absolues de chacune des autres stations de base de la zone géographique ZG. Au contraire, l'invention
propose d’estimer de façon simple et globale leur impact sur la communication établie sur le lien radio descendant entre la station de base BS1 et l’équipement utilisateur UE. En 312, un facteur d’impact satellitaire FSAT est déterminé en fonction d’une densité de satellites du deuxième réseau placés en orbite au-dessus de la zone géographique ZG et susceptibles d’interférer avec la communication. On les désigne ci-après par le terme satellites interférents. En relation avec la figure 6, ils sont situés dans une zone d’interférence satellitaire ZIS qui va être définie ci-après. Dans le mode de réalisation décrit ici, il s’agit d’une calotte sphérique correspondant à une portion de la sphère SPH ayant pour rayon l’orbite des satellites SAT1 SAT2 du réseau satellitaire RSAT. Plus spécifiquement, sont considérés comme susceptibles de générer de l’interférence sur la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE, les satellites du réseau satellitaire RAT qui utilisent simultanément à la communication, les mêmes ressources que la station de base BS1 utilise pour communiquer en liaison descendante avec l’équipement utilisateur UE, comme par exemple la même bande de fréquences. On fait l’hypothèse ici que tous les satellites du réseau satellitaire RSAT en visibilité directe avec l’équipement utilisateur UE vérifient cette condition par souci de simplification, c’est-à-dire les satellites situés dans la portion de sphère ZIS de la sphère SPH délimitée par le plan Δ horizontal orthogonal au rayon RT de la Terre en un point où se trouve situé l’équipement utilisateur UE (i.e. tangent à la Terre en l’équipement utilisateur UE). On note que cette hypothèse est réaliste car dans un tel réseau satellitaire, a priori tous les satellites du réseau sont utilisés pour transmettre des données vers des utilisateurs du réseau satellitaire et configurés pour exploiter l’ensemble des ressources dont il dispose afin de maximiser les performances du réseau. Il en résulte que l’utilisation simultanée des mêmes ressources par l’ensemble des satellites du réseau satellitaire est une hypothèse que vérifie un réseau satellitaire avec une forte probabilité. Si cette hypothèse n’est pas vérifiée pour le réseau satellitaire considéré, il suffit de limiter l’étude aux satellites situés dans la portion de sphère ZIS utilisant simultanément les mêmes ressources (ex. même bande de fréquences ici) que la station de base BS1 utilise en liaison descendante pour communiquer avec l’équipement utilisateur UE. Par ailleurs, l’inventeur a constaté qu’en deçà d’un certain angle d’élévation par rapport à l’équipement utilisateur UE, noté ^^, typiquement ^^ = 30°, appelé par la suite angle d’élévation minimale, l’interférence générée par les satellites se trouvant dans la zone ZIS n’a qu’un faible impact sur les performances de la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE et peut être négligée, de sorte que dans la suite de la description on considère une zone d’interférence ZIS correspondant à la calotte sphérique délimitée par le disque parallèle au plan
Δ αorrespondant à un angle d'élévation par rapport à l'équipement utilisateur UE égal à a. On note que la valeur 30° est une valeur typique fournie par les constructeurs de satellites, mais l'invention s'applique à d'autres valeurs de a (par exemple à des valeurs inférieures à 30°).
De façon ingénieuse, l'inventeur a évalué de façon globale (plutôt qu'individuellement pour chaque satellite) l'interférence générée par l'ensemble des satellites interférents situés dans la zone ZIS ainsi définie. A cet effet, il a considéré la topologie du réseau satellitaire RSAT dans cette zone ZIS et plus spécifiquement, dans le mode de réalisation décrit ici, la densité ρSAT des satellites susceptibles d'interférer la communication se trouvant dans la zone d'interférence ZIS (i.e. nombre de satellites par unité de surface), l'altitude hSAT des satellites interférents, ainsi que l'angle a d'élévation minimale des satellites interférents et donc situés dans la zone d'interférence ZIS (à savoir ici α =
30°).
En variante, il est possible de considérer d'autres éléments représentatifs de la topologie du réseau satellitaire comme par exemple la probabilité qu'un satellite génère une interférence affectant la communication entre la station de base serveuse BS1 et l'équipement utilisateur UE, autrement dit, la probabilité que le satellite en question se trouve dans la zone d'interférence ZIS.
On note que si les satellites du réseau satellitaire ont des altitudes différentes, le même raisonnement s'applique à chaque sous-ensemble de satellites situés à la même altitude, la contribution globale des satellites étant obtenue en sommant les contributions de chaque sous- ensemble pour chaque altitude différente (on considère alors une densité distincte par altitude différente).
En relation avec la figure 6, on considère un système de coordonnées sphériques (dSAT, τ ,β ) centré sur l'équipement utilisateur, où dsAjest la distance entre l'équipement utilisateur UE et le satellite
SAT1, τ est l'angle de longitude (horizontal) et β l'angle de latitude ou d'élévation(vertical).
Pour un tel satellite, situé à un angle d'élévation β, on peut montrer par des considérations géométriques et la mise en oeuvre de relations trigonométriques que la distance dSAT s'écrit :
La densité de satellites présents dans la zone d'interférence satellitaire ZIS s'exprime comme suit :
où NSAT est le nombre de satellites interférents dans la zone ZIS et S la surface (non représentée sur la figure 6) de la calotte sphérique CS dans laquelle évoluent les satellites interférents pour l'équipement utilisateur UE au-dessus de la zone géographique ZG (qui correspond donc à la zone ZIS). La calotte sphérique CS est située au-delà des angles d'élévation minimale α et π — a.
S = 2 π(RT + h.SAT)2(1 — costhetamaix) (5)
, costhetamax
où dM désigne la distance entre l'équipement utilisateur UE et un satellite situé à cet angle a.
Cette distance dM s'écrit :
Pour déterminer le facteur d'impact FSAT, l'inventeur a fait l'hypothèse (réaliste et hautement probable) que le rapport de gains G et la puissance P sont les mêmes pour tous les satellites susceptibles d'interférer la communication se trouvant se trouvant dans la zone ZIS : en effet, l'antenne d'un satellite émet un faisceau extrêmement fin et si on suppose que l'équipement utilisateur UE n'est pas dans la couverture du lobe principal du diagramme de rayonnement des antennes de ces satellites (qui seraient sinon des satellites serveurs pour l'équipement utilisateur
UE), il est commun de considérer (cf. spécifications techniques des réseaux satellitaires) qu'un même gain s'applique en direction de l'équipement utilisateur UE en dehors de ce lobe principal, par exemple -30dB par rapport au gain maximum du lobe principal de l'antenne. En outre, pour maximiser le débit pouvant être atteint lors d'une communication, il est classique de configurer
(tous) les satellites pour qu'ils émettent avec la puissance maximale Pmax autorisée (P=Pmax).
Selon l'invention et sur la base de cette hypothèse le facteur d'impact FSAT est défini par la densité
Psat de satellites interférents dans la zone d'interférence ZIS, intégrée par une double intégration sphérique correspondant à la surface S de la calotte sphérique CS.
On obtient :
Où τ varie entre 0 et 2 π .
On en déduit l'expression suivante du facteur FSAT :
En 314, on détermine la puissance Pb d'émission de la station de base serveuse vers l'équipement utilisateur UE. De façon classique, la position angulaire de l'équipement utilisateur UE par rapport à
la station de base BS1 et le modèle de diagramme de rayonnement de l'antenne du premier secteur de la station de base BS1 qui émet au moins un faisceau radiofréquences destiné à cet équipement utilisateur. En relation avec la figure 4B déjà décrite, le diagramme de rayonnement caractérise le gain de l'antenne en fonction d'une direction d'observation ( θ , Φ ) de l'équipement utilisateur UE dans le repère O1'xyz.
En outre, cette détermination prend en compte les facteurs d'impact terrestre Fb et satellitaire FSAT précédemment décrits, ce qui permet d'exprimer la puissance reçue par l'équipement utilisateur comme suit :
avec:
W la bande passante utilisée pour la communication sur le lien radio descendant entre la première station de base et l'équipement utilisateur,
Du le débit utile de réception des données par l'équipement utilisateur UE,
PSAT : puissance d'émission d'un satellite, selon l'hypothèse que tous les satellites SAT1, SAT2 de la zone ZG émettent à la même puissance,
GSAT le gain des satellites
Gb le gain des stations de base,
KSAT une constante de propagation des satellites
Kb une constante de propagation des stations de base et
Nth le bruit thermique.
On rappelle que :
ISD désigne la distance moyenne inter sites, et notamment entre la première station de base serveuse BS1 et les autres stations de base du premier réseau RT,
K est une constante de propagation des stations de base, r désigne la distance séparant l'équipement utilisateur UE de la station de base serveuse BS1 au niveau du sol, h la hauteur des antennes de la station de base serveuse par rapport au sol, δ est un facteur d'évanouissement (aussi appelé facteur de « pathloss ») modélisant l'atténuation de propagation avec la distance,
A(θ, φ) est le gain angulaire de l'antenne du premier secteur de la station de base serveuse BS1.
En 315, on en déduit le débit utile Du de réception des données par l’équipement utilisateur UE :
En variante, on peut déterminer un autre paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service sur le lien radio descendant entre la station de base serveur BS1 et l’équipement utilisateur UE, comme par exemple le délai utile de réception DRu ou encore la puissance utile de réception Pu. Pour un volume V de données transmis par la station de base serveuse BS1, le délai de transmission DRU peut s’écrire comme suit :
L’invention permet donc d’obtenir relativement simplement la valeur effective d’un ou plusieurs paramètres représentatifs d’un niveau de qualité de service de la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE. Selon un autre exemple de réalisation de l’invention, on considère, en plus du premier réseau RT et du deuxième réseau RSAT, un troisième réseau de communication, par exemple de type aérien, comprenant une pluralité d’équipements d’accès présents dans les airs au-dessus de la zone géographique ZG où se trouve l’équipement utilisateur UE. On considère ici qu’il s’agit d’un réseau de drones RD et on suppose que les drones de ce réseau utilisent la même bande de fréquence que la station de base serveuse BS1 et sont donc susceptibles de générer des interférences sur la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE. Selon cet exemple, en 313, un facteur d’impact des drones Fd est déterminé en fonction d’une densité ρd des drones Dr situés dans une zone d’interférence des drones ZID. En relation avec la figure 7, on considère que les drones Dr présents au-dessus de la zone géographique ZG sont placés à une altitude hd, de l’ordre de quelques centaines de mètres et on s’appuie sur les mêmes hypothèses que celles du réseau satellitaire, à savoir que tous les drones Dr émettent avec la même puissance et le même gain et que la zone d’interférence des drones est définie comme une calotte sphérique CSD de rayon dd et délimitée par un angle d’élévation minimale αd en deçà duquel les drones ne génèrent pas d’interférence avec la communication entre la station de base serveuse BS et l’équipement utilisateur UE.
Sur la base de ces hypothèses, le facteur d'impact Fd est défini par la densité pdde drones interférents dans la zone d'interférence ZID, intégrée par une double intégration sphérique correspondant à la surface Sd de la calotte sphérique CSd.
On obtient :
Où T varie entre 0 et 2 π , ρd désigne la densité des drones interférents, c'est-à-dire situés à un angle d'élévation minimum αd par rapport au plan A horizontal orthogonal au rayon RT de la Terre en un point où se trouve situé l'équipement utilisateur UE (i.e. tangent à la Terre en l'équipement utilisateur UE).
On pose :
où RT: est le rayon de la Terre, hd est l'altitude des drones. On suppose ici qu'ils sont tous situés à la même altitude pour la zone géographique ZG, dαd est la distance entre le récepteur terrestre et un drone à l'angle d'élévation minimum αd.
On détermine la densité des drones interférents comme suit : ρd= Nd/Sd (4bis) où Nd désigne le nombre de drones interférents présents dans la zone d'interférence ZID et Sd la surface de la calotte sphérique située entre les angles d'élévation minimum αd et π — αd.
Sd = 2π (RT + hd)2(1 — costhetamaxd) (5bis)
La distance dαds' écrit :
Le facteur Fd de l'expression (3bis) s'écrit donc :
Dans le cas d'un système de communications S comprenant en outre des drones, l'expression du débit utile obtenue en 315, devient :
où ^^ ^^ désigne le gain des drones, Pd la puissance d’émission des drones, et Kd une constante d’émission des drones . Bien sûr, selon un autre exemple de réalisation, on pourrait considérer la présence d’un quatrième réseau de communication dans la zone géographique, par exemple un réseau de plateformes d’altitude et déterminer un facteur d’impact de ces plateformes de façon similaire à ce qui vient d’être décrit dans le cas d’un réseau de drones. Une fois la valeur effective ou utile du paramètre de qualité de service QoS_U, par exemple le débit utile Du, obtenue, elle est comparée à la valeur cible en 320 comme précédemment décrit en relation avec la figure 3. Lorsqu’il est établi en 330 que la valeur effective du paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service n’atteint pas la valeur cible, il est décidé d’une modification d’une valeur d’au moins une caractéristique d’émission d’au moins une antenne d’un des réseaux de communication présents dans la zone géographique, selon l’un des modes de réalisation précédemment décrits. Il s’agit par exemple du gain d’antenne Gb et/ou de la puissance d’émission Pb des stations de base du premier réseau RT et ou de la bande passante W. En variante, il peut s’agir aussi du gain GSAT des satellites et/ou de la puissance PSAT des satellites du deuxième réseau RSAT. Cette modification est déterminée en 34 en fonction de la valeur cible et en vue de se rapprocher de cette valeur cible. Par exemple, pour une valeur cible Du_T du débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur UE, on modifie la puissance d’émission Pb de la station de base serveuse BS1 en une puissance Pb’, à partir de l’équation (9), de la façon suivante :
tous les autres paramètres d’émission (incluant ceux des équipements d’accès interférents) étant gardés constants par ailleurs. En particulier, la puissance d’émission Pb des autres stations de base interférentes du premier réseau est inchangée. Selon un autre exemple, si on décide de modifier la bande passante W utilisée par la station de base serveuse BS1 de sorte à atteindre la valeur cible Du_T du débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur UE, on détermine sa nouvelle valeur W’, à partir de la relation suivante, dérivée de l’une des équations (10) ou (10bis) applicables.
Ainsi, à titre illustratif, en présence d’un deuxième réseau satellitaire et d’un troisième réseau de drones, on obtient, à partir de l’équation (10bis) :
_ tous le autres paramètres étant gardés constants par ailleurs (incluant ceux des équipements d’accès interférents). En particulier, la bande passante des autres stations de base du premier réseau est inchangée. On pourrait procéder de façon similaire pour le gain d’antennes. En variante, on obtient la valeur modifiée du paramètre d’émission que l’on envisage de modifier via des simulations numériques ou de façon expérimentale. Dans un autre mode de réalisation, on modifie les paramètres d’émission des autres stations de base du premier réseau et/ou des autres équipements d’accès des autres réseaux présents dans la zone géographique. Pour cela, l’homme de métier peut utiliser notamment les relations précédemment décrites en remplaçant la valeur du paramètre de qualité de service considéré par la valeur cible que l’on cherche à atteindre, et en extrayant de ces relations la valeur à donner au paramètre d’émission que l’on envisage de modifier pour atteindre cette valeur cible, ou bien en obtenant la valeur modifiée dudit paramètre d’émission en s’appuyant des simulations numériques. Dans les exemples de réalisation de l’invention qui viennent d’être présentés, l’équipement serveur de l’équipement utilisateur UE est une station de base terrestre du premier réseau RT. Bien sûr, l’invention s’applique aussi dans le cas où le premier réseau est un réseau de type aérien et que l’équipement serveur un satellite, un drone ou une plateforme de haute altitude. L’homme du métier saurait adapter le procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service de l’invention, aux spécificités d’un tel équipement d’accès aérien, en s’appuyant sur ces connaissances générales et sur les principes et hypothèses précédemment décrits. En particulier, dans le cas où l’équipement serveur serait un satellite, il obtiendrait :
On présente désormais, en relation avec la figure 8 un exemple de structure matérielle du dispositif 100 permettant de mettre en œuvre les étapes du procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service sur le lien radio descendant entre la station de base BS1 et l’équipement utilisateur selon l’invention.
Le dispositif 100 comprend une mémoire vive 103 (par exemple une mémoire RAM), une unité de traitement 102 équipée par exemple d'un processeur μP, et pilotée par un programme d'ordinateur stocké dans une mémoire morte 101 (par exemple une mémoire ROM ou un disque dur). A l'initialisation, les instructions de code du programme d’ordinateur sont par exemple chargées dans la mémoire vive 103 avant d'être exécutées par le processeur de l’unité de traitement 102. Cette fig.8 illustre seulement une manière particulière, parmi plusieurs possibles, de réaliser le dispositif 100 afin qu’il effectue les étapes du procédé de contrôle (selon l’un quelconque des modes de réalisation et/ou variantes décrit(e)s ci-dessus en relation avec les figures 3 et 5). En effet, ces étapes peuvent être réalisées indifféremment sur une machine de calcul reprogrammable (un ordinateur PC, un processeur DSP ou un microcontrôleur) exécutant un programme comprenant une séquence d’instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel). Dans le cas où le dispositif 100 est réalisé avec une machine de calcul reprogrammable, le programme correspondant (c'est-à-dire la séquence d’instructions) pourra être stocké dans un médium de stockage amovible (tel que par exemple un CD-ROM, un DVD-ROM, une clé USB) ou non, ce médium de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un processeur. Dans certains modes de réalisation, le dispositif 100 est inclus dans l’équipement d’accès auquel est attaché l’équipement utilisateur UE, par exemple la station de base serveuse BS1 du premier réseau de communication RT. Dans certains modes de réalisation, le dispositif 100 est inclus dans un dispositif du premier réseau de communication RT, e.g. dans un nœud du premier réseau de communication RT ou dans un autre équipement d’accès de ce premier réseau, par exemple l’une des stations de base BS2 ou BS3. Il peut aussi être intégré dans l’équipement utilisateur UE ou dans un équipement d’accès ou un équipement nœud d’un autre réseau de communication présent dans la zone géographique et compris dans le système 10 selon l’invention, comme par exemple le deuxième réseau RSAT.
Claims
REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur (UE) et un premier réseau de communication sans fil (RT), caractérisé en ce que ledit procédé comprend : - la détermination (310) d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un équipement d’accès dit équipement serveur (BS1) du premier réseau auquel ledit équipement utilisateur est attaché et ledit équipement utilisateur (UE), ladite communication utilisant une bande de fréquences donnée, ladite valeur étant déterminée au moins en fonction d’une bande passante (W) allouée à cette communication, de caractéristiques de transmission de l’équipement serveur, d’au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et d’au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil (RSAT, RD), lesdits autres équipements d’accès étant configurés pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et étant susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence (ZG, CS); - lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, l’obtention d’une modification (34) d’au moins une caractéristique d’émission dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite valeur du paramètre est déterminée au moins en fonction de la bande passante allouée à la communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement serveur, de rapports de gains d’antenne entre l’équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d’accès du au moins un deuxième réseau, et de la topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans ladite au moins une zone d’interférence. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier réseau et le deuxième réseau sont des réseaux de types distincts appartenant à un groupe comprenant au moins un réseau de type terrestre comprenant une pluralité de stations de base terrestres et un réseau dit de type aérien comprenant une pluralité d’équipements d’accès aériens ou spatiaux et en ce que la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend la détermination d’un premier facteur d’impact des autres
équipements d'accès du premier réseau et la détermination d'un deuxième facteur d'impact desdits équipements d'accès du deuxième réseau sur la valeur dudit paramètre.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier réseau étant un réseau de type terrestre et l'équipement serveur une station de base terrestre (BS1), la détermination du premier facteur d'impact, dit facteur d'impact terrestre (Fb), est fonction d'une densité d'autres stations de base terrestres du premier réseau, dites stations de base interférentes, situées dans une zone d'interférence terrestre définie au moins en fonction d'une distance moyenne (ISD) entre les stations de base du premier réseau.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, la première station de base comprenant une première, une deuxième et une troisième antennes formant trois secteurs, la détermination du facteur d'impact terrestre (Fb) comprend la mise en oeuvre d'une relation équivalente à la relation suivante :
où ISD désigne la distance moyenne entre la station de base serveuse et les stations de base interférentes, ρB désigne la densité de stations de base dans la zone d'interférence terrestre, δ désigne le facteur d'évanouissement (de l'anglais, « path-loss ») modélisant l'atténuation de propagation, r le rayon ou distance entre l'équipement utilisateur et la première antenne, h la hauteur de la première antenne par rapport à l'équipement utilisateur,
(r, θ, φ ) désigne les coordonnées sphériques de l'équipement utilisateur dans un repère O1'xyz centré sur la station de base serveuse au niveau du sol, θ l'angle d'élévation entre l'équipement utilisateur et ladite première antenne,
Φ l'angle horizontal entre l'équipement utilisateur et ladite première antenne,
A(θ, φ ) est le gain angulaire de la première antenne de la station de base serveuse, auquel l'équipement utilisateur UE est connecté;
A(θk, φk) le gain angulaire de chacune des deux autres antennes (k=2, 3) de la station de base serveuse, co-localisées avec la première antenne de la station de base serveuse.
H1 est le gain de chaque antenne du premier réseau RT, défini de la façon suivante par : H1 (θ)dB = , où Am désigne le gain d'antennes minimum, et
est une constante,
, où φtilt est l'angle de tilt descendant, φ3dB la largeur
du faisceau vertical à mi-puissance, 9 3dB la largeur du faisceau horizontal à mi-puissance, et est une contribution des deux autres antennes (k =2,3) de la station
de base serveuse.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le deuxième réseau étant un réseau de type aérien comprenant une pluralité satellites placés en orbite autour de la Terre, la détermination du deuxième facteur d'impact, dit facteur d'impact satellitaire (Fsat), est fonction d'une densité (ρsat) de satellites interférant sur la communication dans une zone d'interférence satellitaire (CS définie au moins en fonction d'une altitude des satellites du deuxième réseau et d'un angle d'élévation minimale d'undit satellite avec l'équipement utilisateur.
7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la détermination d'une valeur de paramètre de qualité de service comprend en outre la détermination d'un nombre de satellites interférents (Nsat) pour ladite communication dans la zone d'interférence satellitaire et en ce que la densité (ρsat) de satellites interférents dans la zone d'interférence satellitaire est déterminée en fonction du nombre de satellites interférents et d'une surface (S) d'une calotte sphérique (CS) centrée sur l'équipement utilisateur, de rayon l'orbite des satellites du réseau satellitaire, et délimitée en prenant en compte ledit angle d'élévation minimale.
8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la détermination du facteur d'impact satellitaire (Fsat) comprend la mise en oeuvre de l'équation suivante :
où ρSAT désigne la densité de satellites interférents,
Rt: désigne le rayon de la Terre hSAT l'altitude du satellite dans un repère centré sur l'équipement utilisateur,
α désigne l'angle d'élévation minimale .
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la détermination d'une valeur d'un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend en outre la détermination d'une puissance d'émission par la station de base serveuse en fonction du facteur d'impact terrestre et du au moins un deuxième facteur d'impact associé
audit au moins un deuxième réseau, mettant en oeuvre une relation équivalente à la relation suivante :
où I est un entier supérieur ou égal à deux, désignant un nombre de dits deuxièmes réseaux comprenant des équipements d'accès susceptibles d'interférer ladite communication,
Fb est le facteur d'impact terrestre,
Fi le facteur d'impact d'un dit deuxième réseau,
Pi la puissance d'émission de chaque équipement d'accès interfèrent d'un dit deuxième réseau,
Gi : le gain de chaque équipement d'accès interfèrent d'un dit deuxième réseau,
Ki une constante de propagation de chaque équipement d'accès interfèrent d'un dit deuxième réseau,
Gb: le gain des stations de base terrestres,
Nth le bruit thermique,
avec Du le débit utile de réception des données par l'équipement utilisateur sur le lien radio descendant, et
W la bande passante utilisée par la communication sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse et l'équipement utilisateur. lO.Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre de qualité de service appartient à un groupe comprenant au moins :
- un débit utile de réception de données par l'équipement utilisateur ;
- un délai utile de transmission de données à l'équipement utilisateur ;
- une puissance utile de réception de données par l'équipement utilisateur.
11. Procédé selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le paramètre de qualité de service comprend un débit utile de transmission de données (Du) et en ce que le débit utile (315) est dérivé de l'expression de la puissance d'émission (Pb) par la première station de base (BS1) et déterminé selon l'équation suivante :
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend la détermination (313) d'un troisième facteur d'impact d'un troisième réseau de communication, de type drone, en fonction d'une densité (ρd) d'équipement d'accès de type drones, dits drones, interférant sur la
communication dans une zone d'interférence de drones (CSd) définie au moins en fonction d'une altitude des drones du troisième réseau et d'un angle d'élévation minimale d'undit drone avec l'équipement utilisateur et en ce que ladite détermination (315) met en oeuvre l'équation suivante :
Fd est le facteur d'impact des drones du troisième réseau sur la communication entre la station de base serveuse et l'équipement utilisateur, ρd est la densité de drones interférents,
Pd la puissance d'émission d'undit drone interfèrent,
Gd : le gain d'undit drone interfèrent, et
Kd une constante de propagation des drones.
13. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une caractéristique d'émission modifiée appartient à un groupe comprenant au moins :
- une puissance d'émission de l'équipement d'accès serveur;
- un gain de l'équipement serveur ;
- une bande passante (W) d'émission de l'équipement serveur,
- une puissance d'émission d'au moins un autre équipement d'accès,
- un gain d'au moins un autre équipement d'accès ;
- une bande passante (W) d'émission d'au moins un autre équipement d'accès.
14.Dispositif (100) de contrôle d'un niveau de qualité de service d'une communication entre un équipement utilisateur (UE) et un premier réseau de communication sans fil (RT), ledit premier réseau comprenant une pluralité d'équipements d'accès (BS1, BS2, BS3) configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée, ledit dispositif de contrôle étant caractérisé en ce qu'il est configuré pour mettre en oeuvre : la détermination (310) d'une valeur d'un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un premier équipement d'accès de ladite pluralité, auquel ledit équipement utilisateur est attaché, dit équipement d'accès serveur (BS1), au moins en fonction d'une bande passante (W) allouée à cette communication, de caractéristiques de transmission de l'équipement d'accès serveur, d'au moins un autre équipement d'accès du premier réseau et d'au moins un autre équipement d'accès d'au moins un deuxième réseau de communication sans fil
(RSAT, RD, RHPA), lesdits autres équipements d'accès étant configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans la bande de fréquences donnée et étant susceptibles d'interférer avec la
communication, et d'une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d'interférence (CS, CSd); lorsque la valeur déterminée n'atteint pas une valeur cible dudit paramètre, la détermination d'une modification (34) d'au moins une caractéristique d'émission d'au moins une antenne dudit équipement d'accès serveur et/ou d'au moins un autre équipement d'accès de la pluralité et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible.
15. Dispositif de contrôle selon la revendication 14 caractérisé en ce que ladite valeur du paramètre est déterminée au moins en fonction de la bande passante allouée à la communication, d'une distance entre l'équipement utilisateur et l'équipement serveur, d'une puissance d'émission de l'équipement serveur, de rapports de gains d'antenne entre l'équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d'accès du premier réseau et entre l'équipement serveur et ledit au moins un autre équipement d'accès du au moins un deuxième réseau, et de la topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans ladite au moins une zone d'interférence.
16. Système (10) de communication, caractérisé en ce qu'il comprend des équipements d'accès d'un premier réseau et d'au moins un deuxième réseau, lesdits équipements d'accès étant configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée, ledit système comprenant en outre un équipement utilisateur attaché à undit équipement d'accès, dit équipement d'accès serveur, et un dispositif (100) de contrôle selon la revendication 14 ou 15 d'un niveau de qualité de service d'une communication entre le équipement d'accès serveur et l'équipement utilisateur.
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| FR2201972A FR3133286A1 (fr) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | Procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d’accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d’accès, système de communication et programme d’ordinateur correspondants. |
| PCT/EP2023/055553 WO2023169977A1 (fr) | 2022-03-07 | 2023-03-06 | Procédé de contrôle d'un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d'accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d'accès, système de communication et programme d'ordinateur correspondants. |
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