FR2875979A1 - Dimensionnement de reseau cellulaire cdma - Google Patents

Abstract

Des cellules (Cj) d'un réseau CDMA sont modélisées par des surfaces régulières. Une puissance d'émission de station de base et une atténuation sont définies comme des fonctions de la position d'un point du réseau relativement à une station donnée (BSb), une densité continue de station, et un secteur de couronne centré sur la station donnée et incluant des stations perturbatrices. Le produit de la densité de station, de la puissance d'émission et de l'atténuation est intégré sur la surface du secteur de couronne pour déterminer un facteur d'interférence, rapport de puissance d'interférence reçue par le mobile sur puissance reçue provenant de la station donnée. Une fonction de densité de mobile est évaluée en fonction de la densité de station en dépendance du facteur d'interférence pour un rayon de cellule (Rc) et un débit de lien descendant afin de planifier ou densifier rapidement le réseau.

Description

Dimensionnement de réseau cellulaire CDMA

La présente invention concerne un procédé de dimensionnement d'un réseau de radiocommunication s cellulaire numérique de type à répartition par codes CDMA (Coded Division Multiple Access). Le dimensionnement est applicable aussi bien à la planification d'un nouveau réseau qu'à la densification d'un réseau existant.

Les opérateurs de réseaux de radiocommunication cherchent à maximiser le nombre de terminaux radio mobiles d'usager, dits "mobiles", pouvant être servis par un réseau donné et pour une qualité donnée, cette is qualité pouvant être variable selon les usagers. La planification précise de la capacité et de la zone de couverture d'un réseau nécessite une phase préalable de dimensionnement. Cette dernière vise à estimer le nombre de sites de station de base en fonction des exigences de couverture et de capacité imposées par l'opérateur. La propagation radio et l'environnement du réseau sont également des facteurs à considérer.

La planification est fondamentale à la construction d'un réseau qui nécessite le recours à un certain nombre de techniques et en particulier: des calculs théoriques de capacité et de couverture; des outils de simulation informatiques qui effectuent des calculs complexes et qui tiennent compte d'un grand nombre de paramètres du réseau; et des mesures sur le terrain afin d'affiner les modèles utilisés dans les outils de simulation, notamment la propagation en fonction de l'environnement du réseau. Il est par ailleurs essentiel pour un opérateur d'optimiser le nombre de sites de station de base du réseau afin de minimiser le coût des infrastructures du réseau.

Les calculs théoriques utilisent des modèles de réseau cellulaire, en général avec un maillage hexagonal dans lequel les stations de base sont situées au centre d'hexagones ("Wireless Downlink Data Channels: User Performance and Cell Dimensionning", Thomas Bonald et Alexandre Proutière, MobiCom'03, 14-19 Septembre, 2003, San Diego, Californie, USA). Pour les réseaux de radiocommunication de type CDMA, les grandeurs fondamentales limitant la capacité d'un réseau sont la puissance de la station de base serveuse et les interférences reçues en chaque point de chaque cellule du réseau. Il est donc important de pouvoir évaluer ces grandeurs. Les calculs analytiques sont complexes parce qu'ils mettent en oeuvre un grand nombre de stations de base l'évaluation de la puissance reçue en un point du réseau dépend de la distance de chacune des stations de base à ce point. Lorsque le nombre de stations est important, le calcul de la puissance totale reçue en un point, égale à la somme de toutes les puissances reçues des stations du réseau en ce point, nécessite un calcul par ordinateur pour dimensionner le réseau.

Il est donc nécessaire de compléter les calculs analytiques par des calculs numériques effectués sur ordinateur et/ou développer des outils de simulation.

L'approche analytique, basée en général sur des modèles de réseau de type hexagonal, conduit à des calculs numériques et/ou de simulations extrêmement complexes. Les calculs sont d'autant plus complexes que la surface où sont considérées des stations de base voisines d'une station de base donnée est grande et le nombre de stations de base voisines est élevé. Actuellement, les grandeurs caractéristiques du réseau sont calculées à l'aide de simulateurs.

Du fait des temps de calculs importants, les techniques existantes n'explorent pas tout un ensemble de planifications/densifications possibles de manière instantanée, selon les exigences de l'opérateur de réseau. La comparaison de différentes io stratégies pour atteindre des objectifs de capacité donnée nécessite des séries de simulations ou de calculs numériques par ordinateur nécessairement coûteux en temps et en développement.

L'objectif de l'invention est de diminuer le temps nécessaire dans un système informatique pour dimensionner un réseau cellulaire CDMA, et ainsi de fournir un procédé de dimensionnement de réseau qui autorise également une densification d'un réseau existant. Le procédé permet à l'opérateur du réseau de tester différentes stratégies afin de choisir celle qui lui convient le mieux. Le procédé convient également pour le choix de stratégies de contrôle d'admission favorisant les débits, les taux d'admission de mobiles par cellule ou encore un compromis entre les deux, en fonction d'exigences de l'opérateur.

Pour atteindre cet objectif, un procédé pour dimensionner un réseau de radiocommunication cellulaire du type CDMA ayant des cellules modélisées par des surfaces régulières centrées respectivement sur des stations de base, selon lequel la puissance d'émission pour chaque lien descendant depuis une station de base vers un mobile situé dans une cellule donnée couverte par la station de base est évaluée en fonction d'un paramètre d'interférence égal au rapport de la puissance d'interférence reçue par le mobile et due aux stations de base autres que la station de base donnée sur la puissance reçue provenant de la station de base donnée, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes de.

définir une puissance d'émission de station de lo base et une atténuation comme des fonctions de la position d'un point sur le réseau par rapport à la station de base dans la cellule donnée, exprimer une densité continue de station de base en chaque point sur le réseau, définir un secteur où sont situées des stations de base perturbant la réception dans le mobile, déterminer le facteur d'interférence en intégrant le produit de la densité de station de base, la puissance d'émission et l'atténuation sur la surface du secteur de couronne, et évaluer une fonction d'une densité de mobile en fonction de la densité de station de base en dépendance du facteur d'interférence pour un rayon de cellule prédéterminé et un débit de lien descendant prédéterminé.

Par exemple, les surfaces régulières des cellules sont circulaires de rayon prédéterminé et ledit secteur est un secteur de couronne concentrique à la cellule donnée. Le secteur de couronne dépend de l'orientation et de la directivité de l'antenne du mobile.

Le dimensionnement de réseau selon l'invention prend en compte l'ensemble des stations de base d'un réseau existant, grâce à l'expression de la densité continue de station de base en chaque point sur le réseau et autorise un calcul analytique précis des grandeurs caractéristiques du réseau telles que les puissances et les interférences reçues en tout point s d'une cellule quelconque du réseau. Le calcul analytique facilite rapidement l'accès à une planification du réseau en fonction de critères imposés par l'opérateur tels que capacité, débit et services, et ne nécessite aucune mise en oeuvre io d'outil de simulation.

Le résultat du calcul est utilisé pour évaluer le nombre de stations de base nécessaires pour satisfaire une exigence de capacité déterminée, c'est-à-dire une densité de mobile choisie par l'opérateur. Le procédé de dimensionnement de réseau selon l'invention sert à évaluer précisément et rapidement un nombre de stations de base à ajouter, localement ou globalement dans un réseau existant, pour répondre à un accroissement de trafic. Le procédé sert également à évaluer des paramètres, tels que la charge et la puissance d'émission dans chaque cellule du réseau et la puissance de réception d'un mobile.

Le procédé de dimensionnement peut être utilisé pour tester différentes stratégies de contrôle d'admission favorisant des débits, des taux d'admission ou encore un compromis entre les deux, en fonction d'exigences de l'opérateur. Les critères qui doivent être respectés pour l'admission d'un mobile dans le réseau sont des critères de charge et de puissance: la charge de chaque station de base, et en particulier celle de la station de base "donnée" qui a établi un lien descendant avec le mobile, ne doit pas dépasser une charge maximale admissible, et - la puissance demandée à l'ensemble des stations de base, et en particulier à la station de base "donnée" qui a établi un lien descendant avec le mobile, ne doit pas dépasser une puissance maximale admissible.

Le procédé peut être utilisé tel quel dans un système informatique, ou être implanté dans un simulateur afin d'accroître la vitesse de calcul de ce dernier.

A cet égard, l'invention concerne aussi un système informatique pour dimensionner un réseau de radiocommunication cellulaire du type CDMA, pour la mise en uvre du procédé de dimensionnement de réseau selon l'invention. Le système informatique est caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen pour définir une puissance d'émission de station de base et une atténuation comme des fonctions de la position d'un point sur le réseau par rapport à la station de base dans la cellule donnée, un moyen pour exprimer une densité continue de station de base en chaque point sur le réseau, un moyen pour définir un secteur où sont situées des stations de base perturbant la réception dans le mobile, un moyen pour déterminer le facteur d'interférence en intégrant le produit de la densité de station de base, la puissance d'émission et l'atténuation sur la surface du secteur de couronne, et un moyen pour évaluer une fonction d'une densité de mobile en fonction de la densité de station de base en dépendance du facteur d'interférence pour un rayon de cellule prédéterminé et un débit de lien descendant prédéterminé.

L'invention concerne encore un programme d'ordinateur sur un support d'informations, s comportant des instructions de programme adaptées pour la mise en oeuvre du procédé de dimensionnement de réseau selon l'invention et en particulier des instructions de programme qui réalisent les étapes caractérisant le procédé selon l'invention, lorsque io ledit programme est chargé et exécuté dans un système informatique.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention, données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un modèle de réseau de radiocommunication cellulaire selon l'invention; - la figure 2 est un algorithme du procédé de dimensionnement de réseau selon l'invention; et la figure 3 est un graphe montrant des variations d'une densité de mobile en fonction d'une densité de station de base obtenues selon le procédé de l'invention.

En référence à la figure 1, un réseau de radiocommunication cellulaire numérique RE de type CDMA comprend N stations de base BS1 à BSJ. Un mobile m est situé sous la couverture d'une station de base donnée BSb du réseau, avec l'indice b tel que 1 b J. Le rapport signal à interférence CIR (Carrier-to-Interference Ratio), c'est-à-dire le rapport de la puissance reçue dans un canal de trafic par le mobile sur la puissance d'interférence reçue par le mobile est supérieur ou égal à un rapport signal à interférence ym =(C/I)t,m cible (t=target), soit. Pr, m

a Iown + Iother + Noise j (1) t,m Dans la relation (1) . Prim est la puissance reçue par le mobile m; Iown est la puissance d'interférence intrastation reçue par le mobile m et due aux canaux communs et aux canaux du trafic des autres mobiles ayant des liens descendants actifs avec la station BS J; et Iother est la puissance d'interférence interstation reçue par le mobile m et due aux stations de base BS1 à BSJ autres que la station de base donnée BSb; a est un facteur d'orthogonalité compris entre 1 et 0 et égal à 1 s'il n'y a aucune orthogonalité entre les codes des canaux descendants depuis la même station de base BSb, et égal à 0 si leur orthogonalité est parfaite; Noise est la puissance de bruit thermique du récepteur d'un mobile.

La relation (1) s'écrit en précisant les puissances: PTCH, mgb, m j=J a (Pb PTCH, m)gb, m + E Pjgj, m + Noise j=1, (2) job Dans la relation (2) . Pb est la puissance totale de la station de base BSb; PTCH,m est la puissance d'émission du canal de trafic pour le lien descendant alloué par la station de base BSb au mobile m; et gj,m est l'atténuation comprise entre 0 et 1 égale au rapport de la puissance reçue par le récepteur du mobile m sur la puissance émise dans le canal du trafic du lien descendant de la station de base BSj vers le mobile m, l'indice j étant tel que 1 5 j S J; l'atténuation gj,m dépend de l'atténuation selon la distance, d'effets de masque (shadowing), de pertes et gains d'antenne du mobile m et de la station de base BSj, et de pertes additionnelles possibles.

Si l'effet de masque est négligé, l'atténuation intervenant dans la puissance reçue Prim par le mobile m à la distance rj,m de la station de base BSj s'exprime inversement proportionnellement à une puissance de cette distance et donc en fonction d'un exposant négatif de cette distance, à la place de l'atténuation gj,m. Les puissances dans la relation (1) s'expriment alors d'une manière similaire à celles dans la relation (2) : Pr,m = PTCH,mrb,m IOWn = (Pb PTCH,m) rb,m j=J Iother = job L'exposant négatif r est appelé facteur d'atténuation et est compris entre - 3 environ et - 4 environ. La relation (2) s'écrit alors: io 1 s' 1 + 1 JJ P. + Noise b r'l i / PT C H, m rb, m j b PT C H, m rb, m La relation (3) montre que le rapport signal à interférence C/I dépend fortement de la puissance d'interférence Iother due aux autres stations BSj avec j b, exprimée par le deuxième membre du dénominateur. La puissance d'interférence Iother représente une importante cause de limitation de la io capacité du réseau.

Pour chaque mobile m dans le réseau CDMA RE, un paramètre d'interférence fm est défini comme le rapport de la puissance d'interférence Iother reçue par le mobile m venant des autres stations sur la puissance reçue provenant de la station de base respective BSb: 1 j=J E Pjgj, m Town + PTCH,mgb,m Pbgb,m j=1job Le paramètre d'interférence fm dépend fortement de la position du mobile dans la cellule. Lorsque le trafic depuis les stations de base est uniforme, il est raisonnable de considérer que toutes les stations ont la même puissance totale d'émission, soit Pb = Pi avec 1 <. j J. Le paramètre fm devient: j=J j=J fm 1 E ri j =1, g b, m rb m j =l, J, m j b job La difficulté et la complexité des calculs pour déterminer la charge du réseau proviennent a Pb PTCH,m ym (3) fm Iother (4) (5) Il principalement, selon la technique antérieure, de l'expression du paramètre fm. En effet, l'expression mathématique des distances ri,m dépend des positions des stations de base. Plus le nombre J de stations considérées est important, plus le calcul est complexe.

Selon l'invention, le paramètre d'interférence est défini au moyen d'un calcul analytique et ensuite io utilisé pour dimensionner le réseau en déterminant la capacité d'une zone donnée du réseau représentée par le nombre maximum de mobiles dans la zone donnée, c'est-à-dire de l'intensité de trafic maximale dans la zone donnée, en fonction du nombre de stations de base que compte cette zone. La zone peut être le réseau RE, ou en variante l'ensemble des cellules Ci voisines de la cellule Cb contenant la station de base donnée BSb pour le mobile considéré m, ou plus particulièrement, une cellule Cb du réseau.

Comme montré à la figure 2, le procédé de dimensionnement de réseau selon l'invention comprend des étapes El à E7. Le procédé est mis en oeuvre dans un ordinateur ou une station travail ou tout autre système informatique.

A l'étape préalable El, la puissance d'émission de station de base P(u, 0) , sans négliger l'effet de masque, et l'atténuation g(u, 0) en un point (u, 0) sur la surface du réseau RE où le mobile est susceptible de se trouver sont définies comme des fonctions continues. Les coordonnées du point sont par exemple des coordonnées polaires u et 0 ayant pour origine la station de base donnée BSb.

La construction d'un modèle de réseau est fondée 35 selon l'invention sur le remplacement de la distribution discrète de stations de base selon la technique antérieure par une densité de station de base pBS qui est une fonction continue. Le calcul du paramètre fm est simplifié considérablement par la fonction de densité continue.

A l'étape E2, la densité pBS(u, 9) est exprimée par un nombre de station de base du réseau par unité de surface en chaque point sur la surface du réseau. Elle est a priori variable en fonction des io coordonnées (u, 9) du point. Par exemple, la densité pgS peut être variable par palier, égale à des constantes respectivement sur des zones prédéterminées comme des couronnes concentriques centrées sur la station de base donnée BSb, ou peut être plus simplement constante sur toute la zone couverte par le réseau.

Des modèles de réseau connus positionnent des stations de base au centre de cellules hexagonales ou de manière aléatoire. Ces modèles de réseau connus sont considérés comme uniformes bien que localement ils ne le soient pas, puisque la puissance reçue par le mobile m dans une cellule Cb dépend non seulement de la distance rb,m entre la station de base serveuse BSb de la cellule Cb et le mobile m, mais également d'angles A caractérisant les positions relatives des stations de base par rapport au mobile m, et donc dépend de la directivité de l'antenne du mobile m.

Quand le mobile m est considéré à une distance r de la station de base serveuse BSb, il y a pBS(u, O).u.du.dO stations de base qui contribuent aux puissances d'interférence lother dans un secteur de couronne d'angle dO et de largeur du. L'influence de ces stations de base sur le mobile m est pBs(u, 9).P(u, 6).g(u, 9).u.du.dO.

A l'étape E3, chaque cellule Ci est modélisée par une surface de couverture régulière ayant pour centre une station de base respective BSi du réseau. La surface régulière peut être polygonale, mais est s de préférence un cercle de manière à relativement simplifier les calculs. Les cellules sont alors circulaires avec un rayon prédéterminé Rc, comme montré à la figure 1.

Dans la cellule donnée Cb, le mobile m situé à une distance rb,m de la station de base BSb a sa réception perturbée par les émissions des autres stations de base. Celles-ci sont situées dans un secteur [01,02] de couronne défini à l'étape E4. Le secteur de couronne est concentrique à la cellule donnée Cb. Le rayon intérieur du secteur de couronne est égal à 2Rc-r puisque la distance entre deux stations est au moins 2Rc et les cellules circulaires ne se chevauchent pas et ont leurs contours au mieux tangentiels. Le rayon extérieur R du secteur de couronne est au plus égal au rayon très grand de la surface couverte par le réseau RE. L'angle [01, 02] du secteur de couronne dépend de l'orientation et de la directivité de l'antenne du mobile m.

Au lieu de sommer sur toutes les autres stations de base pour déterminer le paramètre fm, l'étape E5 intègre le produit de la densité continue de station de base pBs(u, 0), de la puissance d'émission de station de base P(u, 0) et de l'atténuation g(u, 0) sur tous les points (u, 0) positionnés sur la surface du secteur de couronne défini ci-dessus pour déterminer le paramètre d'interférence f: f02 JR-r p (u, 0).P(u, 0).g(u, 0).u.du.d0 Al 2Rc -r BS f (r, c,) = (6) P(0, (o).g(r, co) Dans la formule (6) précédente, P(0, w) est la puissance d'émission Pb de la station de base donnée BSb pour un angle co compris dans le secteur [01,02] correspondant à la position (r, w) du mobile m, et g(r, w) est l'atténuation à la position du mobile m.

Selon un exemple pratique préféré, la formule (6) est simplifiée par les considérations suivantes.

Les puissances d'émission des stations de base io sont identiques en considérant que le trafic est uniforme et l'effet de masque est négligé, soit P (u, 0) = Pb.

De préférence, l'atténuation g(u, 0) d'un point m sur le réseau est indépendant de l'angle 0 et ne dépend que de la distance u entre ce point et la station de base donnée BSb et est égale à une puissance de cette distance avec un exposant négatif. L'exposant ii peut être choisi égal à 3 qui est une valeur de facteur d'atténuation correspondant au cas de réseaux réels. Selon cet exemple, le paramètre d'interférence fr est déduit de la formule (6) . 102 1R-r p (u, 0).u1.u.du.dO 61 2Rc -r BS r1 L'antenne du mobile est très souvent omnidirectionnelle, soit [01,02] = [0,2n], le secteur de couronne défini ci-dessus étant complètement circulaire.

La densité de station de base pBS est constante sur le réseau RE, ou tout au moins sur la surface de rayon R, et indépendante de zones ou de points prédéterminés sur le réseau.

L'expression suivante du paramètre d'interférence devient pour cet exemple: fr = fr = PBs É 2nr3 1 1 2Rc -r R-r (7) Selon l'exemple précédent, le trafic et la densité de station de base pgs sont considérés uniformes. Le paramètre fr est une fonction de la distance entre le mobile m et la station de base donnée BSb "serveuse" à laquelle le mobile m est lié par un lien descendant actif. Tous les mobiles placés à la même distance de la station BSb ont la même valeur du paramètre parce que la densité de station de base est considérée uniforme. Tous les mobiles placés sur un cercle de rayon r et centré sur la station de base serveuse BSb subissent ainsi la même atténuation r.

Selon d'autres exemples, la densité pgs est continûment variable entre la station de base BSb serveuse du mobile m et les autres stations de base BS1 à BSN et/ou dépend de l'orientation et de la directivité de l'antenne du mobile m, et donc dépend de stations de base voisines de la station de base BSb serveuse du mobile m qui sont susceptibles par leurs émissions de perturber le lien descendant actif établi entre la station BSb et le mobile m. Dans ces exemples, le produit pgs(u,6).u1+1 est intégré dans des intervalles déterminés [2Rc-r, R-r] et [01,62]. Le rayon R peut être limité à quelques rayons de cellule Rc et la largeur du secteur de couronne est alors de quelques rayons de cellule Rc.

L'expression du paramètre d'interférence fr dépend de la densité pgs des stations de base, du rayon Rc d'une cellule et du rayon R de la surface de réseau considérée. Cette expression ouvre un grand nombre de possibilités d'analyses pour des réseaux CDMA parce qu'elle précise rapidement l'influence d'un réseau sur chaque point d'une cellule donnée BSb.

Aux étapes suivantes E6 et E7, une limite de la capacité d'une cellule Cb représentée par le produit d'une densité de mobile par la surface de la cellule est sélectionnée pour dimensionner le réseau en évaluant une fonction de la densité de mobile en Io fonction de la densité de station de base PBS en dépendance du facteur d'interférence déterminé ci-dessus pour un rayon de cellule prédéterminé Rc et un rapport signal à interférence cible y pour lien descendant, ou un débit de lien descendant prédéterminé D. A partir d'une expression de la puissance d'émission pour chaque lien descendant dans chaque cellule dans le réseau CDMA comparativement à des contraintes de limitation de puissance d'émission, à l'étape E6, on montre que la densité de mobiles doit satisfaire la relation suivante dépendant du paramètre d'interférence fr selon l'invention: Rc s=S 0 E Pr,sE s(a + fr) . 2nr.dr < 1 cp s=1 Pr,s dénote une densité de mobile utilisant un service s dans la couronne élémentaire entre la distance r et r+dr depuis le centre BSb de la cellule donnée Cb. Plus particulièrement, pris est la densité de mobile dans la cellule donnée Cb lorsque la densité est supposée constante.

Dans un réseau CDMA, plusieurs services tels que la téléphonie (voix), la vidéophonie et la transmission d'images fixes, de messages courts SMS (8) ou de messages multimédias MMS, sont offerts avec des débits différents. S services sont ainsi prédéterminés avec un indice s désignant l'un de ces services tel que 1 s <_ S. Les atténuations gj,m, ou rPm pour des liens actifs entre les mobiles et les stations de base sont indépendants des services, et par conséquent le facteur d'interférence fr à la distance r est indépendant des services.

Pour chaque service s sont préalablement estimés io un rapport signal à interférence cible ys = (C/I)s pour un lien descendant depuis une station de base vers un mobile. Le rapport signal à interférence cible ys est une limite inférieure en deçà de laquelle un mobile ne reçoit plus une puissance 1s suffisante d'une station de base pour traiter convenablement un signal émis par la station de base. Le rapport cible ys intervient dans des commandes de puissance dans les mobiles et les stations de base.

Dans la relation (8), le paramètre (3s dont dépend la puissance d'émission totale de la station de base BSj de la cellule Ci est fonction du rapport cible ys pour lien descendant: (C / I)s _ Ys 1+a(C/I)s 1+ays Le facteur d'orthogonalité a varie très peu d'un service à l'autre et est ainsi supposé constant pour tous les services.

cp est une constante qui est comprise entre 0,2 environ et 0,3 environ, ces valeurs étant déterminées de façon empirique sur des réseaux existants.

La forme de l'expression dans le premier membre de la relation (8) autorise des calculs analytiques simplifiés pour évaluer la capacité de la cellule et Rs le débit global de la cellule pour un modèle de réseau à dimensionner, ou pour densifier d'un réseau existant en testant différentes stratégies d'admission de mobiles supplémentaires dans le réseau existant.

A l'étape E7, lorsque l'opérateur du réseau RE doit répondre à une demande en trafic, il doit savoir si la densification du réseau RE, qui consiste en io l'installation de stations de base supplémentaires dans une certaine zone, peut être une solution pour satisfaire un trafic croissant. Grâce au modèle de réseau continu selon l'invention, cette augmentation du trafic peut être évaluée analytiquement en utilisant les relations (7) et (8).

En supposant quel que soit le service s considéré, que la densité des mobiles est constante, soit pr,s = PM, et que tous les mobiles ont un débit constant dans leurs liens descendants dans la cellule, soit Rs = (3, la relation (8) devient avec un exposant d'atténuation i=-3 et en remplaçant le paramètre d'interférence fr selon la formule (7) : ï0 PMP (a + 2n PBs [ (2Rc - r) -1 - (R-r) -1] r3) 2nrÉ dr < 1-cp En supposant r R, r < 2 Rc, et R = k Rc, où k est une constante pouvant varier de quelques unités à quelques dizaines, le calcul de l'intégrale dans la relation précédente dépend de la valeur de R. Après le calcul de l'intégrale, la relation précédente s'écrit pour Rc = 1: PM (3 (a + nBs fact(R, Rc)) < 1 cp (9) 2875979 19 fact est un paramètre constant dépendant des rayons R et Rc et particulièrement de leur rapport de rayon R/ Rc selon le tableau suivant: k = R/Rc fact 4 0,44 0,5 6 0,536 0,608 0, 652 0,676 ngS dénote un nombre accru de stations de base dans une cellule du réseau initial RE qui doit être densifié et dépend de la densité constante de mobiles pM. S'il n'y a qu'une station de base par cellule du réseau initial, alors ngS vaut 1. Si ngS =3, cela signifie que trois stations de base sur une surface de cellule 7cR2 c doivent être prévues et donc deux stations de base doivent être ajoutées dans chaque cellule du réseau initial.

Pour un nombre ngS de stations de base dans une cellule du réseau densifié, La relation (9) ci-dessus 25 impose: - soit une limitation du nombre moyen maximum Max = irR pM de mobiles présents dans la cellule pour un débit maximum prédéterminé D dans un lien descendant vers un mobiledéduit de l'expression du paramètre P: R _ (C/I) _ D a l+a(C/I) 1+aaD où a = E/N0W, avec: 10 E = énergie par bit reçue par un mobile, W = largeur de bande totale, et No = la puissance de bruit thermique dans un lien descendant, - soit une limitation du débit maximum D en bit/s dans un lien descendant vers un mobile pour un nombre moyen maximum de mobiles Max prédéterminé.

La relation (9) montre l'influence du nombre nBS io de station de base dans une surface limitée, telle qu'une cellule, sur le nombre moyen maximum Max de mobiles dans la cellule. L'intérêt d'accroître le nombre Max est illustré à la figure 3. Dans cette figure, le service est considéré avec un débit prédéterminé D = 12,2 kbit/s, et les paramètres ont les valeurs suivantes: = 0,02, a = 0,4 et y = 0,2.

Par exemple lorsque le réseau RE a un rayon de 50 fois le rayon d'une cellule k = R/Rc = 50, le nombre moyen maximum de mobiles Max par surface de cellule initiale nRC augmente de 37 à 50 lorsque la densité de station de base pBS croît de 1 à 3 pour une surface constante nR2.

L'invention décrite ici concerne un procédé et un système informatique de dimensionnement (planification et/ou densification) de réseau cellulaire CDMA. Selon une implémentation préférée, les étapes du procédé sont déterminées par les instructions d'un programme de dimensionnement de réseau cellulaire CDMA incorporé dans un système informatique, et le procédé selon l'invention est mis en oeuvre lorsque ce programme est chargé dans le système informatique dont le fonctionnement est alors commandé par l'exécution du programme.

En conséquence, l'invention s'applique également à un programme d'ordinateur, notamment un programme d'ordinateur sur ou dans un support d'informations, adapté à mettre en oeuvre l'invention. Ce 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 pour implémenter le procédé selon l'invention.

Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un 1s 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 une disquette (floppy disc) ou un disque dur.

D'autre part, le support d'informations 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. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type internet.

Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention.

Claims (1)

1. 22 REVENDICATIONS

   1 - Procédé pour dimensionner un réseau de radiocommunication cellulaire (RE) du type CDMA ayant des cellules (Ci) modélisées (E3) par des surfaces régulières centrées respectivement sur des stations de base (BSi) , selon lequel la puissance d'émission pour chaque lien descendant depuis une station de base (BSb) vers un mobile (m) situé dans une cellule io donnée (Cb) couverte par la station de base est évaluée en fonction d'un paramètre d'interférence égal au rapport de la puissance d'interférence reçue par le mobile et due aux stations de base autres que la station de base donnée sur la puissance reçue provenant de la station de base donnée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes de: définir (El) une puissance d'émission de station de base et une atténuation comme des fonctions continues de la position d'un point sur le réseau par rapport à la station de base (BSb) dans la cellule donnée (Cb), exprimer (E2) une densité continue de station de base en chaque point sur le réseau, définir (E4) un secteur où sont situées des stations de base perturbant la réception dans le mobile (m), déterminer (E5) le facteur d'interférence (f) en intégrant le produit de la densité de station de base, la puissance d'émission et l'atténuation sur la surface du secteur de couronne, et évaluer (E6, E7) une fonction d'une densité de mobile en fonction de la densité de station de base en dépendance du facteur d'interférence pour un rayon de cellule prédéterminé (Ra) et un débit de lien descendant prédéterminé.

   2 - Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel les surfaces régulières des cellules (Ci) sont circulaires de rayon prédéterminé et ledit secteur s est un secteur de couronne concentrique à la cellule donnée (Cb).

   3 - Procédé conforme à la revendication 2, selon lequel le secteur de couronne dépend de l'orientation et de la directivité de l'antenne du mobile (m).

   4 - Procédé conforme à la revendication 2 ou 3, selon lequel le secteur de couronne est complètement circulaire et a une largeur de quelques rayons de cellule (Ro).

   - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel la densité de station de base est constante.

   6 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel les puissances d'émission des stations de base sont identiques.

   7 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel l'atténuation en un point sur le réseau est fonction d'une puissance de la distance entre le point et la station de base dans la cellule donnée, avec un exposant négatif.

   8 - Procédé conforme à la revendication 7, selon lequel l'exposant négatif est compris entre - 3 environ et - 4 environ.

   9 - Système informatique pour dimensionner un réseau de radiocommunication cellulaire (RE) du type CDMA ayant des cellules (Ci) modélisées par des surfaces régulières centrées respectivement sur des stations de base (BSi), la puissance d'émission pour chaque lien descendant depuis une station de base (BSb) vers un mobile (m) situé dans une cellule donnée (Cb) couverte par la station de base étant évaluée en fonction d'un paramètre d'interférence égal au rapport de la puissance d'interférence reçue par le mobile et due aux stations de base autres que la station de base donnée sur la puissance reçue provenant de la station de base donnée (BSb), caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen pour définir une puissance d'émission de station de base et une atténuation comme des fonctions de la position d'un point sur le réseau par rapport à la station de base (BSb) dans la cellule donnée (Cb), un moyen pour exprimer une densité continue de station de base en chaque point sur le réseau, un moyen pour définir un secteur où sont situées des stations de base perturbant la réception dans le mobile (m), un moyen pour déterminer le facteur d'interférence (f) en intégrant le produit de la densité de station de base, la puissance d'émission et l'atténuation sur la surface du secteur de couronne, et un moyen pour évaluer une fonction d'une densité de mobile en fonction de la densité de station de base en dépendance du facteur d'interférence pour un rayon de cellule prédéterminé (Rc) et un débit de lien descendant prédéterminé.

   - Programme d'ordinateur sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions de programme adaptées pour dimensionner un réseau de radiocommunication cellulaire (RE) du type CDMA ayant des cellules (C3) modélisées par des surfaces régulières centrées respectivement sur des stations de base (BS3), lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans un système informatique, la puissance d'émission pour chaque lien descendant depuis une station de base (BSb) vers un mobile (m) situé dans une cellule donnée (Cb) couverte par la station de base étant évaluée en fonction d'un paramètre d'interférence égal au rapport de la puissance d'interférence reçue par le mobile et due aux stations de base autres que la station de base donnée sur la puissance reçue provenant de la station de base donnée (BSb), caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de programme qui, lorsque le programme est chargé et exécuté sur ledit système informatique, réalisent les étapes suivantes de: définir (El) une puissance d'émission de station de base et une atténuation comme des fonctions continues de la position d'un point sur le réseau par rapport à la station de base (BSb) dans la cellule donnée (Cb), exprimer (E2) une densité continue de station de base en chaque point sur le réseau, définir (E4) un secteur où sont situées des 30 stations de base perturbant la réception dans le mobile (m) , déterminer (E5) le facteur d'interférence (f) en intégrant le produit de la densité de station de base, la puissance d'émission et l'atténuation sur la surface du secteur de couronne, et évaluer (E6, E7) une fonction d'une densité de mobile en fonction de la densité de station de base en dépendance du facteur d'interférence pour un rayon de cellule prédéterminé (Ra) et un débit de lien descendant prédéterminé.