FR2893468A1 - Codage d'information pour voie de retour d'un systeme radio-mobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de codage d'information pour la voie de retour d'une station de base (BS) d'un système radio-mobile.La station de base (BS) disposant de M ressources et émettant périodiquement (t) vers des terminaux utilisateurs (UT) des signaux pilotes, permettant par ces derniers la mesure de valeurs de qualité de transmission {Q m (t<m=M>m=1 des ressources, on procède à la mémorisation (A) d'au moins une valeur de qualité de réception des ressources et à la transformation (B) de chaque valeur de qualité de réception {Q m (t<m=M>m=1, par quantification, en une valeur d'index quantifiée, représentative de la valeur de la qualité de réception et constitutive d'une métrique relative à chaque ressource.Application en contexte SDMA et/ou OFDMA.

Description

CODAGE D'INFORMATION POUR VOIE DE RETOUR D'UN SYSTEME RADIO-MOBILE

La présente invention concerne le codage d'information pour voie de retour d'un système radio-mobile. Il peut s'agir notamment d'un système de transmission MIMO (Multiple Input Multiple Output) en anglais, appliquant la technique d'accès multiple par répartition spatiale ou encore d'un système de type OFDMA. Dans ce premier type de système, des faisceaux d'antennes distincts sont alloués en tant que ressources aux terminaux d'utilisateur, tandis que ces ressources sont constituées par des sous-bandes de fréquence dans le deuxième type de système OFDMA. Les systèmes de transmission à accès multiple par répartition spatiale, systèmes SDMA pour Space Division Multiple Access en anglais, sont caractérisés par l'utilisation d'antennes multiples à l'émission pour engendrer des faisceaux distincts, lesquels peuvent chacun être alloués à un terminal utilisateur différent. Dans les systèmes SDMA précités, l'algorithme d'allocation de ressources de transmission/réception, et donc de faisceaux, aux terminaux utilisateurs, nécessite la connaissance d'informations sur la qualité de réception attendue pour un grand nombre d'utilisateurs et de faisceaux. Les systèmes précités utilisent une voie de retour, désignée voie montante, pour envoyer des informations sur l'état du canal de transmission radio vers la station de base, par opposition à la voie de transmission de la station de base aux utilisateurs, désignée voie descendante. En raison du grand nombre d'utilisateurs et de faisceaux par station de base, par exemple en téléphonie mobile, la quantité d'informations transmises sur la voie de retour devient rapidement prohibitive. Une réduction de la quantité d'informations précitée nécessite, en général, l'utilisation d'un algorithme d'allocation de ressources moins performant. En conséquence, les techniques de transmission de métrique sur voie de retour des systèmes SDMA de l'art antérieur visent à réduire la quantité d'informations nécessaires transmises sur la voie de retour, tout en maintenant l'utilisation d'un algorithme d'allocation de ressources qui soit le plus performant possible. Ainsi, une technique connue de transmission d'information par voie de retour, est celle qui a fait l'objet de la publication intitulée On the capacity of MIMO broadcast channel with partial side information , IEEE Transactions on Information Theory, vol. 51, n 2, pp. 506-522, M. Sharif, B. Hassibi, Février 2005. Selon cette technique, chaque terminal utilisateur transmet sur la voie de retour uniquement la valeur du meilleur rapport signal sur interférence plus bruit, désigné par SINR (pour Signal to Interference plus Noise Ratio, en anglais), ainsi qu'un index de référence du faisceau pour lequel ce rapport a été obtenu. L'information envoyée par chaque terminal utilisateur sur la voie de retour comprend donc une valeur réelle, représentant la valeur du rapport précité, et un entier compris entre 1 et M, index du faisceau parmi M faisceaux. La technique précitée suggère en outre une réduction de la quantité d'informations globale envoyée sur la voie de retour lorsque seuls les terminaux utilisateurs dont la valeur SINR est supérieure à une valeur de seuil transmettent cette information sur la voie de retour.

La technique de l'art antérieur précitée utilise des valeurs réelles comme support de l'information transmise sur la voie de retour, ce qui constitue une quantité d'informations importante par utilisateur et nécessite une représentation de ces informations sur une base de nombres réels. La quantification nécessaire à cette représentation est susceptible de fausser la comparaison des métriques entre terminaux utilisateurs, exécutée dans l'algorithme d'allocation, en particulier lorsque la dynamique des métriques est très différente d'un terminal utilisateur à l'autre, ce qui est malheureusement le cas dans un système de télécommunication de type SDMA réel.

Dans la technique de l'art antérieur précitée, l'algorithme d'allocation des ressources connaît uniquement l'indication de qualité pour un seul faisceau par terminal utilisateur, et, par conséquent, ne peut pas prendre en compte les effets d'interférences entre faisceaux présents dans les systèmes de type SDMA. En référence à la figure 1, la problématique de l'allocation des ressources dans un système de transmission de type SDMA est explicitée ci- après. Dans un système SDMA, les antennes multiples à l'émission sont utilisées pour engendrer des faisceaux distincts, lesquels représentent les ressources qui peuvent être allouées à des terminaux utilisateurs différents. Le nombre de faisceaux distincts qui peuvent être engendrés simultanément est, en général, identique au nombre M d'antennes, ce nombre étant, sur la figure 1, égal à 3 à titre d'exemple non limitatif, et le nombre maximum d'utilisateurs qui peuvent être servis simultanément est aussi égal à M. Un groupe de M antennes peut toutefois engendrer un nombre infini d'ensembles de M faisceaux distincts. Le choix optimum de cet ensemble dépend de la position relative des terminaux utilisateurs qui doivent être servis simultanément et de l'état de leurs canaux de transmission radio. Pour déterminer les utilisateurs qui peuvent être servis simultanément avec un ensemble donné de faisceaux, la station de base émet des signaux pilotes sur chacun des faisceaux. Ces signaux sont détectés par les terminaux utilisateurs qui renvoient un indicateur de qualité pour un ou plusieurs faisceaux sur la voie de retour. A partir de ces indicateurs de qualité, la station de base décide l'allocation des faisceaux aux utilisateurs. Une caractéristique importante des systèmes de type SDMA est le fait que, l'orthogonalité des ressources faisceaux n'étant pas assurée, il existe un niveau d'interférence non négligeable entre les signaux transmis sur des faisceaux différents au niveau des récepteurs utilisateurs.

Pour limiter ce phénomène d'interférence, le choix de l'ensemble des faisceaux et de l'ensemble des utilisateurs servis simultanément est crucial.

A titre d'exemple, en référence à la figure 1, on considère la situation correspondante. La station de base possède M=3 antennes et est donc en mesure de servir trois des quatre terminaux utilisateurs présents simultanément.

Si l'on compare l'ensemble des faisceaux créés par le réseau d'antennes de la station de base avec l'état des canaux de transmission radio des terminaux utilisateurs, représentés sur la figure 1 uniquement par leur position, l'on appréhende le compromis qui doit être établi. En premier lieu, la station de base doit choisir entre les terminaux utilisateurs 3 et 4, qui sont tous deux couverts par le faisceau 3, mais ne peuvent pas être servis simultanément par ce dernier. Un choix possible, en deuxième lieu, consisterait donc à servir le terminal utilisateur 1 avec le faisceau 1, le terminal utilisateur 2 avec le faisceau 2, et le terminal utilisateur 3 avec le faisceau 3.

Le terminal utilisateur 2 se trouve entre les faisceaux 2 et 3, ce qui implique qu'il reçoit ces derniers avec une qualité similaire. Par conséquent, des signaux transmis avec les faisceaux 2 et 3 arrivent au niveau du terminal utilisateur 2 avec une puissance semblable et interfèrent donc beaucoup. La qualité du signal qui, dans cette hypothèse, serait transmis sur le faisceau 2 n'est donc pas assurée. Sachant qu'un signal transmis sur le faisceau 2 crée également un phénomène d'interférence au niveau des terminaux utilisateurs 1 et 3, l'utilisation du faisceau 2 n'est pas optimum. Le meilleur choix pour le système serait, dans l'hypothèse précitée, d'économiser la puissance nécessaire pour servir le terminal utilisateur 2 et de servir uniquement les terminaux utilisateurs 1 et 3, puis de servir ensuite les terminaux utilisateurs 2 et 4 au moyen d'un autre ensemble de faisceaux. Des problèmes similaires se posent aussi en contexte OFDMA.

Un système radio-mobile d'accès multiple à porteuses multiples orthogonales (ou OFDMA pour "Orthogonal Frequency Division Multiple Access") utilise une modulation OFDM avec un schéma d'accès multiple combinant : - un multiplexage fréquentiel FDMA (pour "Frequency Division Multiple Access"), et - un multiplexage temporel TDMA (pour "Time Division Multiple Access").

En référence à la figure 1A, dans un tel système, une station de base BS alloue dynamiquement à chaque terminal UT1, UT2, UT3 un ensemble de sous-bandes en fréquence durant un certain intervalle de temps. Ainsi, en référence à la figure 1B illustrant l'allocation de sous-bandes, parmi M sous-bandes de fréquence (axe F), dans un même intervalle t; de temps de transmission (axe t), un premier terminal UT1 se voit allouer, dans l'exemple représenté, trois sous-bandes, tandis qu'un second terminal UT2 se voit allouer deux sous-bandes. La remontée d'information précitée permet à la station de base BS d'avoir une connaissance sur la qualité du lien de transmission vers les terminaux UT1, UT2, UT3. La remontée d'information s'effectue par communication d'un ensemble d'informations (ou "métriques") par la voie de retour VR (figure 1A). Cet ensemble est constitué des métriques par sous-bandes et d'une métrique de qualité globale. Les métriques sont générées à partir de mesures effectuées grâce à un signal de référence REF envoyé par la station de base BS. Ces informations sont utilisées notamment pour optimiser : - l'ordonnancement des utilisateurs, - l'allocation des ressources (ici des sous-bandes de fréquence), et - l'adaptation du lien, c'est-à-dire le choix du schéma optimal de modulation et de codage. Ces paramètres sont gérés par des traitements algorithmiques référencés génériquement dans ce qui suit par le terme "gestion de ressources radio". De manière générale, on cherche à réduire la quantité d'informations nécessaires sur la voie de retour tout en permettant une gestion de ressources radio rapide et performante. Cette recherche d'optimum est un problème qui se pose notamment pour un système OFDMA, mais aussi dans le cas d'un système hybride combinant une technique OFDMA avec d'autres techniques d'accès multiple (comme CDMA (pour "Code Division Multiple Access") ou SDMA) faisant intervenir une ou plusieurs métriques de retour par sous-bande. Typiquement, une réalisation hybride OFDMA/SDMA pourrait consister à considérer comme information de retour une matrice de dimension NxM où N correspond au nombre de faisceaux à allouer et M correspond au nombre de sous-bandes à allouer. Dans tous les systèmes de communication radio-mobiles utilisant une voie de retour pour envoyer des informations sur la qualité du lien radio, on cherche à trouver un compromis entre la qualité de l'information requise par ce retour d'information (ou "feedback") et la quantité d'information envoyée. En particulier dans un système OFDMA où le traitement d'allocation de ressources nécessite des informations sur la qualité de réception attendue pour un grand nombre d'utilisateurs et de sous-bandes, la quantité d'informations envoyée sur la voie de retour devient rapidement prohibitive. D'un autre côté, une réduction de cette quantité entraîne généralement l'utilisation d'une gestion de ressources moins performante. Un but à atteindre est donc, là encore, de réduire la quantité d'informations qui concernent la qualité du lien, cette quantité étant nécessaire sur la voie de retour tout en permettant une gestion de ressources radio rapide et performante. La gestion de ressources dans un système OFDMA utilise généralement le retour (feedback) d'un indicateur de la qualité du lien pour chaque terminal actif. Ce principe est déjà utilisé notamment dans les systèmes de type HSDPA.

Notamment dans un tel système HSDPA (pour "High Speed Downlink Package Access") au sens de la norme 3GPP TR 25.212 V6.6.0, "Multiplexing and channel coding (FDD) (Release 6)", pour obtenir un indicateur de la qualité du lien pour chaque utilisateur actif, la station de base envoie des signaux pilotes qui permettent au terminal de mesurer le rapport signal sur interférence plus bruit (SINR pour "Signal to Interférence plus Noise Ratio"). Cette mesure constitue une valeur réelle qui nécessiterait une quantité d'informations importante si elle était utilisée directement comme métrique de retour d'information. Le terminal utilise en fait la mesure SINR pour déterminer simplement un indicateur de qualité CQI (pour "Channel Quality Indicator") qui correspond au meilleur schéma de modulation et de codage pouvant servir à la transmission avec la mesure SINR réalisée. L'indicateur CQI envoyé sur la voie de retour correspond ici à une valeur entière identifiant le schéma optimal de modulation et codage à appliquer, parmi plusieurs schémas possibles. Cet entier peut avantageusement être codé sur peu de bits, par exemple sur cinq bits (entre 1 et 32). Néanmoins, le problème de l'économie 1 o des informations transmises en retour ne se pose pas vraiment pour un système HSDPA puisqu'il n'est question que d'une seule ressource ici, alors qu'un système OFDMA doit gérer l'allocation de plusieurs ressources et des informations supplémentaires transmises par la voie de retour sont nécessaires à cette fin. 15 Cette technique n'est d'ailleurs pas directement applicable à un système OFDMA au moins pour deux raisons. Comme plusieurs sous-bandes peuvent être allouées à un utilisateur, la variation de la qualité du lien en fréquence (d'une sous-bande à l'autre) doit être prise en compte pour déterminer le meilleur schéma de modulation et 20 de codage applicable. Par ailleurs, les sous-bandes en contexte OFDMA peuvent être allouées dynamiquement à des utilisateurs différents, et un terminal ne peut pas déterminer à l'avance le meilleur schéma de modulation et de codage sans connaître les sous-bandes qui lui seront allouées. Dans ce cas, les mesures 25 moyennes (réalisées sur la totalité des sous-bandes) peuvent s'avérer inappropriées. Un seul indicateur de qualité n'est généralement pas suffisant pour les systèmes OFDMA large bande car la qualité du lien varie fortement avec la fréquence. Les algorithmes de gestion de ressources performants 30 nécessitent le retour d'information des mesures SINR effectuées par chaque terminal sur chaque sous-bande (soit M valeurs réelles comme illustré sur la figure 1B), ce qui représente une quantité d'informations très importante. 2893468 s Plusieurs techniques pour réduire cette quantité ont été proposées, notamment celle exposée dans la contribution en normalisation 3GPP, R1-051334, "CQI Feedback Scheme for EUTRA" (Motorola, RAN1#43, Séoul (Corée du Sud), novembre 2005). Elle consiste à envoyer seulement 5 une valeur réelle moyenne de mesures SINR sur la voie de retour. Cette valeur moyenne est calculée sur un nombre limité de sous-bandes. Les sous-bandes visées par cette valeur moyenne sont indiquées à la station de base par transmission d'une suite de zéros et de uns (ou "bitmap") de taille log2(M) indiquant l'utilisation ou la non-utilisation d'une sous-bande dans le calcul de la valeur moyenne. Néanmoins, cette suite "bitmap" ne donne pas d'information sur la qualité relative d'une sous-bande par rapport à une autre, alors que cette information est importante pour la gestion de l'allocation de ressources et pour l'ordonnancement des utilisateurs.

De plus, cette suite "bitmap" ne permet pas de favoriser un utilisateur par rapport à un autre pour l'allocation d'une sous-bande. La seule mesure utilisable pour l'ordonnancement des utilisateurs au sens de cette technique est la valeur moyenne de SINR. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités des solutions de l'état de la technique. En particulier, un objectif de la présente invention est la mise en oeuvre d'un procédé de codage d'information pour la voie de retour d'un système radio-mobile, grâce à l'établissement d'une métrique spécifique peu complexe, laquelle permet à la station de base d'exécuter une gestion de ressources optimisée pour un ou plusieurs ensembles de ressources données. On comprendra que les termes "système radio-mobile" visent aussi bien un système de transmission MIMO (SDMA) dans lequel les faisceaux précités constituent les ressources, qu'un système OFDMA dans lequel les sous-bandes de fréquence constituent alors les ressources à allouer. Un autre objectif de la présente invention est, en particulier, l'établissement d'une métrique qui, bien que ne nécessitant qu'une quantité d'information extrêmement faible à transmettre sur la voie de retour, permet de garder d'excellentes propriétés pour l'allocation de ressources par la station de base.

Un autre objectif de la présente invention est, grâce à l'établissement de la métrique précitée, la mise en oeuvre d'une normalisation adaptative des métriques établies par terminal utilisateur et transmises sur la voie de retour, même si la moyenne et/ou la variance de la qualité de réception varie fortement entre les différents terminaux utilisateurs, ce qui permet la mise en oeuvre d'un processus d'allocation des ressources équitable, par la station de base, entre terminaux utilisateurs. La présente invention a ainsi pour objet un procédé de codage d'information pour la voie de retour d'un système radio-mobile, dans lequel chaque station de base dispose d'au moins un ensemble de M ressources et émet périodiquement vers les terminaux utilisateurs des signaux pilotes permettant à ces terminaux utilisateurs de mesurer une valeur de qualité de réception associée auxdites ressources. Le procédé au sens de l'invention inclut, au moins, la mémorisation d'au moins deux valeurs de qualité de réception associée auxdites ressources et la transformation de chaque valeur de qualité de réception associée auxdites ressources, par quantification, en une valeur d'index quantifiée, représentative de cette valeur de qualité de réception et constitutive d'une métrique relative à chaque ressource. Le procédé objet de l'invention est également remarquable en ce que, pour une émission périodique de période t déterminée, des signaux pilotes engendrant une pluralité de mesures successives selon la même période, de valeurs de qualité de réception pour chaque ressource disponible au niveau de chaque terminal utilisateur, ce procédé inclut en outre la mémorisation, sur un nombre T déterminé de périodes antérieures à la période courante, des valeurs de qualité de réception, et la création d'une fenêtre d'observation glissante par actualisation des T valeurs de qualité de réception, à partir des valeurs de qualité de réception de la période courante.

Le procédé objet de l'invention est également remarquable en ce que l'ensemble de toutes les valeurs de qualité de réception relatives aux M ressources sur les T périodes actualisées est soumis à un processus de tri au niveau de chaque terminal utilisateur, de façon à établir une succession de valeurs de qualité de réception décroissantes, l'indice de chaque valeur étant représentatif de la qualité de réception relative, de chaque ressource vis-à-vis des autres ressources et vis-à-vis de l'évolution successive de cette qualité de réception dans les T périodes mémorisées. Le procédé objet de l'invention est enfin remarquable en ce que l'indice de chaque valeur de qualité dans la succession précitée est quantifié par rapport à un nombre N déterminé de niveaux de quantification, pour engendrer lesdites métriques, transmissibles sur la voie de retour, constituées chacune par un nombre entier compris entre 1 et N. L'invention a également pour objet un terminal utilisateur d'un système radio-mobile, par l'intermédiaire d'au moins une station de base émettant périodiquement des signaux pilotes permettant, à ce terminal utilisateur, de mesurer une valeur de qualité de réception associée à des ressources attribuées par cette station de base. Selon l'invention, ce terminal utilisateur est remarquable en ce que, outre une unité centrale de traitement, une mémoire de travail, un module de mesure de la qualité de réception à partir des signaux pilotes, il comporte au moins un module de mémorisation d'au moins deux valeurs de qualité de réception associée auxdites ressources, et un module de transformation de chaque valeur de qualité de réception associée aux ressources, par quantification, en une valeur d'index quantifiée, représentative de la valeur de qualité de la réception et constitutive d'une métrique relative à chaque ressource. La présente invention a aussi pour objet une station de base d'un système radio-mobile, cette station de base, comprenant des moyens d'allocation de ressources à des terminaux utilisateurs, et des moyens d'émission périodique de signaux pilotes permettant à un terminal utilisateur quelconque de mesurer une valeur de qualité de réception associée aux ressources. Selon l'invention, cette station de base est remarquable en ce qu'elle comporte au moins un module de réception de valeurs d'index quantifiées transmises sur la voie de retour par les terminaux utilisateurs, ces valeurs d'index quantifiées étant représentatives d'au moins une valeur de qualité de réception associée aux ressources, et constitutives de métriques de ces ressources; et des moyens de commande de l'allocation des ressources à chaque terminal utilisateur en fonction des valeurs d'index quantifiées. La station de base, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce que les moyens de commande de l'allocation des ressources inclut en outre une unité de comparaison d'au moins une valeur d'index quantifiée représentative de la qualité de réception d'un terminal utilisateur, aux valeurs d'index quantifiées représentatives de la qualité de réception établies pour chacun des autres terminaux utilisateurs. En contexte SDMA, les moyens de commande de l'allocation des ressources de la station de base peuvent avantageusement inclure en outre une unité de comparaison d'au moins une valeur d'index quantifiée, représentative de la qualité de réception d'un terminal utilisateur, à une valeur de référence, laquelle est quantifiée par rapport à un même nombre N de niveaux de quantification que celui qui a permis d'engendrer les métriques des ressources. Ainsi, pour un système SDMA, ceci permet de rendre l'allocation et/ou la génération d'un ensemble de ressources (en tant que faisceaux) conditionnelle à la valeur de référence. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après, dans lesquels, outre les figures 1, 1A et 1B décrites ci-avant : - la figure 2a représente, à titre illustratif, un organigramme des étapes du procédé de codage d'information pour la voie de retour d'un système radio-mobile, au sens de l'invention ; - la figure 2b représente, à titre illustratif, un organigramme d'un mode de mise en oeuvre non limitatif de l'étape de mémorisation du procédé illustré en figure 2a ; la figure 2c représente, à titre illustratif, un organigramme d'un mode de mise en oeuvre non limitatif de l'étape de quantification proprement dite du procédé illustré en figure 2a ; - la figure 3 représente, de manière illustrative, un mappage de séquences ordonnées par valeurs décroissantes de qualité de réception sur un nombre N déterminé de niveaux de quantification ; - la figue 4a représente, à titre illustratif, l'architecture interne d'un terminal utilisateur objet de l'invention, spécialement configuré pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention ; - la figure 4b représente, à titre illustratif, l'architecture interne spécifique à l'adaptation d'une station de base spécialement configurée pour une utilisation des métriques de ressources et de terminaux utilisateurs, tels qu'illustrés en figure 4a, soit dans un but de gestion de ressources, soit dans un but de reconfiguration par modification de l'orientation des faisceaux existants notamment en contexte de transmission de type SDMA ; - la figure 5 illustre schématiquement un diagramme fonctionnel d'un mode de réalisation de l'invention en contexte OFDMA ; - la figure 6 illustre un exemple de traitement d'indexation des mesures relatives aux ressources (faisceaux ou sous-bandes) et de quantification des indices dans un mode de réalisation en contexte SDMA ou en contexte OFDMA, - la figure 7 détaille un exemple de réalisation pour le calcul de l'indicateur CQI(t) en contexte OFDMA. Une description plus détaillée du procédé de codage d'information pour voie de retour d'un système radio-mobile, objet de l'invention, sera maintenant donnée ci-après en liaison avec les figures 2a à 2c et les figures suivantes. D'une manière générale, on rappelle que chaque station de base BS du système précité dispose d'au moins un ensemble d'une pluralité M de ressources, ainsi que représenté en figure 1 et figurel B pour les deux cas SDMA et OFDMA respectivement, et émet périodiquement dans chaque ressource des signaux pilotes permettant aux terminaux utilisateurs UT1 à UT4 de mesurer une valeur de qualité de réception associée aux ressources.

Comme indiqué précédemment, ces ressources sont constituées par des faisceaux d'antennes distincts dans un système de type SDMA, et par des sous-bandes de fréquence dans un système de type OFDMA. Ainsi, on dispose au niveau de chaque terminal utilisateur UT des valeurs successives de qualité de réception associée aux ressources, ces valeurs étant notées : {`Gm (t)}m=1' , ces valeurs, selon l'art antérieur, étant délivrées successivement et retransmises sur la voie de retour. 1 o Au contraire, et selon un aspect remarquable du procédé objet de la présente invention, tel que représenté en figure 2a, ce dernier comprend au moins les étapes de mémorisation A d'au moins deux valeurs de qualité de réception associées aux ressources, c'est-à-dire des valeurs {Qm (t)}m_;' . L'étape A de mémorisation est alors suivie d'une étape B de transformation 15 de chaque valeur de qualité de réception associée aux ressources par quantification en une valeur d'index quantifiée représentative de la valeur de qualité de réception et constitutive d'une métrique relative à chaque ressource. Sur la figure 2a, à l'étape B, l'opération de transformation par 20 quantification ~ est notée : {an (t) }m-1 -i lF,, (t)}m_;' Dans la relation précédente, on indique que Fm(t) désigne une métrique associée à la ressource de rang m et que la notion de métrique désigne tout indicateur permettant de mesurer la performance de la 25 transmission. On comprend, en particulier, qu'en raison de la transmission de chaque valeur de qualité de réception associée à la ressource sous forme d'une valeur d'index quantifiée, laquelle, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description, pourra être représentée par un nombre entier, la 30 quantité d'information transmise vers la station de base BS est alors sensiblement diminuée.

D'une manière générale, on indique que les valeurs Qm(t) peuvent être constituées par des mesures de valeurs de rapport signal sur interférence plus bruit, rapport désigné SINR, la puissance du signal pilote transmis et reçu par chaque terminal utilisateur UT ou toute autre mesure appropriée. D'une manière générale, ainsi que représenté en figure 2b, le procédé objet de la présente invention consiste avantageusement à effectuer une émission périodique de période t déterminée des signaux pilotes, de façon à engendrer une pluralité des mesures successives de valeurs de qualité de réception de même période pour chaque ressource disponible au niveau de chaque terminal utilisateur UT. Dans ces conditions, le procédé objet de l'invention permet alors, de manière particulièrement avantageuse, de prendre en compte une pluralité de Tvaleurs de mesure de qualité de réception des intervalles précédents Q1(t-1),..., QM(t-1),..., Q1(t-T),..., QM(t-T). Ainsi que représenté sur la figure 2b, dans le mode de mise en oeuvre préférentiel non limitatif du procédé objet de l'invention, l'étape A de la figure 2a peut alors consister, en une étape Ao, à effectuer la mémorisation sur un nombre déterminé T de périodes antérieures à la période courante des valeurs de qualité de réception, cette opération étant notée :

Mémorisation {Q,,, (t)}1 L'étape Ao peut alors être suivie d'une étape AI, consistant à effectuer la création d'une fenêtre d'observation glissante par actualisation des T valeurs de qualité de réception, à partir des valeurs de qualité de réception de la période courante. On comprend ainsi qu'à chaque période t d'émission des signaux pilotes, et finalement de création des valeurs de qualité de mesure de réception au niveau de chaque terminal UT, l'ensemble des T valeurs de qualité de réception est alors mis à jour en supprimant les mesures de la période la plus antérieure t-T précédente et par adjonction des mesures de valeurs de qualité de réception de la période courante de la période t.

Cette opération, à l'étape AI, est notée : Actualisation {Q (t)}m=M m m=1 Sur la figure 2b, la notion d'actualisation est représentée par l'étape A2, laquelle, à partir de l'étape AI, consiste à remplacer t par la valeur 5 t+1 pour passer en fait à la période courante suivante et revenir à l'étape de mémorisation Ao pour effectuer l'actualisation précitée. Une description plus détaillée de l'étape B de quantification, représentée en figure 2a, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 2c. 10 Pour assurer valablement l'opération de quantification sur les valeurs de mesure de qualité de réception, ce nombre de mesures étant égal à W = M x T , le procédé de l'invention consiste, en une étape Bo, à effectuer un processus de tri sur l'ensemble de toutes les valeurs de qualité de réception relatives aux M ressources sur les T périodes actualisées de 15 valeur de qualité de réception de chacun des terminaux utilisateurs. Le processus de tri précité permet ainsi d'établir une succession de valeurs de qualité de réception décroissante, cette opération de tri étant notée à l'étape Bo de la figure 2c : Tri {Qm(t)}mm=-1"' û* a1 a2 ak a W 20 Dans la relation précédente, on comprend que le tri porte sur l'ensemble des valeurs de qualité de réception relatives aux M ressources dans les T périodes successives mémorisées et que la séquence de valeur de qualité de réception décroissante est notée : ala2>...>ak>...>_aw. 25 Grâce au processus de tri précité, l'indice de chaque séquence, indice k, est ainsi représentatif de la valeur de la qualité de réception relative de chacune des ressources vis-à-vis des autres ressources, et vis-à-vis de l'évolution successive de cette qualité de réception dans les T périodes mémorisées. En d'autres termes, chaque mesure Q1(t),..,QM(t) est ensuite 30 représentée par son indice k dans la séquence triée. Cet indice k est un entier compris entre 1 et W=MxT.

L'étape Bo est alors suivie d'une étape BI consistant à effectuer une étape de quantification de l'indice k de chaque séquence par rapport à un nombre N déterminé de niveaux de quantification. L'opération de quantification proprement dite, à l'étape BI de la figure 2c, est notée : qN (k) -~ {F,n (t)}m=M On comprend que, dans l'opération de quantification précitée de l'étape B1, Fm(t) désigne les métriques transmissibles sur la voie de retour, lesquelles sont alors constituées chacune par un nombre entier compris entre 1 et N. Le procédé objet de l'invention permet ainsi de remplacer toute valeur de mesure représentée par un nombre réel, en particulier de toute mesure de valeur de qualité de réception, par un nombre entier pour lequel la quantité d'information à transmettre est sensiblement moins importante, ce qui permet de réduire le volume d'information transmise sur la voie de retour. Ainsi, chaque valeur de mesure de qualité de réception est représentée par son indice k dans la séquence ak, et l'indice étant ensuite quantifié par rapport au N niveaux prédéfinis.

D'une manière spécifique, on indique que les niveaux de quantification peuvent être avantageusement non linéaires. En d'autres termes, les N niveaux constituent des ensembles (en principe disjoints) dont les cardinaux ne sont pas forcément égaux. Ainsi que représenté sur la figure 3, dans cette hypothèse, les N niveaux de quantification ne sont pas équidistants. Un exemple de construction des niveaux consiste à choisir chaque niveau par regroupement des indices compris entre un seuil minimum choisi et un seuil maximum choisi. II est en particulier possible de choisir un niveau maximum qui regroupe tous les index à partir d'un certain seuil. Le nombre de niveaux N de quantification et la position de ces niveaux peut avantageusement être configurable et paramétrable. De manière générale, le procédé objet de l'invention permet, pour chaque terminal utilisateur UT, la transmission d'une métrique pour chaque ressource sur la voie de retour. Dans cette hypothèse, l'indication d'un indice d'identification de la ressource n'est pas nécessaire. Néanmoins, selon une variante non limitative de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, qui peut être appliquée à un système SDMA mais aussi à un système OFDMA, à chaque ressource (faisceau ou sous-bande) d'un ensemble de ressources est attribué un identifiant. Ceci permet de mettre en oeuvre le procédé objet de l'invention sur tout ou partie de l'ensemble des ressources de chaque station de base. Dans cette 1 o hypothèse, une discrimination des ressources peut être effectuée non pas sur les ressources elles-mêmes mais, au contraire, sur les valeurs de mesure de qualité de réception, ce qui permet ensuite, dans l'étape de tri de ces valeurs de mesure, tel que représenté à l'étape Bo de la figure 2c, d'effectuer une discrimination des ressources en fonction de critères 15 spécifiques, lors de l'allocation de ces dernières. Bien entendu, le procédé objet de la présente invention peut être utilisé, pour l'allocation d'un ensemble de ressources d'une station de base d'un système SDMA ou d'un système OFDMA. Dans les deux cas, on utilise les valeurs de métriques, transmises sous forme de nombres entiers, pour 20 effectuer l'allocation des ressources aux terminaux utilisateurs UT. L'allocation est ainsi réalisée en comparant la valeur d'index quantifiée représentative de la qualité de réception d'un terminal utilisateur, aux valeurs d'index quantifiées représentatives de la qualité de réception établies pour chacun des autres terminaux utilisateurs. 25 Ainsi, le procédé objet de l'invention peut être utilisé grâce à la transmission des métriques précitées sous forme de nombres entiers transmis sur la voie de retour. A titre d'exemple non limitatif, on indique que le processus d'allocation peut, par exemple, consister à allouer une ressource au terminal 30 utilisateur ayant, vis-à-vis des autres utilisateurs, la métrique la plus petite pour la ressource considérée, en vue de favoriser ce terminal utilisateur ayant une qualité de réception relativement bonne.

II est important de noter le caractère d'excellence des propriétés que possèdent les métriques envoyées sur la voie de retour pour l'allocation de ressources. Dans un système réel, la qualité de réception d'un ensemble de terminaux utilisateurs UT est distribuée de manière très inhomogène entre terminaux utilisateurs selon leur position par rapport à la station de base BS. La métrique proposée, selon le procédé de codage objet de l'invention, applique une quantification qui s'adapte automatiquement à chaque utilisateur et détecte les ressources et instants de transmission favorables pour le terminal utilisateur concerné. Par conséquent, le procédé objet de l'invention permet l'exécution d'une allocation de ressources équitable entre utilisateurs. En raison du fait que la quantité d'information requise par chaque métrique transmise sur la voie de retour est très petite, le procédé objet de la présente invention permet d'envoyer une métrique pour chacune des ressources sur la voie de retour. Notamment dans un système SDMA, l'information transmise peut alors être exploitée par des processus d'allocation de ressources pour tenir compte de l'interférence entre les faisceaux. Le principe d'allocation peut consister à détecter des utilisateurs qui obtiennent, pour certains faisceaux, un niveau d'interférence fort, c'est-à-dire qui obtiennent une bonne qualité de réception pour plusieurs faisceaux simultanément. Un autre avantage pour l'application SDMA est que la génération d'un ensemble de faisceaux d'une station de base et, en particulier, de l'orientation de ces faisceaux en direction d'émission peut être rendue conditionnelle à une valeur de référence, laquelle peut être quantifiée par rapport à un même nombre N de niveaux de quantification que celui qui a permis d'engendrer les métriques transmises sur la voie de retour. On se réfère maintenant à la figure 6 pour décrire un exemple détaillé illustrant l'enchaînement des étapes générales des figures 2a, 2b et 2c. On dispose de M mesures associées à m ressources (référencées CM et notées Q1(t), Q2(t),..,QM_1(t), QM(t)) effectuées à un instant courant t. On dispose en outre de Mx(T-1) mesures précédentes (référencées AM) effectuées à des instants t-1, ..., t-T-1, précédant l'instant courant t. L'ensemble de ces mesures CM et AM est stocké dans une mémoire MEM, par exemple de taille globale W=MxT et qui peut par exemple être une mémoire de type FIFO (pour "First ln First Out") pour être rafraîchie progressivement et supprimer ainsi les mesures à l'instant t-T lorsque celles effectuées à l'instant courant t sont disponibles. Cette mise en oeuvre est conforme au contenu de la figure 2b décrite précédemment.

On note que les mesures à l'instant courant t, au moins, sont stockées chacune dans la mémoire MEM en correspondance d'un identifiant respectif de ressource (noté RS-1, RS-2, ..., RS-M-1, RS-M). On rappelle que ces ressources RS-1, RS-2, ..., RS-M-1, RS-M peuvent être des faisceaux en contexte SDMA ou des sous-bandes en contexte OFDMA.

L'étape SI de la figure 6 vise à trier les W mesures, au total, en fonction de leur valeur et à les indexer sur W indices. Dans l'exemple représenté : - la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la dernière ressource RS-M est d'indice 1 et correspond donc à la plus grande valeur 20 trouvée, - la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la première ressource RS-1 est d'indice 9 et correspond donc à la neuvième plus grande valeur trouvée, - la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la ressource RS-M-1 25 est d'indice 11 et correspond donc à la onzième plus grande valeur trouvée, - la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la deuxième ressource RS-2 est d'indice 24 et correspond donc à l'avant-dernière valeur trouvée puisque le tri s'effectue par ordre décroissant sur W=25 valeurs dans l'exemple illustré. 30 La figure 3 représente l'état de la mémoire MEM après l'étape SI. En effet, le stockage en mémoire des W valeurs triées est conforme à l'illustration de la figure 3 décrite précédemment.

L'étape suivante S2 vise à répartir ces W indices sur N niveaux seulement (avec N inférieur ou égal à w et valant N=4 dans l'exemple illustré), conformément au contenu de la figure 2c décrite précédemment. C'est ainsi, dans l'exemple représenté, que : - la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la dernière ressource RS-M (d'indice 1) est affectée au premier niveau "1", - en suivant les traits pointillés qui s'étendent des niveaux "1", "2", "3" et "4" vers le bas, la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la première ressource RS-1 (d'indice 9) est affectée au troisième niveau "3", - la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la ressource RS-M-1 (d'indice 11) est affectée au troisième niveau "3", - et la mesure effectuée à l'instant courant t relativement à la deuxième ressource RS-2 (d'indice 24) est affectée au quatrième niveau "4". Ce sont ces valeurs de niveaux qui sont finalement attribuées aux identifiants de ressources RS-1, RS-2, ..., RS-M, à l'étape S3. Ainsi, FI(t) = 3 , F2(t) = 4 , ..., FM_1(t) = 3 et FM(t) = 1 représentent les valeurs triées, indexées et quantifiées sur N=4 niveaux des M mesures effectuées relativement à m ressources à un même instant courant t. On décrit maintenant un exemple de réalisation spécifique mais non limité à l'application de l'invention aux systèmes OFDMA. Comme décrit ci-avant en référence à la figure 1B, un système OFDMA possède M sous-bandes dans le domaine fréquentiel. La station de base BS envoie périodiquement des signaux pilotes REF qui permettent aux terminaux de mesurer la qualité de lien dans chaque sous-bande. Cette mesure peut être le rapport signal sur interférence plus bruit (SINR) ou toute autre mesure de qualité appropriée. Un terminal dispose donc à chaque intervalle de transmission t de M mesures de qualité notées ci-après Q1(t),..,QM(t). A partir de ces mesures, on détermine : - M métriques entières de retour (feedback) dont les valeurs sont comprises entre 1 et N. Ces M métriques représentent la qualité relative de chaque sous-bande, comme elles représentent en contexte SDMA la qualité relative de chaque faisceau. une métrique entière comprise entre 1 et L indiquant le schéma de modulation et de codage préféré, qui, à titre d'exemple, peut être de même forme que la métrique utilisée dans les systèmes HSDPA décrits ci-avant.

La détermination des M métriques F1(t),..,FM(t), pour un système OFDMA, par classement des mesures, indexation et quantification sur N niveaux, est identique à celle décrite ci-avant pour un système SDMA, en référence aux figures 2a, 2b, 2c et 3. Pour la détermination de l'indicateur CQI (pour "Channel Quality Indicator"),on se réfère alors aux figures 5, et 7, sur lesquelles : - M est le nombre de ressources (sous-bandes de fréquence en OFDMA), - W représente le nombre des mesures prises en compte dans la période d'observation T, - les mesures de la qualité du canal pour chaque sous-bande dans une 15 fenêtre temporelle glissante sont des scalaires réels notés Q,n(tùk) (m =1,...,M ; k =1,...,T) et consistent en des paramètres d'entrée, - LUT (pour "Look-Up Table") désigne une table de correspondance pour l'évaluation de l'indicateur CQI du schéma optimal de modulation et de codage, et constitue aussi un paramètre d'entrée, 20 - le niveau d'une mesure courante pour chaque ressource est un entier naturel compris entre 1 et N, noté Fri,(t) (m=1,...,M) et consiste en un paramètre de sortie, - le niveau pour l'adaptation du lien est un entier naturel compris entre 1 et L, noté CQI(t) et consiste aussi en un paramètre de sortie, 25 - la longueur de la fenêtre d'observation glissante, en quantité d'intervalles de transmission (ou "slots"), est un entier naturel non nul, noté T et consiste, quant à elle, en un paramètre configurable, -le nombre de niveaux noté N est un entier naturel compris entre 1 (auquel cas un seul niveau comporte toutes les mesures) et W=MxT (auquel cas 30 chaque niveau ne comporte qu'une seule mesure), et consiste aussi en un paramètre configurable, - le nombre de niveaux pour l'adaptation de lien, noté L (entier) est aussi un paramètre configurable, et - le nombre de sous-bandes utilisées pour le calcul de l'indicateur CQI(t), noté P (entier), est aussi un paramètre configurable. En référence à la figure 5, une fois les mesures Q1(t), ..., QM(t) effectuées sur les M ressources (ici des sous-bandes) à un même instant courant t, on mène les étapes S1 (rafraîchissement du contenu mémoire) et S2 (tri des mesures par ordre décroissant, indexation sur W indices, puis quantification sur N niveaux) pour délivrer M valeurs quantifiées FI(t), ..., FM(t). Ces étapes SI et S2 restent conformes à celles décrites précédemment en référence à la figure 6 en contexte général SDMA ou OFDMA. Les M valeurs de métrique FM), ..., FM(t) sont déjà transmises des terminaux TER vers la station de base BS. Toutefois, en contexte OFDMA, chaque terminal transmet aussi un indicateur CQI(t) calculé pour l'instant courant t, à une étape S4. Ainsi, pour assurer l'adaptation de lien à l'émission, chaque terminal détermine aussi une métrique correspondant à un schéma de modulation et de codage préféré. Cette métrique CQI(t) est constituée d'une valeur entière comprise entre 1 et L. Le calcul de l'indicateur CQI(t) s'effectue préférentiellement comme suit. Au moment où cet indicateur doit être calculé, le terminal connaît en général le nombre P de sous-bandes (figure 5) qui peuvent lui être allouées mais ne connaît pas leur position dans la bande totale de transmission. Bien entendu, ce nombre P reste inférieur au nombre total M de sous-bandes. Comme la qualité du canal varie fortement d'une sousbande à l'autre, le calcul de cet indicateur doit tenir compte à la fois : - du nombre P de sous-bandes, - des mesures Q,(t),..,QM(t), et - des métriques F1(t),..,FM(t) envoyées à la station de base sur la voie de retour.

Une réalisation possible de ce calcul peut se dérouler selon les étapes suivantes: - on néglige les sous-bandes dont l'indice quantifié Fm(t) est maximum (c'est-à-dire égal à N) en faisant l'hypothèse que ces sous-bandes ne seront pas allouées par la station de base, - on forme ensuite un ensemble de mesures {Q'1(t),...,Q'p(t)} à partir des mesures Qm(t) restantes, sur les P sous-bandes ayant obtenu les indices quantifiés Fm(t) les plus élevés, représentatifs des sous-bandes restantes ayant la qualité de transmission la plus mauvaise ("pire cas"), - on utilise ces mesures {Q'1(t),...,Q'p(t)} pour déterminer le schéma de modulation de codage maximum applicable pour la transmission avec l'hypothèse d'une allocation représentative du "pire cas". On effectue donc ici la détermination proprement dite de l'indicateur CQI(t) à partir de ces P mesures. L'hypothèse d'une allocation représentative du "pire cas" est utilisée pour assurer une transmission fiable quelque soit l'allocation des ressources faite par la station de base.

Pour déterminer l'indicateur CQI(t) (le schéma de modulation et de codage) à partir des mesures {Q'1(t),...,Q'p(t)}, des tables de correspondance LUT sont utilisées. Ces tables sont générées de manière empirique, par exemple selon les schémas de modulation et de codage habituellement disponibles. En référence à la figure 7, la première étape S41 vise à négliger les sous-bandes ayant une qualité trop faible (dont la valeur Fm(t) vaut N dans l'exemple décrit), et ce, pour ne pas fausser l'estimation de l'indicateur CQI(t) par des qualités de réception trop mauvaises. Cette première étape S41 dans l'estimation de l'indicateur CQI(t) peut être décrite comme suit : on fixe la valeur de l'indice m=1 à l'étape d'initialisation 71 et un test sur la valeur correspondante Fm(t) est mené à l'étape 72. Si la valeur Fm(t) est trop grande (en particulier si elle vaut l'indice maximum N), la sous-bande m est ignorée à l'étape 73 (flèche OK en sortie du test 72). En revanche, si la valeur Fm(t) ne vérifie pas la condition du test 72 (flèche KO), la sous-bande correspondante est prise en compte pour la suite du traitement (étape 74).

On répète ces étapes jusqu'à épuisement de l'indice m=M (incrémentation 75 et test 76 sur la valeur m). Dans l'exemple représenté, on a ignoré U sous-bandes au total (étape 73). On comprendra que les valeurs F1(t), ..., FM(t) servent déjà au calcul de l'indicateur CQI(t) lorsqu'elles sont comparées à une valeur de niveau (N dans l'exemple décrit). L'étape suivante S42 vise à sélectionner, parmi les M-U sous-bandes restantes, celles dont les mesures Q'm(t) sont les plus petites, ce qui est équivalent aux métriques F'm(t) les plus grandes, pour représenter un pire cas dans le calcul de l'indicateur CQI(t). En particulier, pour chaque terminal, on sélectionne P plus grandes métriques F'1(t),...,F'p(t) (étape 77), ce nombre P correspondant au nombre de sous-bandes à utiliser pour le calcul du CQI.

Enfin, l'étape S43 vise à calculer concrètement l'indicateur CQI(t), correspondant avantageusement à un entier compris entre 1 et L, et ce, à partir des P mesures Q'm(t) et des tables de correspondance LUT (étape 78). En pratique, une routine informatique lit les différentes valeurs de mesures Q'm(t) et compare ces mesures avec des valeurs pré-répertoriées en correspondance d'un indice entier naturel dans une table de correspondance LUT. La routine identifie les valeurs pré-répertoriées qui sont les plus proches des mesures restantes Q'm(t) et lit l'indice correspondant dans la table LUT. Cet indice est simplement l'indicateur CQI(t) déterminé ainsi pour un instant courant t. Finalement, à l'étape suivante 79, la valeur de l'indicateur CQI(t) peut être transmise du terminal TER ayant effectué les mesures de qualité, vers la station de base BS. Avantageusement, la fonction de calcul et les tables de correspondance sont communes entre tous les terminaux utilisateurs et connues aussi par la station de base. La station de base peut alors réajuster le choix du schéma de modulation et de codage indiqué par le terminal en fonction des sous-bandes qui lui sont réellement allouées. On comprendra que la figure 7 peut illustrer l'organigramme d'un programme d'ordinateur, installé dans la mémoire d'un terminal, pour l'exécution du calcul de l'indicateur CQI(t).

Ainsi, dans un système OFDMA dans lequel est appliquée la présente invention, les informations envoyées sur la voie de retour permettent à une station de base d'effectuer notamment les traitements de gestion de ressources mentionnés ci-après. • Le traitement algorithmique d'ordonnancement détermine, pour un futur intervalle de transmission t;, les terminaux qui auront des sous-bandes allouées (les terminaux UT1 et UT2 de la figure 1B). Cette décision se base, entre autres, sur la qualité du lien d'un terminal par rapport aux qualités de lien des autres terminaux. A ce titre, il est donc avantageux d'avoir une métrique de retour d'informations qui contient au moins une information sur les qualités relatives de lien des terminaux dans chaque sous-bande. • Le traitement algorithmique d'allocation de ressources est adaptatif en fréquence et détermine le nombre et les positions des sous-bandes allouées à un terminal (trois sous-bandes pour le terminal UT1 et deux sous-bandes pour le terminal UT2 dans l'exemple de la figure 1 B). Comme cette allocation n'est pas fixe d'un intervalle de transmission à un autre, le traitement tient avantageusement compte de la qualité relative de ces sous-bandes pour tous les terminaux choisis dans l'intervalle de transmission concerné t;. • L'adaptation de lien détermine le meilleur schéma de modulation et de codage pour la transmission en fonction de la qualité du lien sur 20 l'ensemble des sous-bandes qui lui sont allouées durant l'intervalle de temps concerné t;. Cette adaptation peut donc se baser sur l'indicateur CQI(t) pré-calculé par le terminal. On remonte alors à une métrique entière concernant la qualité de la transmission (valeur de l'indicateur CQI qui correspond au schéma de 25 modulation et de codage optimum, ainsi que des métriques entières concernant les qualités relatives respectives des sous-bandes). Ainsi, l'invention, proposant une métrique de retour d'informations basée sur une simple transmission d'indices, répond aux besoins cités ci-dessus tout en limitant la quantité d'informations envoyée sur la voie de retour. Cette 30 quantité, paramétrable, peut alors être adaptée aux exigences du système de transmission. Les avantages que procure cette réalisation de la présente invention sont nombreux en contexte OFDMA. L'ensemble de métriques contient une information à la fois sur la qualité relative des différentes sous-bandes, mais aussi une information sur la qualité globale, à travers l'indicateur du schéma de modulation de codage préférentiel. Le calcul de l'indicateur du schéma de modulation de codage préférentiel n'est pas seulement fonction des mesures du terminal effectué sur les sous-bandes mais tient compte aussi des métriques de qualité relatives des sous-bandes envoyées à la station de base.

La quantité d'informations par retour (feedback) par terminal est considérablement réduite du fait de l'utilisation d'indices, valeurs entières par nature. Les métriques sur la qualité relative des sousbandes pour un terminal utilisateur permettent une allocation de ressources adaptive en fréquence.

Les métriques utilisées contiennent une information sur la qualité relative des sous-bandes d'un terminal utilisateur par rapport aux sous-bandes d'un autre terminal utilisateur. Le fait que le même calcul de la métrique est utilisé par tous les terminaux permet une comparaison équitable entre terminaux utilisateurs.

Les métriques au sens de l'invention permettent non seulement une allocation des unités de ressources dans le domaine fréquentiel mais aussi un ordonnancement amélioré des terminaux utilisateurs dans le domaine temporel, grâce à une fenêtre glissante utilisée pour le calcul des métriques. On décrit maintenant des entités susceptibles d'intervenir dans la mise en oeuvre de l'invention, en contexte OFDMA ou SDMA, telles qu'un terminal utilisateur et/ou une station de base. Une description plus détaillée d'un terminal utilisateur UT d'un système radio-mobile de transmission par l'intermédiaire d'au moins une station de base BS, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 4a.

D'une manière générale, chaque terminal UT comporte, de manière classique, un module d'émission/réception noté T sur la figure 4a, R ce module permettant, bien entendu, la transmission par voie hertzienne, et la réception par la même voie, d'information provenant de/vers (respectivement) la station de base BS. C'est en particulier le cas lorsque le terminal utilisateur UT est un terminal de radio-communication, par exemple. En outre, le terminal utilisateur UT comporte une unité centrale de traitement CPU, une mémoire de travail RAM et, bien entendu, de manière classique, un module de mesure de la qualité de réception à partir des signaux pilotes noté QM. Le module de mesure de la qualité de réception QM précité ne sera pas décrit en détail, car il correspond à un module connu de l'état de la technique, lequel permet simplement de délivrer les valeurs de mesure de qualité de réception Qm(t), précédemment mentionnées dans la description. En outre, ainsi que représenté en figure 4a, le terminal utilisateur UT comprend un module M de mémorisation d'au moins deux valeurs de qualité de réception des ressources, c'est-à-dire d'une valeur Qm(t), précédemment décrite. Il comporte enfin, ainsi que représenté en figure 4a, un module QU de transformation de chaque valeur de qualité de réception précitée par quantification en une valeur d'index quantifiée représentative de la valeur de qualité de réception et constitutive d'une métrique relative à chaque ressource. Le module M de mémorisation des métriques est un module de mémorisation de taille mémoire W, tel que décrit en figure 3, pour assurer la mémorisation de T mesures successives, afin de permettre l'actualisation et la création de la fenêtre glissante, telle que décrite précédemment dans la description. Après l'exécution du processus de tri puis de quantification proprement dite, telle que représentée en figure 2c, les valeurs quantifiéescorrespondantes, c'est-à-dire les valeurs de métrique Fm(t), peuvent être mémorisées au moins transitoirement dans la mémoire M pour effectuer ensuite la transmission des valeurs correspondantes par l'intermédiaire du module d'émission/réception sur la voie de retour vers la station de base BS.

Enfin, le module de transformation QU par quantification permet l'exécution de l'opération de quantification, telle que décrite en liaison avec la figure 2c, par l'intermédiaire de l'unité centrale de traitement CPU et de la mémoire vive RAM. Le module de transformation QU peut avantageusement être constitué par un module de programme d'ordinateur, lequel est appelé en mémoire de travail RAM pour exécution par l'unité centrale de traitement. En outre, dans un mode de réalisation en contexte OFDMA notamment, le terminal de la figure 4a comporte avantageusement un module COI (représenté en traits pointillés) de détermination de l'indicateur de qualité CQI(t) comme décrit ci-avant en référence aux figures 5 et 7. Une description plus détaillée d'une station de base d'un système radio-mobile sera maintenant donnée en liaison avec la figure 4b, ce système ayant été spécialement adapté pour l'utilisation du procédé objet de la présente invention et, bien entendu, des métriques constituées par des nombres entiers, obtenues grâce à la mise en oeuvre du procédé de codage selon l'invention. Outre les installations classiques d'une station de base, telles que des installations d'émission/réception / et en particulier d'émission sur la voie descendante par l'intermédiaire d'un ensemble ou de plusieurs ensembles de ressources (faisceaux ou sous-bandes), la station de base précitée objet de l'invention comporte avantageusement un module de réception et de mémorisation de valeur d'index quantifiée transmise sur la voie de retour, ces valeurs d'index quantifiées étant représentatives d'au moins une valeur de qualité de réception des ressources et constitutives de métriques de ces ressources. Le module de réception et de mémorisation des valeurs d'index quantifiées précitées est noté Mn, sur la figure 4b. La station de base comprend également un module de commande de l'allocation des ressources à chaque terminal utilisateur, ce module étant noté CMA sur la figure 4b. Le module CMA de commande de l'allocation exécute alors l'allocation en fonction des valeurs d'index quantifiées reçues et mémorisées dans le module de mémorisation Mn,. De manière avantageuse, le module de commande de l'allocation CMA des ressources peut comporter en outre un module de comparaison d'au moins une valeur d'index quantifiée représentative de la qualité de réception d'un utilisateur aux valeurs d'index quantifiées représentatives de la qualité de réception établies pour chacun des autres utilisateurs.

Le module de commande inclut également une unité de comparaison d'au moins une valeur d'index quantifiée représentative de la qualité de réception d'un utilisateur à une valeur de référence notée S, cette valeur de référence étant quantifiée par rapport à un même nombre N de niveau de quantification que celui qui a permis d'engendrer les métriques des ressources. Ce mode opératoire, particulièrement avantageux pour la station de base d'un système SDMA, permet de rendre l'allocation et/ou la génération d'un ensemble de faisceaux conditionnelle à la valeur de seuil de référence S, ainsi que décrit précédemment dans la description. Les unités de comparaison peuvent être regroupées en une unité de comparaison commune. Comme illustré à titre d'exemple en contexte SDMA sur la figure 4b, la valeur de seuil de référence S peut avantageusement être mémorisée dans l'unité de mémorisation Mm, à une adresse spécifique réservée MmS. L'unité de mémorisation Mm peut être alors constituée par une mémoire programmable non volatile, laquelle permet, d'une part, l'actualisation des métriques transmises à chaque période d'émission des signaux pilotes période t, ainsi que, d'autre part, la réactualisation de la valeur de seuil S à la seule initiative de l'opérateur du système de transmission pour les besoins de gestion technique du réseau.

En outre, dans un mode de réalisation en contexte OFDMA notamment, la station de base de la figure 4b comporte avantageusement un module LA (représenté en traits pointillés) d'adaptation de lien ("Link Adaptation") pour déterminer le schéma optimal de modulation et de codage d'un terminal en fonction notamment de l'indicateur de lien COI ) que communique ce terminal. D'une manière plus générale, on indique que l'ensemble des fonctions du terminal utilisateur UT respectivement de la station de base BS, telles que décrites à titre d'exemple en liaison avec les figures 4a et 4b, et spécialement mises en oeuvre pour l'exécution respectivement l'utilisation du procédé objet de la présente invention, peuvent avantageusement être implémentées sous forme de logiciel.

Ainsi, l'invention couvre également un produit de programme d'ordinateur, enregistré sur un support de mémorisation, pour exécution par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un appareil dédié, tel qu'un terminal utilisateur UT, représenté en figure 4a. Le produit de programme précité est remarquable en ce qu'il comprend une suite d'instructions exécutant les étapes du procédé objet de l'invention, tel que décrit précédemment en liaison avec les figures 2a à 2c. L'invention couvre également un produit de programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation pour exécution par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un système dédié, telle qu'une station de base BS d'un système radio-mobile, tel que décrit à titre d'exemple en liaison avec la figure 4b. Le produit de programme d'ordinateur précité est remarquable en ce qu'il comporte une suite d'instructions permettant, lors de leur exécution, la réception de valeurs d'index quantifiées transmises sur la voie de retour et leur mémorisation, ces valeurs d'index quantifiées étant représentatives d'au moins une valeur de qualité de réception des ressources et constitutives de métriques des ressources. Il permet en outre la commande de l'allocation de ressources à chaque terminal utilisateur en fonction des valeurs d'index quantifié précitées. Le produit de programme précité peut être directement téléchargé dans le module de commande CMA de la station de base BS. Selon une variante avantageuse mise en oeuvre, le produit de programme précité comporte en outre des instructions permettant, lors de leur exécution, la comparaison d'au moins une valeur d'index quantifiée représentative de la qualité de réception d'un utilisateur aux valeurs d'index quantifiées représentatives de la qualité de réception établies pour chacun des autres utilisateurs. Le module de commande inclut également une unité de comparaison d'au moins une valeur d'index quantifiée représentative de la qualité de réception d'un utilisateur à une valeur de référence, la valeur S précédemment mentionnée, cette valeur de référence étant elle-même quantifiée par rapport à un même nombre N de niveaux de quantification que celui qui a permis d'engendrer les métriques des faisceaux, en contexte SDMA. Lors de cette exécution, ceci permet en contexte SDMA de rendre l'allocation et/ou la génération d'un ensemble de faisceaux par la station de base, en particulier de modification d'un ensemble de faisceaux par lo orientation de ces derniers, conditionnelle à la valeur de seuil de référence S précitée, ainsi que décrit précédemment dans la description.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de codage d'information pour voie de retour d'un système radio-mobile, chaque station de base dudit système disposant d'au moins un ensemble d'une pluralité M de ressources et émettant périodiquement, vers des terminaux utilisateurs, des signaux pilotes permettant auxdits terminaux utilisateurs de mesurer une valeur de qualité de réception associée auxdites ressources, caractérisé en ce que ledit procédé inclut au moins : - la mémorisation d'au moins deux valeurs de qualité de réception associées auxdites ressources ; - la transformation de chaque valeur de qualité de réception associée auxdites ressources, par quantification, en une valeur d'index quantifiée, représentative de ladite valeur de qualité de réception et constitutive d'une métrique relative à chaque ressource.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une émission périodique de période t déterminée, desdits signaux pilotes engendrant une pluralité de mesures successives, selon la même période, de valeurs de qualité de réception pour chaque ressource disponible au niveau de chaque terminal utilisateur, ledit procédé inclut en outre : - la mémorisation, sur un nombre déterminé T de périodes antérieures à la période courante, desdites valeurs de qualité de réception ; - la création d'une fenêtre d'observation glissante par actualisation des T valeurs de qualité de réception, à partir des valeurs de qualité de réception de la période courante.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble de toutes les valeurs de qualité de réception, relatives aux M ressources sur les T périodes actualisées, est soumis à un processus de tri au niveau de chaque terminal utilisateur, de façon à établir une succession de valeurs de qualité de réception décroissantes, l'indice de chaque valeurde cette succession étant représentatif de la qualité de réception relative, de chacune des ressources vis-à-vis des autres ressources et vis-à-vis de l'évolution successive de cette qualité de réception dans les T périodes mémorisées.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit indice de chaque valeur de qualité dans ladite succession est quantifié par rapport à un nombre N déterminé de niveaux de quantification, pour engendrer lesdites métriques, transmissibles sur la voie de retour, constituées chacune par un nombre entier compris entre 1 et N.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits niveaux de quantification sont non linéaires.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, à chaque ressource d'un ensemble de ressources, est attribué un identifiant, ce qui permet de mettre en oeuvre ledit procédé sur tout ou partie de l'ensemble des ressources de chaque station de base.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel ledit système radio-mobile est un système d'accès multiple à porteuses multiples orthogonales (OFDMA) et dans lequel lesdites ressources sont des sous-bandes de fréquence, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre la détermination d'un indicateur de qualité (CQI(t)) identifiant un schéma de modulation et de codage optimum pour la transmission, ladite détermination tenant compte d'une partie au moins des valeurs de qualité de réception dans lesdites sous-bandes et desdites valeurs d'index quantifiées correspondantes.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la détermination de l'indicateur de qualité comporte des étapes de: -extraction, d'un ensemble de mesures effectuées à un instant courant, decelles dont lesdites valeurs d'index quantifiées (F1(t), ..., FM(t)) sont représentatives de faibles valeurs de qualité de réception (S41); -sélection, à partir desdites valeurs d'index quantifiées, d'un jeu de mesures (Q'1(t), ... ,Q'p(t)) de plus faibles valeurs de qualité de réception (S42) parmi 5 les mesures restantes après l'étape d'extraction; - détermination de l'indicateur de qualité sur la base dudit jeu de mesures (S43).

9. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, 10 pour l'allocation des ressources d'un ensemble de ressources d'une station de base d'un système radio-mobile, caractérisée en ce que ladite allocation est effectuée par comparaison d'au moins une valeur d'index quantifiée, représentative de la qualité de réception d'un terminal utilisateur, avec les valeurs d'index quantifiées représentatives de la qualité de réception établies 15 pour chacun des autres terminaux utilisateurs.

10. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, pour la génération d'un ensemble de faisceaux d'une station de base d'un système de transmission à accès multiple par répartition spatiale, 20 caractérisée en ce que ladite génération est conditionnelle à une valeur de référence, quantifiée par rapport à un même nombre N de niveaux de quantification que celui qui a permis d'engendrer lesdites métriques.

11. Terminal utilisateur d'un système radio-mobile de transmission 25 par l'intermédiaire d'au moins une station de base émettant périodiquement des signaux pilotes permettant à ce terminal utilisateur de mesurer une valeur de qualité de réception associée aux ressources allouées par ladite station de base, caractérisé en ce que, outre une unité centrale de traitement (CPU), une mémoire de travail (RAM), un module de mesure de la qualité de 30 réception à partir desdits signaux pilotes (QM), et un module d'émission-réception par l'intermédiaire d'au moins une ressource de la station de base (T/R), ledit terminal utilisateur comporte en outre au moins :- un module (M) de mémorisation d'au moins deux valeurs de qualité de réception desdites ressources ; - un module (QU) de transformation de chaque valeur de qualité de réception desdites ressources, par quantification, en une valeur d'index quantifiée, représentative de la valeur de qualité de réception et constitutive d'une métrique relative à chaque ressource.

12. Station de base d'un système radio-mobile, ladite station de base comprenant des moyens d'allocation de ressources à des terminaux utilisateurs, et des moyens d'émission périodique de signaux pilotes permettant à un terminal utilisateur quelconque de mesurer une valeur de qualité de réception desdites ressources, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - des moyens (Mm) de réception de valeurs d'index quantifiées transmises sur la voie de retour par les terminaux utilisateurs, lesdites valeurs d'index quantifiées étant représentatives d'au moins deux valeurs de qualité de réception associée auxdites ressources, et constitutives de métriques desdites ressources ; - des moyens de commande de l'allocation (CMA) desdites ressources à chaque terminal utilisateur en fonction desdites valeurs d'index quantifiées.

13. Programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation lisible par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un appareil dédié, tel qu'un terminal utilisateur, caractérisé en ce qu'il comporte une suite d'instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est exécuté.

14. Programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation lisible par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un système dédié tel qu'une station de base d'un système radio-mobile, caractérisé en ce qu'il comporte une suite d'instructions permettant, lors deleur exécution, la réception de valeurs d'index quantifiées transmises sur la voie de retour, lesdites valeurs d'index quantifiées étant représentatives d'au moins une valeur de qualité de réception associée auxdites ressources et constitutives de métriques desdites ressources, et la commande de l'allocation des ressources à chaque terminal utilisateur, en fonction desdites valeurs d'index quantifiées.