FR2906949A1 - Estimation de composantes d'attenuation d'un signal radio propage - Google Patents

Abstract

Des composantes d'atténuation sont estimées en fonction d'une grandeur de signal reçu (Yk), telle que puissance, mesurée dans un récepteur (RE) d'un réseau de radiocommunication. Des première et deuxième composantes d'atténuation (Pk, Sk), telles qu'un affaiblissement de parcours et un effet de masque, sont estimées en temps réel en fonction de la grandeur mesurée selon des méthodes de lissage et de régression. Les première et deuxième composantes d'atténuation estimées sont soustraites à la grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation (Fk) telle qu'un évanouissement rapide.

Description

1 Estimation de composantes d'atténuation d'un signal radio propagé La

présente invention concerne une estimation de composantes d'atténuation d'un signal radio propagé dans un réseau de radiocommunication pour terminaux mobiles. Elle s'applique aux mesures radio collectées dans des réseaux radio terrestres ou par satellite, quelle que soit la technologie utilisée.

Il est connu d'identifier les causes de l'atténuation d'un signal émis par un émetteur et reçu par un récepteur à travers un canal de propagation par l'affaiblissement de parcours pour des variations d'atténuation lentes des signaux, l'effet de masque pour des variations d'atténuation moyennes des signaux, et l'évanouissement rapide pour des variations d'atténuation rapides des signaux. L'affaiblissement de parcours est dû à la distance entre l'émetteur et le récepteur supposée sans obstacle entre ces derniers. L'effet de masque est dû à la présence d'obstacles entre l'émetteur et le récepteur. L'évanouissement rapide est dû à la réception simultanée de signaux d'amplitudes aléatoires et de phase aléatoire correspondant à de multiples trajets différents suivis par le signal émis. Ces atténuations ne sont pas déterministes et fluctuent au cours du temps à cause de facteurs aléatoires, qu'on ne peut maîtriser et qui sont liés principalement à l'environnement fluctuant du canal de propagation. De nombreux modèles de propagation théoriques ont été mis au point pour décrire ces trois atténuations et prévoir leurs valeurs, en s'appuyant 2906949 2 sur des mesures radio réelles. Ces modèles de propagation correspondent à différents environnements et situations, comme en milieu urbain ou rural par exemple.

5 L'affaiblissement de parcours AP entre l'émetteur et le récepteur supposé en visibilité directe peut être exprimé sous la forme: AP = -10 Log(K) + 10 a Log(d) + 10 Log(f), 10 où d est la distance entre l'émetteur et le récepteur, f est la fréquence du signal émis, et K, a et sont des constantes dépendantes de l'environnement de propagation. Plusieurs modèles de propagation ont été établis 15 pour l'affaiblissement de parcours. Le plus connu est le modèle Okumura-Hata qui sert de base à une grande variété de modèles plus affinés et qui s'applique en milieu urbain. L'affaiblissement de parcours est calculé en fonction de la distance à partir de 20 nombreuses mesures effectuées dans, à l'intérieur, et à proximité de Tokyo à différentes fréquences. A partir de graphes pour des prévisions en fonction de divers paramètres, des formules empiriques ont été établies.

25 Par exemple, le modèle COST 231-Hata est valable pour des fréquences comprises entre 1500 et 2000 MHz. En milieu urbain, l'affaiblissement de parcours Lu exprimé en dB dépend de paramètre fonction de la taille de la ville et des hauteurs des antennes de 30 l'émetteur et du récepteur dans la station de base et le terminal mobile. L'effet de masque m est couramment modélisé par une loi gaussienne. La fonction de répartition de 35 l'effet de masque m exprimée en dB est donnée par: 2906949 3 P (10 Log (m) >x) = 1 f e_u2 /262 du, a,/7n x En environnement urbain, l'écart type 6 de la loi gaussienne a une valeur typique de 6 dB. Pour l'évanouissement rapide dans le signal radio, l'enveloppe v du signal reçu est couramment modélisée par une loi de Rayleigh: P (v<x) = 1 - eùx276 / 4Um2 10 avec vm la valeur moyenne de D. Chaque modèle de propagation correspond à des conditions et un environnement donnés et peut être validé et calibré avec des mesures radio sur le 15 terrain. Ainsi les modèles de propagation connus ne sont pas adaptés à toutes les situations possibles. La mesure de la propagation et des facteurs d'atténuations du signal radio peut être réalisée par 20 différents dispositifs de mesure tels qu'un récepteur radio de mesure ou un sondeur de canal. Un récepteur radio de mesure mesure l'enveloppe du signal reçu en amplitude ou puissance, ce qui permet d'estimer l'atténuation subie par le signal 25 radio lors de sa propagation, dès lors que l'on connaît la puissance du signal émis. Dans certains réseaux de radiocommunication pour mobiles, des mesures de niveaux sont normalisées permettant dans certains cas de déterminer l'atténuation totale du 30 signal radio lors de sa propagation dans l'air. Un réseau UMTS utilise par exemple la valeur de cette atténuation dans le mécanisme de contrôle de puissance.

5 2906949 4 Cependant, le récepteur radio de mesure fournit des informations sur le niveau de champ électrique reçu sans qu'il délivre les trois composantes d'atténuation: affaiblissement de parcours, effet de 5 masque et évanouissement rapide. Le sondeur de canal mesure en continu la réponse impulsionnelle du canal de propagation déduite de la fonction de transfert du canal. La fonction de transfert du canal de propagation 10 déterminée par le sondeur de canal est complexe et engendre un coût très élevé et une complexité importante du sondeur de canal. Ces inconvénients du sondeur de canal le rendent difficilement intégrable. En outre, le sondeur de canal ne délivre pas 15 séparément les trois composantes: affaiblissement de parcours, effet de masque et évanouissement rapide. Aucun des récepteurs radio de mesure et sondeurs de canal connus n'estime simultanément et dynamiquement, c'est-à-dire en temps réel, les trois 20 composantes à partir de mesures de puissance de signal radio. Pour remédier à ces inconvénients, un procédé selon l'invention pour estimer des composantes 25 d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu mesurée dans un récepteur d'un réseau de radiocommunication, est caractérisé en ce qu'il comprend une estimation de première et deuxième composantes d'atténuation en temps réel en fonction 30 de la grandeur mesurée, et une soustraction des première et deuxième composantes d'atténuation estimées à la grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation. Comme on le verra par la suite, les première, 35 deuxième et troisième composantes d'atténuation 2906949 5 estimées selon l'invention peuvent être l'affaiblissement de parcours, l'effet de masque et l'évanouissement rapide. Ces trois composantes d'atténuation sont estimées selon l'invention en 5 temps réel à partir de mesures de la grandeur de signal radio collectées. Le procédé d'estimation de l'invention utilise toute grandeur radio normalisée ou non du signal radio reçu par le récepteur à travers un canal de 10 propagation. La grandeur mesurée peut dépendre d'une puissance, d'une amplitude ou d'un rapport de puissance de signal reçu mesuré dans un récepteur qui peut être autonome, ou bien incorporé dans un mobile, une station de base ou tout autre élément de 15 la partie fixe du réseau de radiocommunication. Le procédé d'estimation selon l'invention est flexible et peut s'appliquer dans tout environnement et être implémenté sous forme d'un algorithme, sans apporter de composant matériel ou logiciel dans un 20 élément du réseau de radiocommunication tel qu'un terminal ou une station de base. De plus, le procédé d'estimation est dynamique puisqu'il produit les composantes d'atténuation après une durée d'acquisition finie des échantillons de la grandeur 25 de signal reçu mesurée. Selon une caractéristique de l'invention, la première composante d'atténuation, telle que l'affaiblissement de parcours, est estimée en temps réel selon une méthode de lissage et de régression 30 polynomiale, par exemple de type "smoothing spline". Selon une autre caractéristique de l'invention, pour estimer la deuxième composante d'atténuation telle que l'effet de masque, la somme des première et deuxième composantes d'atténuation est estimée en 35 temps réel selon une méthode de régression de super- 2906949 6 lissage, par exemple de Friedman, et la première composante d'atténuation estimée est soustraite à la somme de composantes d'atténuation. Les méthodes de lissage et de régression sur 5 lesquelles est fondé le procédé d'estimation reflètent bien les variations lentes de l'affaiblissement de parcours et les variations moyennes de l'effet de masque.

10 L'invention a aussi pour objet un dispositif pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu mesurée dans un récepteur d'un réseau de radiocommunication. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend des 15 moyens pour estimer des première et deuxième composantes d'atténuation en temps réel en fonction de la grandeur mesurée, et un moyen pour soustraire les première et deuxième composantes d'atténuation estimées à la grandeur mesurée afin de produire en 20 temps réel une troisième composante d'atténuation. L'invention se rapporte encore à un programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre dans un dispositif d'estimation selon l'invention. Le 25 programme d'ordinateur comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté dans ledit dispositif, réalisent les étapes selon le procédé de l'invention.

30 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins 35 annexés correspondants dans lesquels : 2906949 7 - la figure 1 est un bloc-diagramme schématique d'un système d'estimation de composantes d'atténuation; - les figures 2 et 3 sont des blocs-diagrammes 5 schématiques de variantes du système d'estimation ; - la figure 4 est un bloc-diagramme schématique d'un dispositif d'estimation de composantes d'atténuation conforme à l'invention ; - la figure 5 est un algorithme du procédé 10 d'estimation de composantes d'atténuation conforme à l'invention relativement à des échantillons de grandeur de signal reçue par le dispositif d'estimation; et - la figure 6 est un graphe de puissance reçue 15 et de composantes d'atténuation correspondant aux échantillons en fonction du temps. Les figure s 1 et 2 montrent des exemples de moyens fonctionnels inclus dans un système 20 d'estimation de composantes d'atténuation pour la mise en oeuvre du procédé d'estimation de composantes d'atténuation selon l'invention dans un réseau de radiocommunication cellulaire numérique RR. Le réseau RR est par exemple du type GSM 25 ("Global System for Mobile communications" en anglais), ou bien du type CDMA ("Coded Division Multiple Access" en anglais) selon la troisième génération (3GPP) de réseaux du type UMTS ("Universal Mobile Telecommunications System" en anglais), ou 30 encore IS-95 ("Interim Standard 95" en anglais) aux Etats-Unis, ou bien encore du type réseau local sans fil de faible portée WLAN (Wireless Local Area Network" en anglais) ou WIMAX ("World wide Interoperability Microwave Access" en anglais). Plus 35 généralement, le réseau RR peut être un réseau de 2906949 8 radiocommunication par satellite ou terrestre pour mobiles radio. Afin de ne pas surcharger les figures 1 et 2, on n'a représenté que quelques stations de base SB du 5 réseau RR et quelques mobiles MB sous la couverture de stations de base du réseau RR. Dans le cadre de l'invention en ce qui concerne des grandeurs de signal reçu, les stations de base SB d'un réseau cellulaire peuvent être considérées comme similaires 10 à des points d'accès dans un réseau local sans fil de faible portée. Le système d'estimation comprend un dispositif d'estimation DE qui est inclus dans la partie fixe ou 15 la partie mobile du réseau de radiocommunication cellulaire RR. Lorsque le dispositif d'estimation DE est inclus dans la partie fixe, il peut être relié par exemple à au moins une interface terrestre Iub entre un ou 20 plusieurs contrôleurs de station de base RNC ("Radio Network Controller" en anglais) et des stations de base SB desservies par ces contrôleurs, comme montrée à la figure 1. Le dispositif d'estimation DE récupère des 25 grandeurs de signal reçu transmises périodiquement dans des canaux de signalisation. Une grandeur de signal reçu peut être relative au signal d'un canal balise de lien descendant actif ("downlink" en anglais) reçu après filtrage d'interférences 30 intercellulaires par le récepteur d'un mobile radio MB sous la couverture du réseau RR. Dans une autre réalisation, la grandeur de signal reçu est relative au signal reçu d'un canal de trafic de lien montant actif ("uplink" en anglais) après filtrage 35 d'interférences intercellulaires et intracellulaires 2906949 9 par le récepteur d'une station de base du réseau RR ayant un lien montant actif avec un mobile. Par exemple, lorsque le réseau de radiocommunication RR est de type GSM, une grandeur 5 de signal reçu transmise est proportionnelle au paramètre de puissance normalisé "RXLEV" indiquant le niveau de champ de signal reçu parmi 64 niveaux. Dans un autre exemple, le réseau de radiocommunication RR est de type UMTS et une grandeur de signal reçu 10 transmise est proportionnelle à une puissance mesurée dans le canal balise commun sur la voie descendante CPICH RSCP ("Received Signal Code Power on Common Pilot Channel" en anglais), ou à un rapport d'énergie d'élément de code ("chip" en anglais) mesurée sur une 15 densité spectrale de puissance dans une bande utile. Le mobile MB peut être un terminal de radiocommunication cellulaire mobile. En variante, le mobile MB est un assistant numérique personnel communicant PDA, ou un ordinateur portable 20 communicant, ou encore un téléphone intelligent ("SmartPhone" en anglais), pouvant communiquer avec le réseau de radiocommunication. Selon une variante de l'invention montrée à la figure 2, le dispositif d'estimation DE est relié à 25 un centre de maintenance OMC ("Operation and Maintenance Center" en anglais), ou au moins à une plateforme de capture de signalisation du réseau de radiocommunication RR, de manière à exploiter des grandeurs mesurées par les stations de base du réseau 30 et par les mobiles. Des mesures réalisées par des mobiles et des stations de base sont remontées au centre de maintenance OMC à travers les contrôleurs de station de base RNC dans le réseau RR. Selon une autre variante, le dispositif 35 d'estimation DE est combiné à un récepteur RE pour 2906949 10 collecter directement des grandeurs de signal reçu transmises périodiquement dans des canaux de signalisation de liens descendants ou montants actifs du réseau RR. Par exemple, le dispositif d'estimation 5 DE est incorporé dans un mobile de mesure MBm et relié au récepteur de celui-ci, comme montré à la figure 3, ou bien relié à un mobile MB par câble ou liaison de faible portée radio ou infrarouge. Ainsi le dispositif d'estimation DE selon 10 l'invention est adaptable à tout environnement, qu'il soit en vision directe d'un émetteur, ou derrière un obstacle entre l'émetteur et le récepteur RE, ou en pratique dans un milieu urbain ou rural par exemple. Les mesures et estimations effectuées par le 15 dispositif d'estimation ne nécessitent aucun composant matériel ou logiciel supplémentaire dans les mobiles et les stations de base du réseau. Dans la suite de la description, on supposera que la grandeur de signal reçu mesurée dans le 20 récepteur RE est une puissance normalisée ou non. Comme représenté à la figure 4, le dispositif d'estimation DE inclut notamment une unité centrale UC, une mémoire d'échantillons de puissance de signal 25 reçue ME, un module d'estimation d'affaiblissement de parcours MP, un module d'estimation d'effet de masque MS et un module d'évanouissement rapide MF. Le module MS comprend un module de régression de super-lissage RSL et un soustracteur SO ayant des entrées négatives 30 reliées aux sorties du module MP et des entrées positives reliées aux sorties du module RSL. Le module d'évanouissement rapide MF comprend un soustracteur ayant des entrées négatives reliées aux sorties du module RSL et des entrées positives 35 reliées aux sorties de la mémoire ME.

2906949 11 Les quatre entités UC, ME, MP et MS sont représentées sous forme de blocs fonctionnels dont la plupart assurent des fonctions ayant un lien avec l'invention et peuvent correspondre à des modules 5 logiciels et/ou matériels. Le dispositif d'estimation DE estime simultanément et dynamiquement, c'est-à-dire en temps réel, trois composantes d'atténuation pour chaque puissance de signal reçue par le récepteur RE à 10 chaque période d'échantillonnage prédéterminée pendant un cycle d'estimation. Par exemple, la période d'échantillonnage référencée par l'indice k est de l'ordre de quelques centaines de millisecondes, typiquement 480 ms pour un réseau RR 15 du type GSM et un cycle d'estimation comprend un nombre prédéterminé K de périodes d'échantillonnage, avec 0 k <- K-1. Par exemple, K est égal à 300 environ pour un réseau RR du type GSM. L'estimation de composantes d'atténuation étant identique quel que 20 soit le type de récepteur RE qui a relevé des échantillons de puissance de signal, le procédé d'estimation selon l'invention est décrit en détail ci-après pour estimer en temps réel trois composantes d'atténuation en fonction d'échantillons de puissance 25 de signal reçue Y0 à YK-1 mesurés par le récepteur RE. Le dispositif d'estimation DE traite ces échantillons de puissance de signal reçue mesurés pendant un cycle (to, tK-1) En réalité, le dispositif d'estimation DE estime 30 simultanément de nombreux triplets de composantes d'atténuation respectivement sur la base de nombreuses puissances de signal reçues. En référence à la figure 5, le procédé 35 d'estimation comprend des étapes El à E4.

2906949 12 A l'étape préliminaire El, des échantillons de puissance de signal reçue Yo à YK-1 mesurés et transmis pendant un cycle par le récepteur RE au dispositif d'estimation DE sont écrits dans la 5 mémoire ME. Puis pour l'ensemble des échantillons de puissance mesurés Yo à YK-1, le module MP estime en temps réel une première composante d'atténuation Pk (0 k <- K-1) qui est un affaiblissement de parcours 10 ("pathloss" en anglais) à une étape E2, et le module MS estime en temps réel une deuxième composante d'atténuation Sk (0 k <- K-1) qui est relative à un effet de masque ("shadowing" en anglais) à une étape E3. Les étapes E2 et E3 peuvent être traitées en 15 parallèle et sont basées sur des méthodes de régression et de lissage avancées qui permettent d'estimer d'une façon flexible et adaptative les composantes d'atténuation de la puissance de signal reçue.

20 Le signal radio reçu en terme de puissance est un signal discret composé des échantillons de puissance reçue Yo à YK-1 pendant un cycle et chaque échantillon est modélisé de la manière suivante: Yk = Pk + Sk + Fk, 25 où Fk désigne une troisième composante d'atténuation qui est relative à un évanouissement rapide ("Fast fading" en anglais). Etant donné K couples { (Yk, tk) } k0 -1 30 d'échantillon observé de puissance de signal reçue Yk et de l'instant de son observation tk, la relation de régression peut être modélisée de la manière suivante: Yk = m(tk) + îk, avec 0 k <- K-1, 2906949 13 dans laquelle m est une fonction de régression inconnue et m(tk) est une estimée de Yk à des erreurs d'observation cck près.

5 A l'étape E2, le module d'estimation d'affaiblissement de parcours MP estime les échantillons d'affaiblissement de parcours PO à PK-1 en recourant à une méthode de lissage et de régression polynomiale, appelée "Smoothing Spline" en 10 anglais, selon le chapitre 3.6 de l'article de W. Hàrdle, "Applied Nonparametric Regression", Institut für Statistic und bkonometrie, Berlin, 1994. Cette méthode a été testée et sélectionnée parmi d'autres méthodes de régression parce qu'elle est bien adaptée 15 au caractère lent des variations de l'affaiblissement de parcours recherché et permet d'obtenir une courbe continue g(t) sans reproduire d'éventuelles variations rapides du signal reçu tout en suivant sensiblement les variations lentes du signal reçu 20 représentées par les échantillons de puissance Yo à YK-1• Une mesure connue de la "fidélité" de données mesurées pour une courbe continue g(t) interpolant les données mesurées pendant le cycle (to, t K-1), 25 telles que les échantillons de puissance de signal reçue Y0 à YK-1 lus dans la mémoire ME, est la somme résiduelle des carrés: k=Kû1 S (g) = (Yk - g (tk)) 2 . k=0 La méthode de lissage et de régression polynomiale définit une courbe continue polynomiale g(t), dite "spline" en anglais, composée de J polynômes cubiques respectivement pendant J 30 2906949 14 intervalles de temps de largeur égale divisant le cycle (t0, tK-1), avec K un multiple entier de J. Par exemple chaque intervalle de temps comprend E = K/J = 10 périodes d'échantillonnage. Les paliers 5 polynomiaux PP0 à PPJ_1 de la courbe sont: g (t) = PPD (t) pour t0 t < tE-1; g (t) = PP1(t) pour tE-1 t < t2E-1; g (t) = PPJ_1 (t) pour t (J-1) E-1 t < tjE-1 = tK-1 10 Etant donné la fonction g(t) deux fois différentiable et un paramètre de lissage a qui est un nombre réel, la somme pondérée des carrés est définie par : k=Kû1 15 S (g) = (Yk - g (tk)) 2 + OG ftx-1 (g" (t)) 2 dt. k=0 to Le deuxième terme dans la somme précédente dépendant de la dérivée seconde de la fonction g représente le lissage de la somme pondérée des 20 carrés. Le module MP recherche alors par un programme informatique la fonction g qui minimise la somme S(g) et qui constitue l'estimateur de cette somme, noté g, c'est-à-dire la première composante d'atténuation Po à PK-1 25 L'estimateur g est unique et dépend étroitement du paramètre de lissage a qui assure un compromis entre deux objectifs différents: un bon ajustement aux échantillons de puissance initiaux Y0 à YK_1 et un lissage plus ou moins élevé. Ainsi si a est grand, 30 alors le lissage est élevé; et si a est petit, alors le lissage est faible. Dans le cadre de l'invention, le paramètre a est choisi de façon que les variations élevées du signal reçu soient éliminées tout en gardant la composante 35 d'affaiblissement de parcours représentée par 2906949 15 l'estimateur, soit Pk = g(tk), avec 0 k <K-1. Par exemple a est compris entre 1 environ et 3 environ. A la suite de tests sur des mesures d'échantillons de puissance radio normalisée reçue YD 5 à YK_1, on a trouvé qu'une valeur grande du paramètre de lissage a permet d'estimer l'atténuation médiane du signal radio propagé reçu au récepteur RE, c'est-à-dire l'affaiblissement de parcours.

10 L'effet de masque se présente dans le signal radio sous forme de variations relativement lentes, avec une stationnarité de l'ordre de quelques dizaines de mètres. Mais les variations de l'effet de masque sont moins lentes que celles de 15 l'affaiblissement de parcours. A l'étape E3, le module d'estimation d'effet de masque MS estime la composante d'atténuation Sk relative à l'effet de masque en recourant à une méthode de lissage et de régression polynomiale, non 20 paramétrique. Cette méthode peut être une méthode de régression de super-lissage ("Super Smoother" en anglais) proposée par Friedman J. selon les chapitres 3.4 et 5.3.2 de l'article précité de W. Hàrdle, qui élimine efficacement des variations rapides du signal 25 et fournit une courbe décrivant la deuxième composante d'atténuation due à l'effet de masque. Cette courbe Zk dépend conjointement des première et deuxième composantes d'atténuation relatives à l'affaiblissement de parcours et à 30 l'effet de masque. Elle est modélisée par la relation Zk = Pk + Sk. Pour les échantillons de puissance reçue Yk lus dans la mémoire ME, la méthode de régression de super-lissage est basée sur des ajustements locaux 35 d'échantillons les h plus proches ("Nearest 2906949 16 Neighbors" h-NN en américain) de l'échantillon Yk, en fonction de distances euclidiennes. Ces échantillons les plus proches définissent un voisinage de largeur variable autour de l'échantillon Yk.

5 L'estimation de la variable Zk est une moyenne pondérée de l'ensemble des échantillons de puissance. La pondération se base sur le terme Wki(t) qui dépend du paramètre de lissage h. La méthode de régression (h-NN) est définie par 10 la relation: i=Kù1 Zh = K Whi(t) Yi• i=0 {Whi (t) } i=â -1 est une séquence de poids dépendant du rapport du nombre K de périodes d'échantillonnage de la puissance de signal reçue sur un paramètre de 15 lissage h définissant le nombre d'échantillons les plus proches d'un échantillon de la puissance de signal reçue Yi. Plus précisément, la séquence de poids est définie par l'ensemble d'indices Jt suivant: 20 Jt = {i : ti est l'une des h plus proches observations de t}. h-NN est alors construite par: Whi(t) = K/h si i e Jt; Whi(t) = 0 sinon.

25 La méthode de super-lissage est basée sur une validation croisée locale ("Local cross-validation" en anglais) pour déterminer le paramètre de lissage h optimal entre trois choix: h = 0,05 K (aigus), h = 0,2 K (médium) et h = 0,5 K (graves).

30 Pour améliorer le lissage, une valeur du paramètre h peut être encore plus optimale en biaisant h = 0,5 K vers une plus grande valeur. Le paramètre de lissage h pour le super-lissage défini par Friedman est noté bass et appelé couramment 2906949 17 tonalité de contrôle. Il est compris entre 0 et 10 environ. En sortie du module de régression de super- 5 lissage RSL, le soustracteur SO soustrait la composante d'atténuation due à l'affaiblissement de parcours produite par le module MP à la variable Zk afin de produire la composante d'atténuation estimée relative à l'effet de masque, soit par échantillon: 10 Sk = Zk -Pk. A l'étape E4, le soustracteur dans le module MF soustrait la variable Zk produite par le module de régression de super-lissage RSL, c'est-à- dire la 15 somme de la composante d'atténuation due à l'affaiblissement de parcours Pk et la composante d'atténuation due à l'effet de masque Sk, à la puissance reçue mesurée afin de produire la composante d'atténuation estimée Fk relative à 20 l'évanouissement rapide, soit par échantillon: Fk = Yk - Zk = Yk - (Pk + Sk) Les paramètres nécessaires au dispositif d'estimation DE pour estimer les trois composantes 25 d'atténuation Pk, Sk et Fk sont notamment le nombre N d'échantillons de puissance de signal reçu mesurés et la période d'échantillonnage, soit la durée d'observation des N d'échantillons, le paramètre de lissage a pour la méthode de lissage et de régression 30 polynomiale, par exemple de type "smoothing spline", et le paramètre de lissage h pour la méthode de régression de super-lissage, par exemple le paramètre bass de la méthode de régression de super-lissage Friedman.

35 2906949 18 Selon un exemple d'application de l'invention, la figure 6 montre, par des petits ronds, des échantillons de puissance reçue Yk mesurés dans le récepteur RE d'un mobile MO et collectés par le 5 dispositif d'estimation DE lorsque le réseau RR est du type GSM. Le paramètre de lissage î pour la méthode de lissage et de régression polynomiale, par exemple de type "smoothing spline", est élevé et égal à 2, et le paramètre de lissage h, par exemple bass, 10 pour la méthode de régression de super-lissage par exemple de Friedman est faible et égal à 0. La durée d'observation est de l'ordre de 300 échantillons de mesure, soit une durée totale de 300 x 480 ms = 144 secondes.

15 Le dispositif d'estimation DE conforme à l'invention peut servir à déterminer un état de déplacement d'un terminal radio mobile qui est par exemple immobile, en train de marcher ou à bord d'un 20 véhicule à plus ou moins grande vitesse. Cette information est intégrable dans des mécanismes de gestion des ressources radio du réseau RR, dans la perspective d'une utilisation plus astucieuse du spectre mais également dans un contexte de radio 25 cognitive. Un terminal cognitif est un composant intelligent qui prend des décisions en fonction d'observations sur son environnement extérieur. Cesobservations peuvent être notamment les composantes d'atténuation relatives au signal radio reçu par le 30 terminal et estimées selon le procédé de l'invention. Ces observations renseignent le terminal sur la situation de l'utilisateur ainsi que sur l'environnement extérieur. Cette invention peut également être utilisée 35 dans des simulateurs de réseaux de radiocommunication 2906949 19 pour mobiles en constituant une base de données comportant les atténuations réelles subies par le signal radio dans plusieurs environnements différents et estimées selon le procédé de l'invention. La base 5 de données remplace les modèles de propagation théoriques et contribue à rapprocher plus précisément les résultats donnés par les simulateurs de l'environnement réel des terminaux.

10 L'invention décrite ici concerne un procédé et un dispositif d'estimation pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu, telle que puissance, mesurée dans un récepteur d'un réseau de radiocommunication. Selon 15 une implémentation préférée, les étapes du procédé de l'invention sont déterminées par les instructions d'un programme d'ordinateur incorporé dans un dispositif de traitement de données tel que le dispositif d'estimation. Le programme comporte des 20 instructions de programme qui, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans le dispositif dont le fonctionnement est alors commandé par l'exécution du programme, réalisent les étapes du procédé selon l'invention.

25 En conséquence, l'invention s'applique également à un programme d'ordinateur, notamment un programme d'ordinateur sur ou dans un support d'enregistrement d'informations, adapté à mettre en oeuvre l'invention. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de 30 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 35 selon l'invention.

2906949 20 Le support d'enregistrement d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage ou support 5 d'enregistrement sur lequel est stocké le programme d'ordinateur selon l'invention, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore une clé USB, ou un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une 10 disquette (floppy disc) ou un disque dur. D'autre part, le support d'enregistrement 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 15 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 20 incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu (Yk) mesurée dans un récepteur (RE) d'un réseau de radiocommunication (RR), caractérisé en ce qu'il comprend une estimation (E2, E3) de première et deuxième composantes d'atténuation (Pk, Sk) en temps réel en fonction de la grandeur mesurée, et une soustraction (E4) des première et deuxième composantes d'atténuation estimées à la grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation (Fk).

2 - Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel la première composante d'atténuation (Pk) est estimée (E2) en temps réel selon une méthode de lissage et de régression polynomiale.

3 - Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, selon lequel la première composante d'atténuation (Pk) est une fonction g qui minimise la somme suivante S (g) . k=K-1 S (g) = (Yk - g (tk)) 2 + a Jt x-1 (g., (t)) 2 dt, k=0 dans laquelle K est un nombre de périodes d'échantillonnage de la grandeur de signal reçue, Yk est un échantillon de la grandeur de signal reçu mesurée et î est un paramètre de lissage.

4 - Procédé conforme à la revendication 3, selon lequel le paramètre de lissage est compris entre 1 environ et 3 environ. 2906949 22

5 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 4, selon lequel l'estimation (E3) de la deuxième composante d'atténuation (Sk) comprend une estimation en temps réel de la somme (Zk) des première et 5 deuxième composantes d'atténuation selon une méthode de régression de super-lissage et une soustraction de la première composante d'atténuation estimée (Pk) à ladite somme de composantes d'atténuation. 10

6 - Procédé conforme à la revendication 5, selon lequel la somme (Zk) des première et deuxième composantes d'atténuation est définie par la relation i=K-1 K Whi(t) Yi. i=0 dans laquelle {Whi (t) } i=0 -1 est une séquence de 15 poids dépendant du rapport du nombre K de périodes d'échantillonnage de la grandeur de signal reçu mesurée sur un paramètre de lissage h définissant le nombre d'échantillons les plus proches d'un échantillon de la grandeur mesurée Yi. 20

7 - Procédé conforme à la revendication 6, selon lequel paramètre de lissage h est compris entre 0 et 10 environ. 25

8 - Dispositif (DE) pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu (Yk) mesurée dans un récepteur (RE) d'un réseau de radiocommunication (RR), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (MP, MS) pour estimer des 30 première et deuxième composantes d'atténuation (Pk, Sk) en temps réel en fonction de la grandeur mesurée, et un moyen (MF) pour soustraire les première et deuxième composantes d'atténuation estimées à la 2906949 23 grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation (Fk).

9 - Dispositif conforme à la revendication 8, 5 dans lequel le moyen (MP) pour estimer la première composante d'atténuation (Pk) est basé sur une méthode de lissage et de régression polynomiale.

10 - Dispositif conforme à la revendication 8 ou 10 9, dans lequel le moyen (MS) pour estimer la deuxième composante d'atténuation (Sk) comprend un moyen (RSL) pour estimer en temps réel la somme (Zk) des première et deuxième composantes d'atténuation selon une méthode de régression de super-lissage et un 15 soustracteur (SO) pour soustraire la première composante d'atténuation (Pk) à ladite somme de composantes d'atténuation.

11 - Programme d'ordinateur comprenant des 20 instructions de code de programme pour la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 25

12 - Support d'enregistrement lisible par un dispositif pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu (Yk) mesurée dans un récepteur (RE) d'un réseau de radiocommunication (RR), ledit support 30 d'enregistrement étant caractérisé en ce qu'il a enregistré un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution d'une estimation (E2, E3) de première et deuxième composantes d'atténuation (Pk, Sk) en temps réel en fonction de la grandeur 35 mesurée, et d'une soustraction (E4) des première et 2906949 24 deuxième composantes d'atténuation estimées à la grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation (Fk).