FR2999052A1 - Method for performing geoptimisation for division of electric radio spectrum of primary holders with secondary holder, involves regulating interference levels induced by radio operator transmitters of secondary network on primary network - Google Patents
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Abstract
Description
Page 1 Description Traditionnellement, l'accès et l'utilisation du spectre radio est autorisé de deux manières: soit avec une autorisation « sous licence » ou soit avec une autorisation exempt de licence dite « sans licence ». Une autorisation « sous licence » signifie que les droits d'utilisations sont exclusivement accordés, sur une base nationale, dans le temps, dans l'espace et pour une bande de fréquences définie. Un exemple d'utilisation sous licence est les fréquences à 10 2 GHz pour la fourniture de services de communications mobiles de troisième génération. Une autorisation «sans licence» signifie que les appareils qui répondent à certaines conditions techniques (puissance d'émission, bande de fréquences opérationnelles) peuvent partager le spectre 15 radio, être utilisé partout et à tout moment, sans garantie de qualité de service. Un exemple d'utilisation est le spectre radio à 2,4 GHz pour la fourniture de services d'accès Wi-Fi et Bluetooth. La plupart des fréquences utilisées pour les applications commerciales sont « sous licence ». 20 II existe une troisième approche appelé « Licensed Shared Access niEw » qui fait référence à une nouvelle réglementation qui autorise l'usage du spectre radio « sous licence » par des titulaires dits « secondaires ». C'est un régime particulier qui autorise un nombre limité de titulaires « secondaires » d'utiliser 25 le spectre radio, déjà attribué à un ou plusieurs titulaires « primaires ». L'utilisation de spectre radio devant se faire en conformité avec les règles de partage inclus dans les droits d'utilisation du spectre accordée aux titulaires « secondaires » permettant ainsi à 30 tous, titulaires « primaires » et « secondaires », de bénéficier d'un niveau de qualité de service négocié et prédéterminé. Selon cette approche « LSA », le régulateur détermine qui pourrait être autorisé à opérer dans une bande de fréquence et déjà allouée à un ou plusieurs titulaires « primaires », et est donc bien placé 35 pour définir les conditions administratives et techniques à remplir pour répondre efficacement aux cas d'interférences qui peuvent survenir entre les titulaires « primaires » et « secondaires ». Ces titulaires « secondaires » peuvent fournir des applications ou services de radiocommunications différentes des titulaires 40 « primaires » en conformité avec la réglementation. Cependant la gestion du partage de spectre radio entre titulaires « primaires » et « secondaires » décrite ci-dessus est envisagée de Page 2 manière statique et ne permet pas une disponibilité du spectre radio optimum pour le ou les titulaires « secondaires ». Le procédé de géoptimisation décrit ci-dessous et permettant un partage dynamique dans le temps et dans l'espace du spectre radio 5 électrique vient compléter cette approche « LSA ». Les émetteurs radio [D] forment un réseau ou une partie de réseau de radiocommunication de l'opérateur dit « secondaire » [S]. Chaque émetteur radio [D] peut transmettre et recevoir, par l'intermédiaire d'ondes radio et d'une interface de protocole radio 10 [K], des informations avec un terminal radio [T] quand celui-ci se situe dans le périmètre de couverture de ce même émetteur radio. Ce réseau de radiocommunications « secondaire » [S] est autorisé, par le régulateur [R] à émettre suivant la réglementation nationale en vigueur et les conditions de partage prédéfinies sur une bande 15 de fréquences [F1], par ailleurs, déjà attribué à un titulaire « primaire » [P]. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté à l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [L]. 20 L'appareil de géoptimisation [A] est connecté à l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P] par l'intermédiaire d'une interface homme-machine ffl. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté directement au régulateur [R] par l'intermédiaire d'une interface homme-machine 25 [P.1]. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté par l'intermédiaire d'une interface de communication bidirectionnelle [B] au centre de gestion [C] du réseau de radiocommunications « secondaire » [S]. Le centre de gestion [C] du réseau de radiocommunications 30 « secondaire » [S] et connecté aux émetteurs radio [D] par l'intermédiaire d'une interface de communication bidirectionnelle [E] L'appareil de géoptimisation [A] collecte des mesures de couverture radio géolocalisées du réseau de radiocommunications « secondaire » 35 [S] et datées reçues depuis les terminaux [T] par l'intermédiaires des interfaces [K], [E] et [B]. L'appareil de géoptimisation [A] joue un rôle central de contrôle et de commande du procédé (voir figure 1). A partir de ses modèles de prédiction de propagation des ondes 40 radio et de sa cartographie temps-réelle, détaillée et fiable de Page 3 l'environnement radio, L'appareil de géoptimisation [A], pour l'aire géographique déterminée [J], définie les zones disponibles optimum où les fréquences [Fl] peuvent être utilisées par le réseau de radiocommunications « secondaire » [S] en conformité avec la réglementation. Note : La cartographie de l'environnement radio est renseignée avec des données géolocalisées de l'usage fait par le réseau « primaire » des fréquences partagées, des emplacements et de la configuration radio des émetteurs du réseau « secondaire », et pour l'aire géographique déterminée [J], des mesures de couverture radio géolocalisées du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] et datées reçues depuis les terminaux [T], de la topologie du terrain, des conditions climatiques, de la nature de l'environnement tel que urbain, urbain dense, rural, forêts, lacs, mers ou océans, etc. et dans le cas d'un environnement urbain dense, des caractéristiques supplémentaires telles que la densité des immeubles, les hauteurs des immeubles, les distances entre les immeubles ou les largeurs des rues.Page 1 Description Traditionally, access and use of the radio spectrum has been authorized in two ways: either with a "licensed" license or with a license-exempt license called "unlicensed". A "licensed" license means that the rights of use are exclusively granted, on a national basis, in time, in space and for a defined frequency band. An example of licensed use is frequencies at 10 2 GHz for the provision of third generation mobile communications services. A "unlicensed" license means that devices that meet certain technical requirements (transmit power, operational bandwidth) can share the radio spectrum, be used anywhere and at any time, without guarantee of quality of service. An example of use is the 2.4 GHz radio spectrum for the provision of Wi-Fi and Bluetooth access services. Most of the frequencies used for commercial applications are "licensed". There is a third approach called "Licensed Shared Access niEw" which refers to a new regulation that allows the use of radio spectrum "licensed" by so-called "secondary" holders. It is a special regime that allows a limited number of "secondary" holders to use the radio spectrum already allocated to one or more "primary" holders. The use of radio spectrum must be done in accordance with the sharing rules included in the rights of use of the spectrum granted to the "secondary" holders thus allowing 30, all "primary" and "secondary" holders to benefit from a negotiated and predetermined quality of service level. According to this "LSA" approach, the regulator determines who might be allowed to operate in a frequency band and already allocated to one or more "primary" holders, and is therefore well placed to define the administrative and technical conditions to be met in order to respond. effectively to the cases of interference that may occur between "primary" and "secondary" holders. These "secondary" owners may provide radio applications or services different from the "primary" 40 holders in accordance with the regulations. However, the management of the radio spectrum sharing between "primary" and "secondary" holders described above is considered in a static way and does not allow an optimum radio spectrum availability for the "secondary" holder (s). The geoptimization method described below and allowing dynamic sharing over time and in space of the radio frequency spectrum completes this "LSA" approach. The radio transmitters [D] form a network or part of the radiocommunication network of the so-called "secondary" operator [S]. Each radio transmitter [D] can transmit and receive, via radio waves and a radio protocol interface 10 [K], information with a radio terminal [T] when it is in the perimeter coverage of this same radio transmitter. This "secondary" radiocommunication network [S] is authorized by the regulator [R] to be transmitted according to the national regulations in force and the predefined sharing conditions on a frequency band [F1], moreover, already allocated to a primary holder [P]. The geoptimisation apparatus [A] is connected to the operator of the "secondary" radiocommunication network [S] via a man-machine interface [L]. The geoptimizer [A] is connected to the operator of the "primary" radio network [P] via a man-machine interface ffl. The geoprocessing apparatus [A] is directly connected to the regulator [R] via a man-machine interface [P.1]. The geoptimisation apparatus [A] is connected via a bidirectional communication interface [B] to the management center [C] of the "secondary" radio network [S]. The management center [C] of the "secondary" radio network [S] and connected to the radio transmitters [D] via a bidirectional communication interface [E] The geoptimisation apparatus [A] collects geolocalised radio coverage measurements of the "secondary" radio network 35 [S] and dated received from the terminals [T] via the interfaces [K], [E] and [B]. The geoptimisation apparatus [A] plays a central role of control and control of the process (see Figure 1). From its radio wave propagation prediction models and its real-time, detailed and reliable cartography of the radio environment, the geoptimization apparatus [A], for the determined geographical area [J] , defines the optimum available areas where the frequencies [F1] can be used by the "secondary" radio network [S] in accordance with the regulations. Note: The mapping of the radio environment is filled with geolocalised data of the use made by the "primary" network of the shared frequencies, the locations and the radio configuration of the transmitters of the "secondary" network, and for the area determined geographical area [J], geolocalised radio coverage measurements of the "secondary" radio network [S] and dated received from the terminals [T], topology of the terrain, climatic conditions, nature of the environment as as urban, dense urban, rural, forests, lakes, seas or oceans, etc. and in the case of a dense urban environment, additional characteristics such as the density of buildings, the heights of buildings, the distances between buildings or the widths of streets.
L'appareil de géoptimisation [A] indique, par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [L], à l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] les zones géographiques disponibles où les fréquences [Fi] peuvent être utilisées ainsi que les contraintes radio à respecter (puissances d'émission maximum, fréquences autorisées, tilts et azimuts des antennes, hauteurs des antennes maximum). Note : L'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] planifie puis opère son réseau dans la bande de fréquences [Fi] à partir des zones géographiques et des contraintes indiquées par l'appareil de géoptimisation [A] A partir de ses modèles de prédiction de propagation des ondes radio et de sa cartographie temps-réelle, détaillée et fiable de l'environnement radio, L'appareil de géoptimisation [A], pour l'aire géographique déterminée [J], détermine les interférences générées par les émetteurs radio [D] du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] sur les zones géographiques opérées par le réseau de radiocommunications « primaire » [P]. L'appareil de géoptimisation [A] indique, par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [N], à l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P], les interférences générées par les émetteurs radio [D] du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] sur son réseau. L'appareil de géoptimisation [A] indique, par l'intermédiaire d'une 45 interface homme-machine [M], au régulateur [R], les interférences générées par les émetteurs radio [D] du réseau de Page 4 radiocommunications « secondaire » [S] sur le réseau de radiocommunications « primaire » [P]. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [N], permet à l'opérateur du réseau de 5 radiocommunications « primaire » [P] de préempter, immédiatement ou en différé, temporairement ou d'une manière permanente, des zones géographiques opérées par le réseau de radiocommunications « secondaire » [S] en réduisant la puissance et en modifiant les paramètres d'antenne des émetteurs radio [D] des zones préemptées 10 ou voisines. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [N], permet à l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] de se réàpproprier les zones préalablement préemptées après avoir été libérées par l'opérateur 15 du réseau de radiocommunications « primaire » [P] en augmentant la puissance et en modifiant les paramètres d'antenne des émetteurs radio [D] des zones préalablement préemptées ou voisines. Le contrôle par L'appareil de géoptimisation [A] de la puissance et des paramètres d'antenne des émetteurs [D] de l'opérateur du réseau 20 de radiocommunications « secondaire » [S] se fait par l'intermédiaire des interfaces [B] et [E]. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [L], alerte l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] des ordres immédiats ou 25 différés de préemption de l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P] ainsi que des nouvelles configurations de puissance et d'antenne des émetteurs radio [D] de son réseau. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une 30 interface homme-machine [14], alerte le régulateur [R] des ordres immédiats ou différés de préemption de l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P].The geoptimisation apparatus [A] indicates, via a man-machine interface [L], to the operator of the "secondary" radiocommunication network [S] the available geographical areas where the frequencies [Fi] can be used as well as the radio constraints to be respected (maximum transmission power, authorized frequencies, antenna tilts and azimuths, maximum antenna heights). Note: The operator of the "secondary" radio network [S] plans and then operates his network in the frequency band [Fi] from the geographical areas and constraints indicated by the geo-optimization device [A] from its radio wave propagation prediction models and its real-time, detailed and reliable cartography of the radio environment, the geoptimisation apparatus [A], for the determined geographical area [J], determines the interferences generated by the radio waves. radio transmitters [D] of the "secondary" radio network [S] in the geographical areas operated by the "primary" radio network [P]. The geoptimisation apparatus [A] indicates, via a man-machine interface [N], the operator of the "primary" radio network [P], the interference generated by the radio transmitters [D] the "secondary" radio network [S] on its network. The geoptimisation apparatus [A] indicates, via a man-machine interface [M], to the regulator [R], the interference generated by the radio transmitters [D] of the "secondary" radio network. "[S] on the" primary "radio network [P]. The geoptimization apparatus [A], via a man-machine interface [N], enables the operator of the "primary" radio network [P] to preempt, immediately or delayed, temporarily or permanently, geographical areas operated by the "secondary" radio network [S] by reducing the power and changing the antenna parameters of the radio transmitters [D] preempted areas 10 or neighboring. The geoptimisation apparatus [A], via a man-machine interface [N], allows the operator of the "secondary" radio network [S] to re-appropriate the previously pre-empted zones after being released. by the operator 15 of the "primary" radio communication network [P] by increasing the power and modifying the antenna parameters of the radio transmitters [D] of previously preempted or neighboring zones. The control by the geoptimization apparatus [A] of the power and antenna parameters of the transmitters [D] of the operator of the "secondary" radio communications network [S] is via the interfaces [B ] summer]. The geoptimisation apparatus [A], via a man-machine interface [L], alerts the operator of the "secondary" radiocommunication network [S] of immediate or deferred operator preemption orders. the "primary" radio network [P] as well as the new power and antenna configurations of the radio transmitters [D] in its network. The geoptimisation apparatus [A], via a man-machine interface [14], alerts the regulator [R] of the immediate or deferred preemption orders of the operator of the "primary" radiocommunication network [ P].
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