FR3133286A1

FR3133286A1 - Procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d’accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d’accès, système de communication et programme d’ordinateur correspondants.

Info

Publication number: FR3133286A1
Application number: FR2201972A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marc Kelif
Original assignee: Orange SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2022-03-07
Filing date: 2022-03-07
Publication date: 2023-09-08
Also published as: WO2023169977A1

Abstract

L’invention concerne un procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur et un premier réseau de communication sans fil, ledit procédé comprenant :- la détermination (31) d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un équipement d’accès dit équipement serveur du premier réseau auquel ledit équipement utilisateur est attaché et ledit équipement utilisateur (UE), ladite communication utilisant une bande de fréquences donnée, ladite valeur étant déterminée au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement d’accès serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement serveur et de rapports de gains d’antenne entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil, configurés pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence;- lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, l’obtention d’une modification (34) d’au moins une caractéristique d’émission dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction d’un écart entre la valeur déterminée et la valeur cible. FIGURE 3

Description

Procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d’accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d’accès, système de communication et programme d’ordinateur correspondants.

Domaine technique de l'invention

La présente invention appartient au domaine général des télécommunications. Elle concerne plus particulièrement la cohabitation de plusieurs réseaux de communication sans fil utilisant les mêmes ressources dans une zone géographique donnée.

L’invention trouve une application privilégiée mais non limitative dans le cadre de services mobiles s’appuyant sur de tels réseaux de communication.

Art antérieur

Aujourd’hui, il existe plusieurs types de réseaux permettant à un utilisateur d’accéder à des services de communication mobiles, comme par exemple un réseau cellulaire terrestre, un réseau satellitaire, un réseau de dispositifs télé-contrôlés ou drones, ou encore un réseau de plateformes haute altitude ou HPA (en anglais, « High Altitude Platforms »). Ces réseaux de différents types peuvent être gérés par un même opérateur ou par des opérateurs distincts.

Or, le spectre de fréquences est une denrée rare, et compte tenu du nombre de réseaux grandissant et de la pluralité d’opérateurs, on peut s’attendre à ce qu’une même bande de fréquences soit allouée à plusieurs réseaux hétérogènes, par exemple à un réseau cellulaire terrestre et à un réseau satellitaire gérés par un même opérateur (ou par des opérateurs distincts). Dans ce contexte, les communications établies au sein de ces réseaux avec des équipements utilisateurs situés dans une même zone géographique et s’appuyant sur les mêmes ressources vont créer des interférences les unes sur les autres, ce qui aura un impact sur la qualité de ces communications, et donc sur l’expérience des utilisateurs des équipements utilisateurs.

Dans l’état actuel de la technique, il est connu de tenir compte dans le contexte d’un réseau cellulaire par exemple conforme à la troisième génération du standard 3GPP (3G), des interférences intra-cellulaires et/ou inter-cellulaires liées à l’utilisation des mêmes ressources (et en particulier de la même bande de fréquences) sur une communication d’un utilisateur.

Dans un contexte satellitaire, le document de N. Gupta et S. Bitragunta, intitulé « Green Satellite Communication Link Design, Optimization and Performance Analysis », IEEE 7th Uttar Pradesh Section International Conference on Electrical, Electronics and Computer Engineering (UPCON), 2020, pages 1-5, s’intéresse aux performances d’un réseau satellitaire en termes d’efficacité énergétique, celle-ci étant définie à partir de la puissance du bruit thermique. Ce document évoque la possibilité de prendre en compte des interférences dans le calcul de cette efficacité énergétique en cas de partage du spectre de fréquences mais aucune indication n’est donnée sur la nature des interférences en question ni sur la façon de le faire.

En tout état de cause, aucune de ces approches ne s’intéresse à la coexistence de plusieurs réseaux de types distincts (ex. réseau satellitaire, réseau cellulaire terrestre, etc.) dans une même zone géographique (aussi désignés par « réseaux hétérogènes » dans la suite) et ne permet à un opérateur d’un réseau de s’assurer des performances de son réseau en cas d’utilisation simultanée des mêmes ressources par différents équipements d’accès appartenant à des réseaux de types distincts. Notamment aucune de ces approches ne permet à un opérateur d’un réseau de s’assurer que dans un tel contexte il est en mesure de fournir une qualité de service donnée à un équipement utilisateur.

L’invention vient améliorer la situation.

Présentation de l'invention

L'invention répond à ce besoin en proposant un procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur et un premier réseau de communication sans fil, ledit procédé comprenant :
- la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un équipement d’accès dit équipement serveur du premier réseau auquel ledit équipement utilisateur est attaché et ledit équipement utilisateur, ladite communication utilisant une bande de fréquences donnée, ladite valeur étant déterminée au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement serveur et de rapports de gains d’antenne entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil, configurés pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence;
- lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, l’obtention d’une modification d’au moins une caractéristique d’émission dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible.

L’invention s’applique de façon privilégiée à une communication dans le sens descendant, c’est-à-dire de l’équipement serveur vers l’équipement utilisateur.

Elle s’applique également de façon privilégiée lorsque le premier et le deuxième réseau sont des réseaux distincts et hétérogènes dans le sens où ils s’appuient sur des technologies différentes et comprennent des équipements d’accès de types différents. Par exemple, le premier réseau comprend des stations de base terrestres et le deuxième réseau des équipements d’accès situés dans les airs ou dans l’espace comme des satellites. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée à cet exemple d’un deuxième réseau satellitaire et s’applique à d’autres types de réseau, comme par exemple un réseau de drones et un réseau de plateformes de haute altitude. On désigne par souci de simplification dans la suite par réseau de type « aérien » un tel réseau (i.e. s’appuyant sur des équipements d’accès situés dans les airs tels que des drones ou des plateformes haute altitude ou sur des équipements d’accès situés dans l’espace tels que des satellites).

On suppose en outre que l’équipement utilisateur peut être attaché à n’importe quel type d’équipement d’accès, appartenant à l’un quelconque des réseaux de communications de type terrestres ou aériens précédemment cités.

Aucune limitation n’est attachée à la nature de l’équipement utilisateur. Il peut s’agir de n’importe quel dispositif récepteur, comme par exemple un terminal fixe ou mobile client du premier réseau (ex. un téléphone intelligent, un ordinateur, etc. Dans le cas où l’équipement serveur est un satellite d’un réseau satellitaire, l’équipement utilisateur peut également être une station radio terrestre d’émission/réception de ce réseau satellitaire.

L’invention repose sur une approche tout-à-fait nouvelle et inventive du contrôle d’un niveau de qualité de service sur le lien radio descendant entre un équipement utilisateur et l’équipement d’accès serveur qui le connecte à un premier réseau de communication en présence d’interférences générées par d’autres réseaux. Elle consiste à déterminer la valeur effective d’un paramètre de qualité de service telle que perçue au niveau de l’équipement utilisateur, en tenant compte de l’influence sur les performances de la communication non seulement des caractéristiques de transmission de l’équipement serveur (ex. puissance d’émission, , distance par rapport à l’équipement utilisateur), de celles d’autres équipements d’accès interférents du premier réseau et d’au moins un deuxième réseau, mais aussi de la topologie de chacun de ces réseaux dans une zone d’interférence.

Typiquement, une telle topologie peut comprendre une densité d’équipements d’accès du premier et du deuxième réseaux susceptibles d’interférer la communication dans une zone d’interférence, une distance moyenne entre les équipements d’accès, une altitude des équipements d’accès, un angle d’élévation minimum ou tout autre caractéristique permettant de définir une zone d’interférence avec la communication. Cette topologie dans la zone d’interférence est exploitée par l’invention pour modéliser de façon très simple les interférences générées sur la communication entre l’équipement d’accès serveur et l’équipement utilisateur par les autres équipements d’accès utilisant simultanément les mêmes ressources (et plus particulièrement ici la même bande de fréquences) que l’équipement d’accès serveur lors de sa communication avec l’équipement utilisateur. Plus spécifiquement, l’invention ne s’attache pas à déterminer de façon fastidieuse la contribution individuelle de chaque équipement d’accès interférant sur la communication, puis à sommer les contributions individuelles de ces équipements d’accès, mais envisage l’impact de ces autres équipements d’accès sur la communication dans sa globalité grâce à la connaissance de la topologie des réseaux auxquels ils appartiennent.

Lorsque la valeur effective obtenue n’atteint pas une valeur cible donnée, par exemple requise par une application qui s’exécute sur l’équipement utilisateur, une modification à apporter à la valeur d’une ou plusieurs caractéristiques d’émission d’un ou plusieurs équipements d’accès du premier réseau et/ou du deuxième réseau est déterminée de sorte à atteindre cette valeur cible.

L’invention permet donc de configurer l’équipement serveur de l’équipement utilisateur et/ou un ou plusieurs équipements d’accès d’un ou plusieurs réseaux de type différents qui interfèrent avec la communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur pour lui permettre d’atteindre la valeur cible. La modification de la au moins une caractéristique d’émission peut donc s’appliquer à l’équipement d’accès serveur et/ou aux autres équipements d’accès du premier réseau et/ou à des équipements d’accès du deuxième réseau.

Ainsi, l’invention peut être exploitée en amont d’une communication : elle permet alors à l’opérateur du premier réseau de savoir a priori si un équipement d’accès serveur répond à une qualité de service demandée par un équipement utilisateur. S’il n’est pas possible de déterminer une modification des caractéristiques d’émission de l’équipement d’accès serveur vérifiant cette qualité de service, l’opérateur peut avantageusement anticiper un échec de la communication et envisager en amont de la communication différentes actions visant à améliorer l’expérience de l’utilisateur : information de l’utilisateur, rejet de la communication, sélection d’un autre équipement d’accès pour servir la communication, etc. En alternative, il peut aussi modifier les caractéristiques d’émission d’autres équipements d’accès interférents du premier réseau ou encore celles d’équipements d’accès interférents du deuxième réseau, notamment s’il en est lui-même l’opérateur. Si le deuxième réseau est opéré par un autre opérateur, des accords inter-opérateurs peuvent être mis en place à cet effet.

Mais l’invention peut également être utilisée en cours de communication pour adapter de façon dynamique les valeurs d’une ou de plusieurs caractéristiques d’émission de cette communication, telle que la puissance d’émission de l’équipement d’accès serveur, la bande passante allouée à la communication ou le débit de la communication.

L’invention peut également être mise en œuvre dans un outil de planification du déploiement d’équipements d’accès terrestres ou aériens (incluant des drones, plateformes haute altitude et/ou satellites).

Selon un aspect de l’invention, le premier réseau et le deuxième réseau sont des réseaux de types distincts appartenant à un groupe comprenant au moins un réseau de type terrestre comprenant une pluralité de stations de base terrestres et un réseau dit de type aérien comprenant une pluralité d’équipements d’accès aériens ou spatiaux, et la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend la détermination d’un premier facteur d’impact sur la valeur dudit paramètre des autres équipements d’accès du premier réseau interférents sur la communication et la détermination d’un deuxième facteur d’impact sur la valeur dudit paramètre des équipements d’accès du deuxième réseau interférents sur la communication.

On désigne par réseau de type aérien aussi bien un réseau de communication satellitaire dont les équipements d’accès sont des satellites, par exemple des satellites placés en orbite autour de la Terre à environ 600 km du sol, qu’un réseau de communication de drones situés à quelques centaines de mètres du sol ou encore un réseau de communication de plateformes de haute altitude situées à environ 80 km du sol.

Selon l’invention, l’équipement serveur peut donc aussi bien être une station de base terrestre, qu’un satellite, un drone, une plateforme de haute altitude, etc.

Un avantage de l’invention est de déterminer de façon globale d’une part l’impact des autres équipements d’accès du premier réseau et d’autre part celui des équipements d’accès du deuxième réseau sur la communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur.

Selon un autre aspect de l’invention, le premier réseau étant un réseau de type terrestre et l’équipement serveur une station de base terrestre, la détermination du premier facteur d’impact, dit facteur d’impact terrestre, est fonction d’une densité d’autres stations de base terrestres du premier réseau, dites stations de base interférentes, situées dans une zone d’interférence terrestre définie au moins en fonction d’une distance moyenne entre les stations de base du premier réseau.

L’invention propose ainsi de définir une zone d’interférence terrestre en fonction de la topologie du premier réseau et de déterminer l’impact global des autres stations de base terrestres interférentes sur la qualité de service du lien radio descendant entre la station de base serveuse plutôt que de faire la somme des impacts individuels de chacune d’elles. Un avantage est qu’il n’est pas nécessaire de connaître les positions absolues de chacune des autres stations de base par rapport l’équipement utilisateur. La technique de l’invention est donc relativement peu complexe.

Selon encore un autre aspect de l’invention, la station de base serveuse comprenant une première, une deuxième et une troisième antennes couvrant trois secteurs, la détermination du facteur d’impact terrestre noté Fb comprend la mise en œuvre d’une relation équivalente à la relation suivante :
,
où ISD désigne la distance moyenne entre la station de base serveuse et les stations de base interférentes,
désigne la densité de stations de base dans la zone d’interférence terrestre,
désigne le facteur d’évanouissement (de l’anglais, « path-loss ») modélisant l’atténuation de propagation,
r le rayon ou distance entre l’équipement utilisateur et la première antenne,
h la hauteur de la première antenne par rapport à l’équipement utilisateur,
(r, désigne les coordonnées sphériques de l’équipement utilisateur dans un repère O1’xyz centré sur la station de base serveuse au niveau du sol,
θ l’angle d’élévation entre l’équipement utilisateur et ladite première antenne,
φ l’angle horizontal entre l’équipement utilisateur et ladite première antenne,
est le gain angulaire de la première antenne de la station de base serveuse, auquel l’équipement utilisateur UE est connecté;
le gain angulaire de chacune des deux autres antennes (k=2, 3) de la station de base serveuse, co-localisées avec la première antenne de la station de base serveuse.

H1 est le gain de chaque antenne du premier réseau RT, défini de la façon suivante par : , où Am désigne le gain d’antennes minimum, et
avec est une constante,
, où est l’angle de tilt descendant, la largeur du faisceau vertical à mi-puissance, la largeur du faisceau horizontal à mi-puissance, et

une contribution des deux autres antennes de la station de base serveuse utilise une relation équivalente à la relation suivante :

où k =2,3 les deux autres antennes de la station de base serveuse.

Selon un autre aspect de l’invention, le deuxième réseau étant un réseau de type aérien comprenant une pluralité satellites placés en orbite autour de la Terre, la détermination du deuxième facteur d’impact, dit facteur d’impact satellitaire, est fonction d’une densité de satellites interférant sur la communication dans une zone d’interférence satellitaire définie au moins en fonction d’une altitude des satellites du deuxième réseau et d’un angle d’élévation minimale d’undit satellite avec ledit équipement utilisateur.

Selon ce mode de réalisation, l’invention s’appuie sur le fait que les satellites présents dans la zone d’interférence satellitaire couvrent une zone géographique intersectant en tout ou partie la zone géographique de couverture de l’équipement serveur (dans laquelle se trouve l’équipement utilisateur) et sont donc susceptibles de générer une interférence globale au niveau de l’équipement utilisateur qui dépend de la densité des satellites utilisant les mêmes ressources que l’équipement d’accès serveur dans cette zone.

On note que si l’on veut maximiser le niveau de qualité de service dans le deuxième réseau (satellitaire) et notamment le débit offert par ce réseau, il convient de maximiser l’utilisation des ressources : il en résulte une utilisation par les satellites de la totalité de leurs ressources. Dans une telle configuration, l’ensemble des satellites se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire est susceptible d’interférer la communication de l’équipement d’accès serveur avec l’équipement utilisateur car la probabilité que ces satellites utilisent simultanément les mêmes ressources que la communication tend vers 1. La densité des satellites susceptibles d’interférer la communication se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire est donc égale ou sensiblement égale à la densité des satellites du système se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire. Si toutefois l’hypothèse de l’utilisation de la totalité des ressources par les satellites du réseau satellitaire ne s’applique pas, il convient de considérer la densité des satellites se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire et utilisant de façon simultanée les mêmes ressources que la communication en question.

Selon ce mode de réalisation, le facteur d’impact des satellites du deuxième réseau sur la communication est défini comme le produit de la densité des satellites et de l’intégrale de la puissance reçue par l’équipement utilisateur en provenance des satellites du deuxième réseau susceptibles d’interférer la communication se trouvant dans la zone d’interférence satellitaire.

Selon un autre mode de réalisation, d’autres types d’équipements d’accès aériens, par exemple des drones, sont présents à proximité de l’équipement utilisateur (en plus des satellites évoqués précédemment ou en remplacement), utilisent la même bande de fréquences et sont donc susceptibles d’interférer sur la communication entre l’équipement utilisateur et l’équipement serveur du premier réseau. Avantageusement, la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication prend alors en outre en compte une puissance d’émission et des rapports de gains d’antenne de drones de ce troisième réseau et comprend la détermination d’un troisième facteur d’impact (Fd), dit facteur d’impact des drones, ledit facteur d’impact des drones étant fonction d’une densité de drones interférents dans une zone d’interférence de drones. Un raisonnement similaire peut s’appliquer avec des équipements d’accès aériens de type HPA avec la détermination d’un facteur d’impact des HPAs.

Selon encore un autre aspect de l’invention, lorsque le deuxième réseau est un réseau satellitaire, la détermination d’une valeur de paramètre de qualité de service comprend en outre la détermination d’un nombre de satellites interférents pour ladite communication dans la zone d’interférence satellitaire et la densité de satellites interférents dans la zone d’interférence satellitaire est déterminée en fonction du nombre de satellites interférents et d’une surface d’une calotte sphérique centrée sur l’équipement utilisateur, de rayon l’orbite des satellites du réseau satellitaire, et délimitée en prenant en compte ledit angle d’élévation minimale.

Dans un mode particulier de réalisation de l’invention, la détermination du facteur d’impact satellitaire comprend la mise en œuvre d’une relation équivalente à l’équation suivante :

Où
désigne la densité de satellites interférents (i.e. situés dans la zone d’interférence satellitaire),
R_Tdésigne le rayon de la Terre,
h_SATl’altitude des satellites interférents dans un repère centré sur l’équipement utilisateur,
,
),
désigne l’angle d’élévation minimale et d_Mdésigne la distance entre l’équipement utilisateur et le un satellite situé à l’angle d’élévation minimale.

Un avantage est que, via des considérations géométriques, l’invention permet, à partir de cette intégration sur la zone d’interférence satellitaire, définie comme une calotte sphérique centrée sur l’équipement utilisateur, de rayon l’orbite des satellites du réseau satellitaire, et délimitée en prenant en compte un angle d’élévation minimale des satellites pour être susceptibles d’interférer la communication, d’obtenir une expression très simple du facteur d’impact satellitaire.

Selon un autre aspect de l’invention, la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend en outre la détermination d’une puissance d’émission par la station de base serveuse en fonction du facteur d’impact terrestre et du au moins un deuxième facteur d’impact associé audit au moins un deuxième réseau, mettant en œuvre une relation équivalente à la relation suivante :
,
où I est un entier supérieur ou égal à deux, désignant un nombre de dits deuxièmes réseaux (de type aérien) comprenant des équipements d’accès susceptibles d’interférer ladite communication,
Fb est le facteur d’impact terrestre,
F_ile facteur d’impact d’un dit deuxième réseau,
la puissance d’émission de chaque équipement d’accès interférent d’un dit deuxième réseau,
: le gain de chaque équipement d’accès interférent d’un dit deuxième réseau,
une constante de propagation de chaque équipement d’accès interférent d’un dit deuxième réseau,
: le gain des stations de base terrestres,
le bruit thermique,.
avec D_ule débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur sur le lien radio descendant, et
W la bande passante utilisée par la communication sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse et l’équipement utilisateur.

Un avantage de ce mode de réalisation de l’invention est qu’il permet, via des considérations géométriques, d’obtenir une expression très simple basée sur une intégrale de la puissance reçue des autres stations de base interférentes du premier réseau et des autres équipements d’accès interférents des autres réseaux (de type aérien), qui ne dépend que des facteurs d’impact, des gains d’antenne et des puissances d’émission des équipements d’accès des premier et deuxième réseaux.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le paramètre de qualité de service appartient à un groupe comprenant au moins :
- un débit utile de réception de données par l’équipement utilisateur ;
- un délai utile de transmission de données à l’équipement utilisateur ;
- une puissance utile de réception de données par l’équipement utilisateur.

Selon un mode de réalisation particulier, le paramètre de qualité de service comprend un débit utile de transmission de données et le débit utile (315) est dérivé de l’expression de la puissance d’émission par la station de base serveuse et déterminé selon l’équation suivante :
D_u= W ) .

Un avantage est que la valeur effective du débit utile est obtenue de façon relativement simple.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le paramètre de qualité de service comprend un délai utile Del_ude transmission de données qui est dérivé de la puissance d’émission déterminée, en mettant en œuvre une relation équivalente à la relation suivante :
Del_u= V / (W ),
où V désigne un volume de données transmis.

Selon un autre aspect de l’invention, le procédé de contrôle selon l’invention comprend la détermination d’un troisième facteur d’impact associé à d’autres équipements d’accès interférents d’un troisième réseau de communication, de type drones, en fonction d’une densité ( ) de drones interférant sur la communication dans une zone d’interférence de drones (CSd) définie au moins en fonction d’une altitude des drones du troisième réseau et d’un angle d’élévation minimale d’undit drone avec l’équipement utilisateur et en ce que ladite détermination (315) met en œuvre l’équation suivante :
D_u= W ) ,
où Fd est le facteur d’impact des drones du troisième réseau sur la communication entre la station de base serveuse et l’équipement utilisateur,
est la densité de drones interférents,
la puissance d’émission d’undit drone interférent,
: le gain d’undit drone interférent,et
une constante de propagation des drones.

Ainsi, on peut prendre en compte de façon relativement simple l’impact des équipements d’accès des différents réseaux présents à proximité de l’équipement utilisateur.

Selon un autre aspect de l’invention, ladite au moins une caractéristique d’émission modifiée appartient à un groupe comprenant au moins :
- une puissance d’émission d’au moins une antenne de l’équipement serveur;
- un gain de ladite au moins une antenne ;
- une bande passante d’émission de ladite au moins une antenne,
- une puissance d’émission d’au moins une antenne d’au moins un autre équipement d’accès interférent,
- un gain de ladite au moins une antenne d’au moins un autre équipement d’accès interférent ;
- une bande passante d’émission de ladite au moins une antenne d’au moins un autre équipement d’accès interférent.

Un avantage est qu’on peut agir sur la ou les antennes de l’équipement d’accès serveur et/ou sur celles des équipements d’accès interférents, du premier réseau ou d’un autre réseau présent dans la zone géographique dans laquelle se trouve l’équipement utilisateur.

L’invention concerne également un dispositif de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur et un premier réseau de communication sans fil, ledit premier réseau comprenant une pluralité d’équipements d’accès configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée.

Ledit dispositif est configuré pour mettre en œuvre :
- la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un premier équipement d’accès de ladite pluralité, auquel ledit équipement utilisateur est attaché, dit équipement d’accès serveur, au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement d’accès serveur, d’une puissance d’émission et de rapports de gains d’antenne de l’équipement d’accès serveur, de la pluralité d’équipements d’accès du premier réseau et d’autres équipements d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil, configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans la bande de fréquences donnée et susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence;
- lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, la détermination d’une modification d’au moins une caractéristique d’émission d’au moins une antenne dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès de la pluralité et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible.

Avantageusement, ledit dispositif de contrôle est intégré dans l’équipement serveur du premier réseau de communication. En variante, il peut être intégré dans un autre équipement d’accès du premier réseau de communications ou dans l’équipement utilisateur.

Dans un mode de réalisation, ledit dispositif de contrôle est intégré dans un système de communication, comprenant des équipements d’accès du premier réseau, dont l’équipement serveur de l’équipement utilisateur et des équipements d’accès d’au moins un deuxième réseau, lesdits équipements d’accès étant configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée, ledit système comprenant en outre l’équipement utilisateur et le dispositif de contrôle précité.

Le système de communication et le dispositif de contrôle présentent au moins les mêmes avantages que ceux conférés par le procédé de contrôle précité.

L’invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre respective du procédé de contrôle précité, lorsqu’il est exécuté par un processeur.

Un programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.

L’invention vise également au moins un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention tel que décrit ci-dessus.

Un tel support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple un support mobile (carte mémoire) ou un disque dur ou un SSD.

D'autre part, un tel support d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens, de sorte que le programme d’ordinateur qu’il contient est exécutable à distance. Les programmes selon l'invention peuvent être en particulier téléchargés sur un réseau par exemple le réseau Internet.

Alternativement, le ou les supports d'enregistrement peuvent être un ou des circuits intégrés dans lesquels chaque programme est incorporé, le ou les circuits étant adaptés pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé précité.

Selon un exemple de réalisation, la présente technique est mise en œuvre au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Dans cette optique, le terme "module" peut correspondre dans ce document aussi bien à un composant logiciel, qu'à un composant matériel ou à un ensemble de composants matériels et logiciels.

Un composant logiciel correspond à un ou plusieurs programmes d'ordinateur, un ou plusieurs sous-programmes d'un programme, ou de manière plus générale à tout élément d'un programme ou d'un logiciel apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Un tel composant logiciel est exécuté par un processeur de données d'une entité physique (équipement utilisateur, serveur, passerelle, set-top-box, routeur, etc.) et est susceptible d'accéder aux ressources matérielles de cette entité physique (mémoires, supports d'enregistrement, bus de communication, cartes électroniques d'entrées/sorties, interfaces utilisateur, etc.). Par la suite, on entend par ressources tous ensembles d’éléments matériels et/ou logiciels support d’une fonction ou d’un service, qu’ils soient unitaires ou combinés.

De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions, selon ce qui est décrit ci-dessous pour le module concerné. Il peut s'agir d'un composant matériel programmable ou avec processeur intégré pour l'exécution de logiciel, par exemple un circuit intégré, une carte à puce, une carte à mémoire, une carte électronique pour l'exécution d'un micrologiciel (« firmware » en anglais), etc.

Chaque composante du système précédemment décrit met bien entendu en œuvre ses propres modules logiciels.

Les différents modes de réalisation mentionnés ci-dessus sont combinables entre eux pour la mise en œuvre de la présente technique.

Brève description des figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :

représente de façon schématique les différents éléments intervenant dans la mise en œuvre de la présente solution, pour un équipement utilisateur connecté à un premier équipement d’accès, dit équipement serveur, d’un premier réseau de communication situé dans une zone géographique dans laquelle coexistent ce premier équipement d’accès et d’autres d’équipements d’accès d’autres réseaux de communication, configurés pour émettre des signaux radio dans la même bande de fréquences que lui ;

représente un exemple illustratif d’architecture d’un système comprenant l’équipement serveur du premier réseau de communication, l’équipement utilisateur, au moins un deuxième réseau de communication et un dispositif de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur selon l’invention ;

représente les étapes d’un procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur selon un mode de réalisation de l’invention ;

représente un équipement utilisateur connecté à une station de base terrestre serveuse du premier réseau de communication;

représente les secteurs couverts par trois antennes sectorielles de la station de base terrestre serveuse;

représente de façon schématique un exemple de positions relatives d’un équipement utilisateur et d’un équipement d’accès satellitaire du deuxième réseau de communication;

détaille la détermination d’un débit utile de réception des données émises par l’équipement d’accès serveur d’un réseau de communication vers un équipement utilisateur selon un mode de réalisation de l’invention ;

représente de façon schématique un exemple de positions relatives d’un équipement utilisateur et d’un équipement d’accès radio de type drone d’un troisième réseau de communication présent dans la zone géographique; et

présente un exemple de structure matérielle d’un dispositif permettant la mise en œuvre des étapes du procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service selon un mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée de l’invention Principe général de l’invention

L’invention concerne le contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication établie sur un lien radio descendant entre un équipement d’accès, dit équipement serveur, d’un premier réseau de communication sans fil et un équipement utilisateur situé dans une zone géographique où d’autres réseaux de communication sans fil coexistent avec le premier réseau et dont les équipements d’accès utilisent les mêmes ressources que le premier réseau, et notamment ici une même bande de fréquences. Par conséquent, ces autres équipements d’accès lorsqu’ils émettent des faisceaux radio-fréquences sur cette bande de fréquences sont susceptibles de générer des interférences avec les faisceaux radio-fréquences émis par l’équipement serveur sur cette même bande de fréquences vers l’équipement utilisateur. Par souci de simplification ici, on dit que ces autres équipements d’accès sont dès lors susceptibles d’interférer la communication entre l’équipement serveur et l’équipement utilisateur, et sont qualifiés d’équipements d’accès interférents.

Le principe général de l'invention repose sur la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service effectif de la communication entre l’équipement serveur du premier réseau et l’équipement utilisateur au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement serveur et de rapports de gains d’antenne entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil susceptible d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence.
Selon l’invention, la valeur déterminée est comparée à une valeur cible dudit paramètre.

Ainsi, l’invention permet de contrôler que le niveau de qualité de service cible est atteint et, si ce n’est pas le cas, de proposer une modification de la configuration d’un ou plusieurs équipements d’accès du premier réseau et/ou des autres réseaux présents dans la zone géographique et susceptibles d’interférer avec la communication, pour faire en sorte de l’atteindre.

On désigne ici par paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service tout paramètre qui permet de caractériser une performance de transmission de données sur le lien radio considéré. Il s’agit par exemple d’un débit utile de réception de données par l’équipement utilisateur UE ou d’un délai de transmission des données ou encore d’une puissance utile de réception des données.

La modification d’une configuration des caractéristiques d’émission peut concerner une ou plusieurs antennes de l’équipement serveur auquel l’équipement utilisateur est connecté, mais aussi une ou plusieurs antennes d’un ou plusieurs autres équipements d’accès du premier réseau ou d’autres réseaux de communication présents dans la zone géographique considérée.

Les caractéristiques d’émission modifiées peuvent comprendre par exemple le gain d’antennes, la puissance d’émission ou encore la bande passante d’émission dans la bande de fréquences considérée.

L’invention permet ainsi de garantir à un équipement utilisateur la qualité de service et les performances requises pour l’exécution d’un service donné, par exemple par une application installée sur un terminal mobile, de type téléphone intelligent (de l’anglais, « smartphone »). Elle peut avantageusement être intégrée à un outil de planification utilisé par un opérateur pour décider de l’implantation de ses équipements d’accès dans une zone géographique donnée.

L’invention fonctionne aussi bien avec une technologie SISO (pour « Single Input Single Output » en anglais) que MIMO (pour « Multiple-Input Multiple-Output » en anglais).

Le premier réseau et les autres réseaux de communications sont des réseaux distincts et potentiellement hétérogènes, dans le sens où ils peuvent s’appuyer sur des technologies différentes et comprendre des équipements d’accès de types différents. Par exemple, le premier réseau est un réseau de communication de type terrestre comprenant des stations de base terrestre et le deuxième réseau est un réseau de communication dit de type « aérien », comprenant des équipements d’accès situés dans les airs comme des drones ou dans l’espace comme des satellites. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée à cet exemple d’un deuxième réseau satellitaire et s’applique à d’autres types de réseau, comme par exemple un réseau de drones ou un réseau de plateformes de haute altitude. On suppose en outre que l’équipement utilisateur peut être attaché à n’importe quel type d’équipement d’accès, appartenant à l’un quelconque des réseaux de communication précédemment cités.

Dans la suite, on s’attache à décrire le cas d’un premier réseau de communication de type terrestre, par exemple basé sur une technologie d’accès radio de type OFDMA, tel que par exemple un réseau de communication mobile conforme à l’une des versions actuelles 4G LTE-A ou 5G ou encore une version future (6G et suivantes) définies par le standard 3GPP. Dans l’exemple détaillé ci-après, on considère un deuxième réseau de communication satellitaire (réseau de type « aérien » au sens de l’invention), mettant lui aussi en œuvre une technologie radio de type OFDMA et conforme à la norme 3GPP dans une de ses versions à partir de la quatrième génération (4G et suivantes), et susceptible d’interférer dans une zone géographique donnée avec les communications émises via le premier réseau de communication terrestre.

Bien sûr, l’invention ne se limite pas à cet exemple et s’applique plus généralement quel que soit le type de réseau de communication sans fil et la technologie radio mise en œuvre, pourvu que leurs équipements d’accès soient configurés pour émettre sur une même bande de fréquences.

En relation avec la , on présente un équipement utilisateur UE par exemple un téléphone mobile ou un ordinateur portable ou tout autre émetteur/récepteur radio intégré dans un véhicule ou dans un objet connecté situé dans une zone géographique ZG, connecté à un premier réseau de communication radiocellulaire RT d’un opérateur. Il s’agit par exemple d’une zone urbaine ou semi-urbaine, à l’intérieur de laquelle plusieurs stations de base terrestres BS1, BS2, BS3 du réseau RT ont été implantées à proximité les unes des autres. Leurs zones de couverture radio ou cellules CL1, CL2, CL3 peuvent se recouvrir et, selon sa localisation dans la zone ZG l’équipement utilisateur UE peut être simultanément à portée radio de plusieurs d’entre elles.

Dans cet exemple, au-dessus de la zone géographique ZG, se trouvent dans l’espace divers équipements d’accès satellitaires SAT1, SAT2, situés en orbite autour de la Terre à environ 600 km, ces équipements d’accès satellitaires appartenant à un deuxième réseau de communication radio satellitaire RSAT. On note que, même si on n’a représenté que quelques équipements d’accès satellitaires au sein de la zone ZG appartenant à un unique réseau satellitaire RSAT, leur nombre est en réalité beaucoup plus élevé, de l’ordre de quelques unités à quelques dizaines d’unités selon les dimensions de la zone géographique considérée, ceux-ci pouvant appartenir à une pluralité de réseaux distincts.

Ce deuxième réseau RSAT peut être géré ou non par le même opérateur que le premier réseau.

Chaque équipement d’accès de la zone ZG est équipé d’une ou plusieurs antennes configurées pour émettre un ou plusieurs faisceaux radio fréquences selon une ou plusieurs directions de propagation, de façon connue en soi.

On suppose dans la suite que l’équipement utilisateur UE est attaché à la station de base BS1 du premier réseau RT.

On présente maintenant, en relation avec la un exemple d’architecture d’un système S, 10 selon un mode de réalisation de l’invention. Un tel système comprend des équipements d’accès d’un premier réseau de communication RT, des équipements d’accès d’un deuxième réseau RSAT et l’équipement utilisateur UE de la . Selon l’invention, le système 10 comprend en outre un dispositif 100 configuré pour contrôler un niveau de qualité de service d’une communication établie entre l’équipement utilisateur UE et une station de base serveuse, à savoir dans l’exemple envisagé ici, la station de base serveuse BS1.

Dans cet exemple de réalisation, un tel dispositif comprend un module DET. QoS_U de détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE, au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et la station de base serveuse BS1, d’une puissance d’émission de la station de base serveuse et de rapports de gains d’antenne entre la station de base serveuse et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un satellite du deuxième réseau RSAT configuré pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptible d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau RT et du au moins un deuxième réseau RSAT dans au moins une zone dite d’interférence. Le dispositif comprend aussi un module d’obtention MOD. TXF d’une modification d’au moins une caractéristique d’émission dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible, configurée pour être mise en œuvre lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre. Avantageusement il comprend aussi un module OBT. QoS_T d’obtention de la valeur cible du paramètre représentatif du niveau de qualité de service et un module APP de mise en application de la modification obtenue.

Le dispositif 100 met ainsi en œuvre le procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service selon l’invention qui sera décrit plus en détails en relation avec les figures 3 et 6.

Dans l’exemple de la , le dispositif 100 est logé dans le premier réseau RT et par exemple intégré à la station de base serveuse BS1, laquelle comprend, classiquement, des mémoires MEM associées à un processeur CPU. Les mémoires peuvent être de type ROM (de l’anglais « Read Only Memory ») ou RAM (de l’anglais « Random Access Memory ») ou encore Flash. La station de base BS1 comprend en outre un module TX configuré pour piloter l’émission/réception de faisceaux radiofréquences par sa ou ses antennes (non représentées) selon le type de technologie utilisé. Elle comprend aussi une autre interface INT, par exemple filaire, de communication avec des équipements nœuds d’une partie cœur RC du premier réseau de communication RT. En variante, le dispositif 100 pourrait être intégré à un autre équipement d’accès radio du premier réseau RT ou à un équipement nœud du réseau cœur RC. Selon une autre variante, il est intégré à l’équipement utilisateur UE.

On présente désormais, en relation avec la les étapes du procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service selon un mode de réalisation de l’invention dans l’environnement illustré par la .

Lors d’une étape 30, une valeur cible QoS_T d’un paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service d’une communication établie sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE est obtenue.

Par exemple, cette valeur cible est reçue en provenance de l’équipement utilisateur UE dans un message de requête émis par une application dédiée installée sur l’équipement utilisateur. Il s’agit par exemple d’une application qui met en œuvre des flux de données vidéo et qui a besoin pour fonctionner d’un débit utile de réception de données cible et/ou d’une bande passante cible afin de garantir la qualité des images restituées à l’utilisateur, ou d’une application qui met en œuvre des flux de voix qui nécessite un délai de transmission inférieur à une valeur cible pour garantir une communication en temps réel.

En variante, la valeur cible du paramètre peut être stockée en mémoire, par exemple dans une table de données du premier réseau RT stockant un profil de l’utilisateur ou une configuration de qualité de service associée à l’application en question et accessible par le dispositif 100.

En 31, une valeur effective du paramètre de qualité de service est déterminée pour une transmission donnée sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse et l’équipement utilisateur UE, au moins en fonction d’une bande passante allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et la station de base serveuse, d’une puissance d’émission de la station de base serveuse BS1 et de rapports de gains d’antenne entre la station de base serveuse et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un satellite du deuxième réseau RSAT configuré pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptible d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau RT et du au moins un deuxième réseau RSAT dans au moins une zone dite d’interférence. Un exemple détaillé de détermination de ce paramètre sera détaillé ci-après en relation avec la .

En 32, la valeur effective du paramètre de qualité de service déterminée en 31 est comparée à la valeur cible précédemment obtenue.

En fonction du résultat de cette comparaison, il est décidé en 33, lorsque la valeur effective atteint la valeur cible, que la configuration du système de communication 10 peut être laissée en l’état, et sinon de modifier la valeur d’au moins une caractéristique TXF d’émission d’au moins une antenne d’au moins un équipement d’accès du système de communication 10. On comprend que selon le type de paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service considéré, la valeur effective déterminée peut ne pas atteindre la valeur cible parce qu’elle lui est inférieure (par exemple dans le cas d’un débit utile de réception des données) ou au contraire parce qu’elle lui est supérieure (par exemple dans le cas d’un délai utile de réception de données).

En variante, on peut également envisager, lorsque la valeur effective atteint la valeur cible et la dépasse, de modifier la valeur d’au moins une caractéristique TXF d’émission d’au moins une antenne d’au moins un équipement d’accès du système de communication 10, par exemple pour optimiser davantage les paramètres d’émission du système de communication 10, tout en s’assurant que l’exigence de débit cible reste respectée.

En 34, la modification requise est déterminée. Elle peut être destinée à s’appliquer à la ou les antennes de la station de base serveuse BS1 ou bien aux antennes d’autres équipements d’accès du premier réseau RT et/ou du deuxième réseau RSAT situés dans la zone d’interférence.

On suppose par exemple que le paramètre de qualité de service pris en considération est le débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur et que la valeur effective déterminée est inférieure à la valeur cible.

Selon un premier mode de réalisation de l’invention, la modification décidée comprend une augmentation de la puissance d’émission de la station de base BS1. En variante, elle comprend une diminution de la puissance d’émission d’autres équipements d’accès, par exemple des satellites SAT1, SAT2 du deuxième réseau RSAT ou éventuellement des autres stations de base BS2 et BS3 du premier réseau RT.

Selon un deuxième mode de réalisation, la modification porte sur une bande passante du système de communication, c’est-à-dire sur la largeur de bande de fréquences effectivement utilisée par le système à l’intérieur de la bande de fréquences autorisée. Par exemple, la bande de fréquences autorisée par le standard 3GPP dans un réseau est environ comprise entre 2680 et 2690 MHz ce qui fait une bande passante de 10 MHz, alors que la bande passante des fréquences effectivement utilisées par un équipement d’accès est seulement de 2 ou 3 MHz. Cette largeur de bande peut donc être augmentée ou diminuée afin de répondre à l’exigence de débit, et d’optimiser l’utilisation de la bande passante allouée à la transmission.

Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, la modification porte sur le gain d’antenne de la station de base BS1 si une telle possibilité d’intervention sur le gain d’antenne de la station de base est offerte par le réseau RT.

Selon un autre mode de réalisation, la modification concerne plusieurs des caractéristiques d’émission précitées.

En 35, la modification obtenue est mise en application. Plusieurs modes de réalisations peuvent être envisagés. En amont d’une communication : elle permet alors à l’opérateur du premier réseau de savoir a priori si un équipement d’accès serveur répond à une qualité de service demandée par un équipement utilisateur. La mise en application 35 de la modification obtenue peut comprendre l’envoi d’un message de commande de mise à jour d’une configuration de l’équipement d’accès, spécifiant la nouvelle valeur de la ou les caractéristiques d’émission concernées. S’il n’est pas possible de modifier les caractéristiques d’émission de l’équipement d’accès serveur comme déterminé en 34, un message d’alerte peut être émis vers un autre équipement ou une autre fonction du premier réseau, par exemple en charge de superviser la gestion de la qualité de service, pour qu’elle déclenche différentes actions visant à améliorer l’expérience de l’utilisateur (information de l’utilisateur, rejet de la communication, sélection d’un autre équipement d’accès pour servir la communication, etc). En variante, on peut envisager de tenir compte de cette impossibilité et de déterminer une modification pouvant être appliquée à un autre équipement d’accès du premier réseau et/ou du deuxième réseau. Dans une alternative, lorsque la modification obtenue concerne d’autres équipements d’accès du premier réseau ou des équipements d’accès interférents du deuxième réseau, des messages de commande de mise à jour de leur configuration leur sont directement envoyés, dans le cas où l’opérateur du premier réseau est aussi l’opérateur du deuxième réseau. Sinon, lorsque le deuxième réseau est opéré par un autre opérateur, un message de requête de mise à jour peut être adressé au deuxième réseau, conformément aux termes d’un accord inter-opérateurs.

La mise en application des modifications obtenues peut aussi être exécutée en cours de communication pour adapter de façon dynamique une ou plusieurs caractéristiques d’émission de cette communication, telle que la puissance d’émission de l’équipement d’accès serveur, la bande passante allouée à la communication ou le débit de la communication.

En alternative, l’invention peut également être mise en œuvre dans un outil de planification du déploiement d’équipements d’accès terrestres, dans les airs ou dans l’espace, par exemple pour adapter les caractéristiques d’émission des équipements d’accès du premier et/ou du deuxième réseau, suite à l’implantation d’une nouvelle station de base dans le premier réseau ou la mise en orbite d’un satellite supplémentaire dans la zone géographique considérée.

On détaille désormais un exemple de détermination d’une valeur effective d’un paramètre de qualité de service (étape 31 du procédé qui vient d’être décrit) selon un mode de réalisation de l’invention.

Dans cet exemple, on considère toujours que l’équipement utilisateur UE est attaché à la station de base serveuse BS1 dont on décrit maintenant un exemple de configuration en relation avec les figures 4A et 4B.

Dans la présente demande, une station de base est définie comme étant dédiée à la gestion d’un site géographique donné (par exemple le site géographique de la station de base BS1 correspond à la cellule CL1 du réseau). Dans le cas de la , la première station de base BS1 gère le site géographique correspondant de manière multisectorielle (ou multi-secteurs). Plus particulièrement, la première station de base BS1 de la couvre le site via trois secteurs distincts, chaque secteur étant couvert par une antenne dite sectorielle correspondante A11, A21, A31. Dans la présente demande, on entend par antenne sectorielle une antenne émettant principalement dans une direction de propagation donnée. Par exemple, une cellule du réseau de radiocommunications comprend trois secteurs. Les trois secteurs sont supposés ici de dimensions identiques. Par souci de simplification, on suppose que chaque secteur est défini par un angle, θb₁, de dépointage dans le plan horizontal qui vaut dans cet exemple θb1 = 120°. On notera que d’autres valeurs d’angles de dépointage peuvent être choisies.

Chaque secteur est couvert au moyen d’une unique antenne A11, A21, A31 apte a émettre selon un unique faisceau dans une direction de propagation donnée (ou tout du moins un unique faisceau principal concentrant la majeure partie de la puissance rayonnée par l’antenne) sur une bande de fréquences donnée. Sur la , par souci de simplification, cette direction de propagation est référencée de façon identique à l’antenne correspondante A11, A21 ou A31. Autrement dit, les directions de propagation (ou de rayonnement) des faisceaux émis par les antennes A11, A21, A31 couvrant deux secteurs adjacents de ce site présentent entre elles un angle égal a θb1. Chaque antenne A11, A21, A31 est caractérisée, de façon connue en soi, par un diagramme de rayonnement.

On considère par exemple des antennes telles que décrites dans le document Report ITU-R M.2135-1 de l’ITU-R, intitulé «Guidelines for évaluation of radio technologies for IMT Advanced» de décembre 2009. Le diagramme de rayonnement de chaque antenne A11, A21, A31 présente un angle d’ouverture à trois décibels dans le plan horizontal noté θ_3dB.

Les antennes A11, A21 et A31 sont colocalisées au niveau de la station de base BS1, celle-ci se trouvant en un point de la cellule couverte par la station de base BS1, par exemple au centre O1 de la cellule dans l’exemple envisagé sur la . On note que par « colocalisées », on entend que les antennes A11, A21, A31 se trouvent au niveau d’un même site (c’est-à-dire ici d’une même station de base). Elles ne sont toutefois pas nécessairement positionnées en un même point géographique (correspondant à une distance idéalement nulle entre les antennes) et peuvent être séparées de quelques centimètres ou de quelques dizaines de centimètres, voire de quelques mètres. Par exemple, les antennes peuvent être espacées d’une distance inferieure à λ/2 où λ désigne la longueur d’onde des signaux émis par les antennes A11, A21 et A31 pour communiquer sur le réseau. En variante, elles peuvent être espacées d’une distance supérieure a λ/2. On note que dans un environnement urbain, on se limitera préférentiellement à un espacement inférieur a une distance allant de 3 à 5 mètres ; dans un environnement rural, un espacement supérieur peut être envisagé, les cellules couvrant des zones plus grandes.

Dans l’exemple envisagé ici, par souci de simplification, on suppose que les antennes A11, A31 et A21 sont localisées en un même point O1’ situé au sommet d’un pylône de la station de base BS1.

Comme illustré par la , l’équipement utilisateur UE est repéré par rapport à la première station de base BS1 dans un repère orthonormé O1xyz. L’origine O1 du repère est ici localisée au pied du pylône de la station de base BS1 supportant les antennes A11, A21 et A31, au niveau du sol. L’axe O1z est vertical (le long du pylône ici, parallèle à celui-ci) et les axes O1x et O1y définissent un plan horizontal parallèle au sol et perpendiculaire au pylône. Dans l’exemple envisagé ici, le plan (O1xy) se trouve au niveau du sol et est tangent à la surface de la Terre au point O1 situé au pied du pylône. L’axe O1x coïncide avec la projection de la direction de propagation principale de l’antenne A11 sur ce plan horizontal parallèle au sol. On désigne ici par direction d’observation de l’équipement utilisateur UE par une antenne de la station de base sa direction vue par cette antenne.

On considère aussi le repèreO1’xyzdont l’origine O1’ est situé au sommet du pylône, à une hauteur h du sol, et plus particulièrement au point où se trouve l’antenne A11 (et dans l’exemple envisagé ici, les deux antennes sont supposées colocalisées en un même point par souci de simplification, comme mentionné ci-avant).

Par exemple, l’équipement utilisateur UE est repéré via des angles d’un système de coordonnées sphériques (θ11, φ11) dans le repèreO1’xyzen question, et par la distance r représentant la projection dans le plan horizontal O1xy de la distance de l’équipement utilisateur UE par rapport à l’origine O1’ du repère O1’xyz. On suppose ici par souci de simplification que l’équipement utilisateur UE se trouve dans le plan horizontal O1xy, au niveau du sol (on néglige la hauteur à laquelle se trouve l’équipement utilisateur par rapport au sol). En d’autres termes, sur la , r représente la distance de l’équipement utilisateur UE par rapport au pied du pylône situé en O1, supportant les antennes A11, A21, et θ11 et φ11 représentant respectivement la longitude et la latitude de l’équipement utilisateur UE dans le repère O1’xyz. L’angle θ11 est ainsi défini via la projection du vecteur joignant l’origine du repère O1’xyzà l’équipement utilisateur UE dans le plan horizontal O1xy, et mesuré par rapport à la projection de la direction principale de propagation de l’antenne A11 dans ce plan (qui coïncide avec la direction O1x). Les coordonnées (r, θ, φ) définissent la position relative de l’équipement utilisateur UE par rapport à la station de base BS1, c’est-à-dire en prenant la position de la première station de base BS1 comme référence. Cette position de la station de base BS1 est connue du premier réseau RT.

Les antennes A11, A21, A31 émettent des faisceaux radiofréquences selon un angle d’inclinaison φt11 (ou angle de « tilt » en anglais) correspondant à un angle de dépointage (une latitude de dépointage ici) de leur diagramme de rayonnement par rapport au plan horizontal O1’xy.

De telles antennes sectorielles A11, A21 et A31 sont par exemple adaptées à une mise en œuvre dite SISO (pour « Single Input Single Output » en anglais) du réseau de radiocommunications considéré, mais aussi à une mise en œuvre MIMO, selon laquelle les antennes sectorielles sont des matrices ou réseaux d’éléments rayonnants. Dans la suite, on s’attache à décrire un exemple de réalisation de l’invention dans le cas SISO.

Sur la , les antennes A11, A21 et A31 se trouvent à une hauteur h qui correspond à la distance entre les antennes et le sol. Autrement dit, le plan O1’xy se trouve à une hauteur h par rapport au plan O1xy.

On détaille désormais, en relation avec la , un exemple de détermination de la valeur effective d’un paramètre de qualité de service selon un mode de réalisation de l’invention. Dans cet exemple, l’équipement utilisateur UE est attaché à la station de base serveuse BS1 premier réseau RT de la et la station de base BS1 présente l’architecture des figures 4A et 4B. On suppose ici que l’équipement utilisateur UE reçoit un ou plusieurs faisceaux radiofréquences en provenance de l’antenne du premier secteur de la station de base serveuse BS1.

En 311, un facteur d’impact terrestre Fb des autres stations de base terrestres sur le niveau de qualité de service du lien radio descendant entre la station de base BS1 et l’équipement utilisateur UE est déterminé. Selon l’invention, ce facteur d’impact dépend d’une densité des autres stations de base terrestres du premier réseau susceptibles d’interférer sur la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur, c’est-à-dire implantées dans une zone d’interférence terrestre (ZIT sur la ). On les désigne par stations de base interférentes. Cette zone d’interférence terrestre ZIT est définie comme une couronne centrée sur la station de base serveuse BS1, de premier rayon la distance moyenne inter sites ISD et de deuxième rayon défini par les limites de la zone géographique ZG.

Ce facteur d’impact terrestre Fb représente la somme des puissances de chacune des stations de base du premier réseau RT qui sont situées dans la zone d’interférence terrestre ZIT.

Une première hypothèse simplificatrice est que toutes les stations de base du premier réseau RT émettent avec une même puissance d’émission et un même gain maximal d’antennes donnés.

Une deuxième est de considérer que la somme des contributions discrètes des puissances émises par les stations de base situées dans la zone d’interférence terrestre peut être transformée en une intégration sphérique continue de la densité des stations de base interférentes tout autour de la station de base, donc sur un intervalle angulaire [0, 2 ] et pour un rayon r’ compris entre ISD et une valeur maximale définie par les limites de la zone géographique ZG.

Une troisième hypothèse est que l’équipement utilisateur UE est servi par la ou les antennes du premier secteur de la station de base serveuse BS1.

Une quatrième hypothèse est que les antennes des autres secteurs de la station de base serveuse utilisent la même bande de fréquences et sont donc susceptibles de générer des interférences avec la communication.

Sur la base de ces hypothèses, l’inventeur a établi que ce facteur d’impact terrestre pouvait être défini à partir de la relation suivante :

, (2)
où ISD désigne la distance moyenne entre la station de base serveuse et les stations de base interférentes,
désigne la densité de stations de base dans la zone d’interférence terrestre,
désigne le facteur d’évanouissement (de l’anglais, « path-loss ») modélisant l’atténuation de propagation,
r le rayon ou distance entre l’équipement utilisateur et la première antenne,
h la hauteur de la première antenne par rapport à l’équipement utilisateur,
(r, désigne les coordonnées sphériques de l’équipement utilisateur dans un repère O1’xyz centré sur la station de base serveuse au niveau du sol,
θ l’angle d’élévation entre l’équipement utilisateur et ladite première antenne,
φ l’angle horizontal entre l’équipement utilisateur et ladite première antenne,
est le gain angulaire de la première antenne de la station de base serveuse, auquel l’équipement utilisateur UE est connecté.

L’équipement utilisateur UE est connecté au premier secteur de la station de base serveuse BS1, dont le gain d’antenne est donc .

Il reçoit des puissances interférentes en provenance de toutes les autres antennes du premier réseau.

Ces interférences sont proportionnelles à :

Il reçoit également des interférences provenant des deux autres secteurs qui utilisent dans cet exemple la même bande de fréquences que le premier secteur. Ces interférences sont proportionnelles à .

le gain angulaire de chacune des deux autres antennes (k=2, 3) de la station de base serveuse, co-localisées avec la première antenne de la station de base serveuse.

une contribution des deux autres antennes de la station de base serveuse utilise une relation équivalente à la relation suivante :
où k =2,3 désigne respectivement les deux autres antennes de la station de base serveuse.

Ainsi, selon ce mode de réalisation de l’invention, il n’est pas utile de connaître les positions absolues de chacune des autres stations de base de la zone géographique ZG. Au contraire, l’invention propose d’estimer de façon simple et globale leur impact sur la communication établie sur le lien radio descendant entre la station de base BS1 et l’équipement utilisateur UE.

En 312, un facteur d’impact satellitaire F_SATest déterminé en fonction d’une densité de satellites du deuxième réseau placés en orbite au-dessus de la zone géographique ZG et susceptibles d’interférer avec la communication.

On les désigne ci-après par le terme satellites interférents. En relation avec la , ils sont situés dans une zone d’interférence satellitaire ZIS qui va être définie ci-après.

Dans le mode de réalisation décrit ici, il s’agit d’une calotte sphérique correspondant à une portion de la sphère SPH ayant pour rayon l’orbite des satellites SAT1 SAT2 du réseau satellitaire RSAT.

Plus spécifiquement, sont considérés comme susceptibles de générer de l’interférence sur la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE, les satellites du réseau satellitaire RAT qui utilisent simultanément à la communication, les mêmes ressources que la station de base BS1 utilise pour communiquer en liaison descendante avec l’équipement utilisateur UE, comme par exemple la même bande de fréquences. On fait l’hypothèse ici que tous les satellites du réseau satellitaire RSAT en visibilité directe avec l’équipement utilisateur UE vérifient cette condition par souci de simplification, c’est-à-dire les satellites situés dans la portion de sphère ZIS de la sphère SPH délimitée par le plan Δ horizontal orthogonal au rayon R_Tde la Terre en un point où se trouve situé l’équipement utilisateur UE (i.e. tangent à la Terre en l’équipement utilisateur UE). On note que cette hypothèse est réaliste car dans un tel réseau satellitaire,a prioritous les satellites du réseau sont utilisés pour transmettre des données vers des utilisateurs du réseau satellitaire et configurés pour exploiter l’ensemble des ressources dont il dispose afin de maximiser les performances du réseau. Il en résulte que l’utilisation simultanée des mêmes ressources par l’ensemble des satellites du réseau satellitaire est une hypothèse que vérifie un réseau satellitaire avec une forte probabilité.

Si cette hypothèse n’est pas vérifiée pour le réseau satellitaire considéré, il suffit de limiter l’étude aux satellites situés dans la portion de sphère ZIS utilisant simultanément les mêmes ressources (ex. même bande de fréquences ici) que la station de base BS1 utilise en liaison descendante pour communiquer avec l’équipement utilisateur UE.

Par ailleurs, l’inventeur a constaté qu’en deçà d’un certain angle d’élévation par rapport à l’équipement utilisateur UE, noté typiquement , appelé par la suite angle d’élévation minimale, l’interférence générée par les satellites se trouvant dans la zone ZIS n’a qu’un faible impact sur les performances de la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE et peut être négligée, de sorte que dans la suite de la description on considère une zone d’interférence ZIS correspondant à la calotte sphérique délimitée par le disque parallèle au plan Δ correspondant à un angle d’élévation par rapport à l’équipement utilisateur UE égal à On note que la valeur 30° est une valeur typique fournie par les constructeurs de satellites, mais l’invention s’applique à d’autres valeurs de (par exemple à des valeurs inférieures à 30°).

De façon ingénieuse, l’inventeur a évalué de façon globale (plutôt qu’individuellement pour chaque satellite) l’interférence générée par l’ensemble des satellites interférents situés dans la zone ZIS ainsi définie. A cet effet, il a considéré la topologie du réseau satellitaire RSAT dans cette zone ZIS et plus spécifiquement, dans le mode de réalisation décrit ici, la densité des satellites susceptibles d’interférer la communication se trouvant dans la zone d’interférence ZIS (i.e. nombre de satellites par unité de surface), l’altitude h_SATdes satellites interférents, ainsi que l’angle d’élévation minimale des satellites interférents et donc situés dans la zone d’interférence ZIS (à savoir ici ).

En variante, il est possible de considérer d’autres éléments représentatifs de la topologie du réseau satellitaire comme par exemple la probabilité qu’un satellite génère une interférence affectant la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE, autrement dit, la probabilité que le satellite en question se trouve dans la zone d’interférence ZIS.

On note que si les satellites du réseau satellitaire ont des altitudes différentes, le même raisonnement s’applique à chaque sous-ensemble de satellites situés à la même altitude, la contribution globale des satellites étant obtenue en sommant les contributions de chaque sous-ensemble pour chaque altitude différente (on considère alors une densité distincte par altitude différente).

En relation avec la figure 6, on considère un système de coordonnées sphériques (d_SAT, , ) centré sur l’équipement utilisateur, où d_SATest la distance entre l’équipement utilisateur UE et le satellite SAT1, est l’angle de longitude (horizontal) et l’angle de latitude ou d’élévation(vertical).

Pour un tel satellite, situé à un angle d’élévation , on peut montrer par des considérations géométriques et la mise en œuvre de relations trigonométriques que la distance d_SATs’écrit :

d_SAT= - sin( ) + (3)

La densité de satellites présents dans la zone d’interférence satellitaire ZIS s’exprime comme suit :

= N_SAT/S (4)

où N_SATest le nombre de satellites interférents dans la zone ZIS et S la surface (non représentée sur la figure 6) de la calotte sphérique CS dans laquelle évoluent les satellites interférents pour l’équipement utilisateur UE au-dessus de la zone géographique ZG (qui correspond donc à la zone ZIS). La calotte sphérique CS est située au-delà des angles d’élévation minimale α et .

(5)

costhetamax =
où d_Mdésigne la distance entre l’équipement utilisateur UE et un satellite situé à cet angle α.

Cette distance d_Ms’écrit :

d_M= - sin( ) + (6)

Pour déterminer le facteur d’impact F_SAT, l’inventeur a fait l’hypothèse (réaliste et hautement probable) que le rapport de gains G et la puissance P sont les mêmes pour tous les satellites susceptibles d’interférer la communication se trouvant se trouvant dans la zone ZIS : en effet, l’antenne d’un satellite émet un faisceau extrêmement fin et si on suppose que l’équipement utilisateur UE n’est pas dans la couverture du lobe principal du diagramme de rayonnement des antennes de ces satellites (qui seraient sinon des satellites serveurs pour l’équipement utilisateur UE), il est commun de considérer (cf. spécifications techniques des réseaux satellitaires) qu’un même gain s’applique en direction de l’équipement utilisateur UE en dehors de ce lobe principal, par exemple -30dB par rapport au gain maximum du lobe principal de l’antenne. En outre, pour maximiser le débit pouvant être atteint lors d’une communication, il est classique de configurer (tous) les satellites pour qu’ils émettent avec la puissance maximale Pmax autorisée (P=Pmax).

Selon l’invention et sur la base de cette hypothèse le facteur d’impact F_SATest défini par la densité de satellites interférents dans la zone d’interférence ZIS, intégrée par une double intégration sphérique correspondant à la surface S de la calotte sphérique CS.

On obtient :

(7)

Où varie entre 0 et 2 .

On en déduit l’expression suivante du facteur :

(8)

Avec

)

En 314, on détermine la puissance Pb d’émission de la station de base serveuse vers l’équipement utilisateur UE. De façon classique, la position angulaire de l’équipement utilisateur UE par rapport à la station de base BS1 et le modèle de diagramme de rayonnement de l’antenne du premier secteur de la station de base BS1 qui émet au moins un faisceau radiofréquences destiné à cet équipement utilisateur. En relation avec la déjà décrite, le diagramme de rayonnement caractérise le gain de l’antenne en fonction d’une direction d’observation (θ, φ) de l’équipement utilisateur UE dans le repèreO1’xyz.

En outre, cette détermination prend en compte les facteurs d’impact terrestre Fb et satellitaire F_SATprécédemment décrits, ce qui permet d’exprimer la puissance reçue par l’équipement utilisateur comme suit :

(9)

avec W la bande passante utilisée pour la communication sur le lien radio descendant entre la première station de base et l’équipement utilisateur,
Du le débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur UE,
: puissance d’émission d’un satellite, selon l’hypothèse que tous les satellites SAT1, SAT2 de la zone ZG émettent à la même puissance,
le gain des satellites
le gain des stations de base, une constante de propagation des satellites
Kb une constante de propagation des stations de base et
le bruit thermique.

On rappelle que :
ISD désigne la distance moyenne inter sites, et notamment entre la première station de base serveuse BS1 et les autres stations de base du premier réseau RT,
K est une constante de propagation des stations de base,
r désigne la distance séparant l’équipement utilisateur UE de la station de base serveuse BS1 au niveau du sol,
h la hauteur des antennes de la station de base serveuse par rapport au sol,
est un facteur d’évanouissement (aussi appelé facteur de « pathloss ») modélisant l’atténuation de propagation avec la distance,
est le gain angulaire de l’antenne du premier secteur de la station de base serveuse BS1.

En 315, on en déduit le débit utile Du de réception des données par l’équipement utilisateur UE :

D_u= W ) (10)

En variante, on peut déterminer un autre paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service sur le lien radio descendant entre la station de base serveur BS1 et l’équipement utilisateur UE, comme par exemple le délai utile de réception DRu ou encore la puissance utile de réception Pu.

Pour un volume V de données transmis par la station de base serveuse BS1, le délai de transmission DR_Upeut s’écrire comme suit :

DR_u= V / (W ) (11)

L’invention permet donc d’obtenir relativement simplement la valeur effective d’un ou plusieurs paramètres représentatifs d’un niveau de qualité de service de la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE.

Selon un autre exemple de réalisation de l’invention, on considère, en plus du premier réseau RT et du deuxième réseau RSAT, un troisième réseau de communication, par exemple de type aérien, comprenant une pluralité d’équipements d’accès présents dans les airs au-dessus de la zone géographique ZG où se trouve l’équipement utilisateur UE. On considère ici qu’il s’agit d’un réseau de drones R_Det on suppose que les drones de ce réseau utilisent la même bande de fréquence que la station de base serveuse BS1 et sont donc susceptibles de générer des interférences sur la communication entre la station de base serveuse BS1 et l’équipement utilisateur UE.

Selon cet exemple, en 313, un facteur d’impact des drones F_dest déterminé en fonction d’une densité des drones Dr situés dans une zone d’interférence des drones ZID.

En relation avec la figure 7, on considère que les drones Dr présents au-dessus de la zone géographique ZG sont placés à une altitude h_d, de l’ordre de quelques centaines de mètres et on s’appuie sur les mêmes hypothèses que celles du réseau satellitaire, à savoir que tous les drones Dr émettent avec la même puissance et le même gain et que la zone d’interférence des drones est définie comme une calotte sphérique CSD de rayon d_det délimitée par un angle d’élévation minimale en deçà duquel les drones ne génèrent pas d’interférence avec la communication entre la station de base serveuse BS et l’équipement utilisateur UE.

Sur la base de ces hypothèses, le facteur d’impact F_dest défini par la densité de drones interférents dans la zone d’interférence ZID, intégrée par une double intégration sphérique correspondant à la surface S_dde la calotte sphérique CS_d.

On obtient :

(7bis)

Où varie entre 0 et 2 ,
désigne la densité des drones interférents, c’est-à-dire situés à un angle d’élévation minimum par rapport au plan Δ horizontal orthogonal au rayon R_Tde la Terre en un point où se trouve situé l’équipement utilisateur UE (i.e. tangent à la Terre en l’équipement utilisateur UE).

On pose :

où R_T: est le rayon de la Terre,
est l’altitude des drones. On suppose ici qu’ils sont tous situés à la même altitude pour la zone géographique ZG,
d est la distance entre le récepteur terrestre et un drone à l’angle d’élévation minimum .

On détermine la densité des drones interférents comme suit :

= N_d/S_d(4bis)
où N_ddésigne le nombre de drones interférents présents dans la zone d’interférence ZID et S_dla surface de la calotte sphérique située entre les angles d’élévation minimum et .

(5bis)

Avec costhetamax_d= .

La distance d s’écrit :
d = - R_Tsin( ) + (6bis)

Le facteur de l’expression (3bis) s’écrit donc :
(8bis)

Dans le cas d’un système de communications S comprenant en outre des drones, l’expression du débit utile obtenue en 315, devient :
D_u= W ) (10bis),
où désigne le gain des drones,
P_dla puissance d’émission des drones, et
K_dune constante d’émission des drones .

Bien sûr, selon un autre exemple de réalisation, on pourrait considérer la présence d’un quatrième réseau de communication dans la zone géographique, par exemple un réseau de plateformes d’altitude et déterminer un facteur d’impact de ces plateformes de façon similaire à ce qui vient d’être décrit dans le cas d’un réseau de drones.

Une fois la valeur effective ou utile du paramètre de qualité de service QoS_U, par exemple le débit utile Du, obtenue, elle est comparée à la valeur cible en 320 comme précédemment décrit en relation avec la . Lorsqu’il est établi en 330 que la valeur effective du paramètre représentatif d’un niveau de qualité de service n’atteint pas la valeur cible, il est décidé d’une modification d’une valeur d’au moins une caractéristique d’émission d’au moins une antenne d’un des réseaux de communication présents dans la zone géographique, selon l’un des modes de réalisation précédemment décrits. Il s’agit par exemple du gain d’antenne Gb et/ou de la puissance d’émission Pb des stations de base du premier réseau R_Tet ou de la bande passante W. En variante, il peut s’agir aussi du gain G_SATdes satellites et/ou de la puissance P_SATdes satellites du deuxième réseau RSAT.

Cette modification est déterminée en 34 en fonction de la valeur cible et en vue de se rapprocher de cette valeur cible.

Par exemple, pour une valeur cible D_{u_T}du débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur UE, on modifie la puissance d’émission Pb de la station de base serveuse BS1 en une puissance Pb’, à partir de l’équation (9), de la façon suivante :
(12)
avec ,
tous les autres paramètres d’émission (incluant ceux des équipements d’accès interférents) étant gardés constants par ailleurs. En particulier, la puissance d’émission Pb des autres stations de base interférentes du premier réseau est inchangée.

Selon un autre exemple, si on décide de modifier la bande passante W utilisée par la station de base serveuse BS1 de sorte à atteindre la valeur cible D_{u_T}du débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur UE, on détermine sa nouvelle valeur W’, à partir de la relation suivante, dérivée de l’une des équations (10) ou (10bis) applicables.

Ainsi, à titre illustratif, en présence d’un deuxième réseau satellitaire et d’un troisième réseau de drones, on obtient, à partir de l’équation (10bis) :
W’= (13),
tous le autres paramètres étant gardés constants par ailleurs (incluant ceux des équipements d’accès interférents). En particulier, la bande passante des autres stations de base du premier réseau est inchangée.

On pourrait procéder de façon similaire pour le gain d’antennes.

En variante, on obtient la valeur modifiée du paramètre d’émission que l’on envisage de modifier via des simulations numériques ou de façon expérimentale.

Dans un autre mode de réalisation, on modifie les paramètres d’émission des autres stations de base du premier réseau et/ou des autres équipements d’accès des autres réseaux présents dans la zone géographique. Pour cela, l’homme de métier peut utiliser notamment les relations précédemment décrites en remplaçant la valeur du paramètre de qualité de service considéré par la valeur cible que l’on cherche à atteindre, et en extrayant de ces relations la valeur à donner au paramètre d’émission que l’on envisage de modifier pour atteindre cette valeur cible, ou bien en obtenant la valeur modifiée dudit paramètre d’émission en s’appuyant des simulations numériques.

Dans les exemples de réalisation de l’invention qui viennent d’être présentés, l’équipement serveur de l’équipement utilisateur UE est une station de base terrestre du premier réseau RT. Bien sûr, l’invention s’applique aussi dans le cas où le premier réseau est un réseau de type aérien et que l’équipement serveur un satellite, un drone ou une plateforme de haute altitude.

L’homme du métier saurait adapter le procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service de l’invention, aux spécificités d’un tel équipement d’accès aérien, en s’appuyant sur ces connaissances générales et sur les principes et hypothèses précédemment décrits.

En particulier, dans le cas où l’équipement serveur serait un satellite, il obtiendrait :

(10ter)

On présente désormais, en relation avec la un exemple de structure matérielle du dispositif 100 permettant de mettre en œuvre les étapes du procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service sur le lien radio descendant entre la station de base BS1 et l’équipement utilisateur selon l’invention.

Le dispositif 100 comprend une mémoire vive 103 (par exemple une mémoire RAM), une unité de traitement 102 équipée par exemple d'un processeur μP, et pilotée par un programme d'ordinateur stocké dans une mémoire morte 101 (par exemple une mémoire ROM ou un disque dur). A l'initialisation, les instructions de code du programme d’ordinateur sont par exemple chargées dans la mémoire vive 103 avant d'être exécutées par le processeur de l’unité de traitement 102.

Cette illustre seulement une manière particulière, parmi plusieurs possibles, de réaliser le dispositif 100 afin qu’il effectue les étapes du procédé de contrôle (selon l’un quelconque des modes de réalisation et/ou variantes décrit(e)s ci-dessus en relation avec les figures 3 et 5). En effet, ces étapes peuvent être réalisées indifféremment sur une machine de calcul reprogrammable (un ordinateur PC, un processeur DSP ou un microcontrôleur) exécutant un programme comprenant une séquence d’instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel).

Dans le cas où le dispositif 100 est réalisé avec une machine de calcul reprogrammable, le programme correspondant (c'est-à-dire la séquence d’instructions) pourra être stocké dans un médium de stockage amovible (tel que par exemple un CD-ROM, un DVD-ROM, une clé USB) ou non, ce médium de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un processeur.

Dans certains modes de réalisation, le dispositif 100 est inclus dans l’équipement d’accès auquel est attaché l’équipement utilisateur UE, par exemple la station de base serveuse BS1 du premier réseau de communication RT.

Dans certains modes de réalisation, le dispositif 100 est inclus dans un dispositif du premier réseau de communication RT, e.g. dans un nœud du premier réseau de communication RT ou dans un autre équipement d’accès de ce premier réseau, par exemple l’une des stations de base BS2 ou BS3. Il peut aussi être intégré dans l’équipement utilisateur UE ou dans un équipement d’accès ou un équipement nœud d’un autre réseau de communication présent dans la zone géographique et compris dans le système 10 selon l’invention, comme par exemple le deuxième réseau RSAT.

Claims

Procédé de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur (UE) et un premier réseau de communication sans fil (RT), caractérisé en ce que ledit procédé comprend :
- la détermination (310) d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un équipement d’accès dit équipement serveur (BS1) du premier réseau auquel ledit équipement utilisateur est attaché et ledit équipement utilisateur (UE), ladite communication utilisant une bande de fréquences donnée, ladite valeur étant déterminée au moins en fonction d’une bande passante (W) allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement d’accès serveur, d’une puissance d’émission de l’équipement serveur et de rapports de gains d’antenne entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès du premier réseau et entre l’équipement serveur et au moins un autre équipement d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil (RSAT, RD), configurés pour utiliser ladite bande de fréquences donnée et susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence (ZG, CS);
- lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, l’obtention d’une modification (34) d’au moins une caractéristique d’émission dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès du premier et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible.
Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier réseau et le deuxième réseau sont des réseaux de types distincts appartenant à un groupe comprenant au moins un réseau de type terrestre comprenant une pluralité de stations de base terrestres et un réseau dit de type aérien comprenant une pluralité d’équipements d’accès aériens ou spatiaux et en ce que la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend la détermination d’un premier facteur d’impact des autres équipements d’accès du premier réseau et la détermination d’un deuxième facteur d’impact desdits équipements d’accès du deuxième réseau sur la valeur dudit paramètre.
Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier réseau étant un réseau de type terrestre et l’équipement serveur une station de base terrestre (BS1), la détermination du premier facteur d’impact, dit facteur d’impact terrestre (Fb), est fonction d’une densité d’autres stations de base terrestres du premier réseau, dites stations de base interférentes, situées dans une zone d’interférence terrestre définie au moins en fonction d’une distance moyenne (ISD) entre les stations de base du premier réseau.
Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la première station de base comprenant une première, une deuxième et une troisième antennes formant trois secteurs, la détermination du facteur d’impact terrestre (Fb) comprend la mise en œuvre d’une relation équivalente à la relation suivante :
,
où ISD désigne la distance moyenne entre la station de base serveuse et les stations de base interférentes,
désigne la densité de stations de base dans la zone d’interférence terrestre,
désigne le facteur d’évanouissement (de l’anglais, « path-loss ») modélisant l’atténuation de propagation,
r le rayon ou distance entre l’équipement utilisateur et la première antenne,
h la hauteur de la première antenne par rapport à l’équipement utilisateur,
(r, désigne les coordonnées sphériques de l’équipement utilisateur dans un repère O1’xyz centré sur la station de base serveuse au niveau du sol,
θ l’angle d’élévation entre l’équipement utilisateur et ladite première antenne,
φ l’angle horizontal entre l’équipement utilisateur et ladite première antenne,
est le gain angulaire de la première antenne de la station de base serveuse, auquel l’équipement utilisateur UE est connecté;
le gain angulaire de chacune des deux autres antennes (k=2, 3) de la station de base serveuse, co-localisées avec la première antenne de la station de base serveuse.
H1 est le gain de chaque antenne du premier réseau RT, défini de la façon suivante par : , où A_mdésigne le gain d’antennes minimum, et
avec est une constante,
, où est l’angle de tilt descendant, la largeur du faisceau vertical à mi-puissance, la largeur du faisceau horizontal à mi-puissance, et
est une contribution des deux autres antennes (k =2,3) de la station de base serveuse.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le deuxième réseau étant un réseau de type aérien comprenant une pluralité satellites placés en orbite autour de la Terre, la détermination du deuxième facteur d’impact, dit facteur d’impact satellitaire (Fsat), est fonction d’une densité ( ) de satellites interférant sur la communication dans une zone d’interférence satellitaire (CS définie au moins en fonction d’une altitude des satellites du deuxième réseau et d’un angle d’élévation minimale d’undit satellite avec l’équipement utilisateur.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la détermination d’une valeur de paramètre de qualité de service comprend en outre la détermination d’un nombre de satellites interférents (Nsat) pour ladite communication dans la zone d’interférence satellitaire et en ce que la densité ( ) de satellites interférents dans la zone d’interférence satellitaire est déterminée en fonction du nombre de satellites interférents et d’une surface (S) d’une calotte sphérique (CS) centrée sur l’équipement utilisateur, de rayon l’orbite des satellites du réseau satellitaire, et délimitée en prenant en compte ledit angle d’élévation minimale.
Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la détermination du facteur d’impact satellitaire (Fsat) comprend la mise en œuvre de l’équation suivante :

où
désigne la densité de satellites interférents,
Rt: désigne le rayon de la Terre
h_SATl’altitude du satellite dans un repère centré sur l’équipement utilisateur,
,
),
désigne l’angle d’élévation minimale .
Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la détermination d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication comprend en outre la détermination d’une puissance d’émission par la station de base serveuse en fonction du facteur d’impact terrestre et du au moins un deuxième facteur d’impact associé audit au moins un deuxième réseau, mettant en œuvre une relation équivalente à la relation suivante :
,
où I est un entier supérieur ou égal à deux, désignant un nombre de dits deuxièmes réseaux comprenant des équipements d’accès susceptibles d’interférer ladite communication,
Fb est le facteur d’impact terrestre,
F_ile facteur d’impact d’un dit deuxième réseau,
la puissance d’émission de chaque équipement d’accès interférent d’un dit deuxième réseau,
: le gain de chaque équipement d’accès interférent d’un dit deuxième réseau,
une constante de propagation de chaque équipement d’accès interférent d’un dit deuxième réseau,
: le gain des stations de base terrestres,
le bruit thermique,
avec D_ule débit utile de réception des données par l’équipement utilisateur sur le lien radio descendant, et
W la bande passante utilisée par la communication sur le lien radio descendant entre la station de base serveuse et l’équipement utilisateur.
Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre de qualité de service appartient à un groupe comprenant au moins :
- un débit utile de réception de données par l’équipement utilisateur ;
- un délai utile de transmission de données à l’équipement utilisateur ;
- une puissance utile de réception de données par l’équipement utilisateur.
Procédé selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le paramètre de qualité de service comprend un débit utile de transmission de données (Du) et en ce que le débit utile (315) est dérivé de l’expression de la puissance d’émission (Pb) par la première station de base (BS1) et déterminé selon l’équation suivante :
D_u= W ) .
Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend la détermination (313) d’un troisième facteur d’impact d’un troisième réseau de communication, de type drone, en fonction d’une densité ( ) d’équipement d’accès de type drones, dits drones, interférant sur la communication dans une zone d’interférence de drones (CS_d) définie au moins en fonction d’une altitude des drones du troisième réseau et d’un angle d’élévation minimale d’undit drone avec l’équipement utilisateur et en ce que ladite détermination (315) met en œuvre l’équation suivante :
D_u= W ) ,
Fd est le facteur d’impact des drones du troisième réseau sur la communication entre la station de base serveuse et l’équipement utilisateur,
est la densité de drones interférents,
la puissance d’émission d’undit drone interférent,
: le gain d’undit drone interférent,et
une constante de propagation des drones.
Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une caractéristique d’émission modifiée appartient à un groupe comprenant au moins :
- une puissance d’émission de l’équipement d’accès serveur;
- un gain de l’équipement serveur ;
- une bande passante (W) d’émission de l’équipement serveur,
- une puissance d’émission d’au moins un autre équipement d’accès,
- un gain d’au moins un autre équipement d’accès ;
- une bande passante (W) d’émission d’au moins un autre équipement d’accès.
Dispositif (100) de contrôle d’un niveau de qualité de service d’une communication entre un équipement utilisateur (UE) et un premier réseau de communication sans fil (RT), ledit premier réseau comprenant une pluralité d’équipements d’accès (BS1, BS2, BS3) configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée, caractérisé en ce que ledit procédé comprend :
- la détermination (310) d’une valeur d’un paramètre représentatif du niveau de qualité de service de la communication entre un premier équipement d’accès de ladite pluralité, auquel ledit équipement utilisateur est attaché, dit équipement d’accès serveur (BS1), au moins en fonction d’une bande passante (W) allouée à cette communication, d’une distance entre l’équipement utilisateur et l’équipement d’accès serveur, d’une puissance d’émission et de rapports de gains d’antenne de l’équipement d’accès serveur, de la pluralité d’équipements d’accès du premier réseau et d’autres équipements d’accès d’au moins un deuxième réseau de communication sans fil (RSAT, RD, RHPA), configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans la bande de fréquences donnée et susceptibles d’interférer avec la communication, et d’une topologie du premier réseau et du au moins un deuxième réseau dans au moins une zone dite d’interférence (CS, CSd);
- lorsque la valeur déterminée n’atteint pas une valeur cible dudit paramètre, la détermination d’une modification (34) d’au moins une caractéristique d’émission d’au moins une antenne dudit équipement d’accès serveur et/ou d’au moins un autre équipement d’accès de la pluralité et/ou du au moins un deuxième réseau, en fonction de la valeur cible.
Système (10) de communication, caractérisé en ce qu’il comprend des équipements d’accès d’un premier réseau et d’au moins un deuxième réseau, lesdits équipements d’accès étant configurés pour émettre des faisceaux radio fréquences dans une bande de fréquences donnée, ledit système comprenant en outre un équipement utilisateur attaché à undit équipement d’accès, dit équipement d’accès serveur, et un dispositif (100) de contrôle selon la revendication 12 d’un niveau de qualité de service d’une communication entre le équipement d’accès serveur et l’équipement utilisateur.
Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.