WO2007026070A1 - Calcul de la probabilite du taux d'erreur binaire d'une trame ftdma transmise avec saut de frequence - Google Patents

Calcul de la probabilite du taux d'erreur binaire d'une trame ftdma transmise avec saut de frequence Download PDF

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WO2007026070A1
WO2007026070A1 PCT/FR2006/001982 FR2006001982W WO2007026070A1 WO 2007026070 A1 WO2007026070 A1 WO 2007026070A1 FR 2006001982 W FR2006001982 W FR 2006001982W WO 2007026070 A1 WO2007026070 A1 WO 2007026070A1
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WO
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probability
interfering
station
ftdma
frequency
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Application number
PCT/FR2006/001982
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Inventor
Pascal Chambreuil
Denis Renaud
Original Assignee
France Telecom
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H04L1/203—Details of error rate determination, e.g. BER, FER or WER

Definitions

  • the invention relates to a method for calculating, at a given point in space, the probability of the bit error rate of a current communication frame transmitted in FTDMA with frequency hopping by a server base station, in the presence of a plurality of interfering base stations.
  • the frequency hopping spread spectrum technique essentially consists of cutting a wide band of frequencies into a fixed number of channels of a given width. The transmission is then performed using a combination of channels emitting successively by jump, on one channel and then on another, for a short time.
  • This operating mode makes it possible at a given moment to transmit a signal that is more easily recognizable on a given frequency, by reducing the risk of interference between the carrier waves emitted by each of the base stations serving a cellular telephone network, for example . It is understood, in fact, that in this situation any server base station, other than a specific base station waitress, is likely to constitute an interfering base station vis-à-vis the latter. More specifically, with reference to FIG.
  • a server base station is equipped with a plurality, up to eight, TRX transmitting equipment, operating in parallel to the transmission and to ensure the allocation of physical channels to the transmission of the speech signal.
  • FIG. 1a shows, in order not to overload the drawing, two transmitting equipments TRXi and TRX 2 .
  • a speech signal VS is divided into successive voice frames of rank s-1, s, s + 1 of 20 ms, each voice frame being sampled, coded in a succession of binary values to constitute a complete codec of duration 40 ms, ie two voice frame lengths, a complete codec including error correcting code and redundancy information.
  • the FTDMA communication frame is subdivided into successive time slots TS, during which the transmission of bursts or "bursts" in English, consisting of parts of each complete codec is performed.
  • each transmitter equipment is associated with a determined frequency, selected from among the available frequencies, the frequencies f and f 5 respectively for TRXi equipment and TRX 2 shown in figure the.
  • the communication Ci assigned to the time slot TS number 3 in Figure la.
  • Burst transmission over a time interval is performed interleaved.
  • a complete codec is subdivided into four bursts and eight half-bursts.
  • the first four half-bursts of the voice frame s are transmitted with the last four half-bursts of the previous voice frame s-1, a half-burst being transmitted over a time interval.
  • the physical transmission channel of the communication, Ci in FIG. 1a is represented by the time interval TS, of rank 3 in the above-mentioned figure, at the frequency associated with the transmitting equipment which controls the transmission of each frame of FTDMA communication.
  • the duration of each time slot TS and of each communication frame depends, on the one hand, on the number of bits of the complete codec, and, on the other hand, on the bit rate of the transmission.
  • Figure Ib shows a frequency jump in baseband.
  • a synthesized frequency jump as illustrated in FIG. 1c, a given communication is always attached to a time interval of rank determined, but a transmitting equipment is no longer associated with a fixed frequency value.
  • the occupation of time slots associated transmitter depends on the equipment associated with the frequency considered.
  • no TRX transmitter equipment of the same base station is associated with the same jump frequency at a given instant of FTDMA communication frame and each transmitter equipment of a base station has the same charge rate on the same base station. the frequencies, the charge rate corresponding to the percentage of time slots TS occupied on the TRX transmitters of the considered base station.
  • C / I ratio represents a relative field strength of the gate station to the fields of the interfering stations at a given point in the transmission space.
  • the abovementioned techniques recommend calculating the C / I ratios by hop frequency of the server station and more or less complexly weight the interference generated by the interfering stations on these frequencies, in particular by the load. , the number of transmitting equipment TRX, the number of jump frequencies of the stations considered.
  • the aforementioned techniques have the disadvantage that the average of the C / I ratios is calculated without taking into account that the transmission, at a given jump frequency, is performed over a single time interval of the FTDMA communication frame, while In fact, whatever the value of the C / I ratio for the frequency considered, one can not lose more information than that which is contained in the interfered time interval.
  • Figure Id shows, with reference to Figures la and Ic, the constitution of a physical channel in FTDMA, from a frequency band FB allocated to the establishment of a mobile phone service, such as GSM for example and a frequency channel Sh allowing the transmission of the service for a user.
  • the frequency channel Sh enables the constitution of the physical channel PSh on several FTDMA GSM frames comprising eight time slots TS.
  • Figure 1c shows the process of collision between bursts or time intervals of a server base station S and an interfering base station B.
  • the server base station S comprises a transmitter equipment TRX, a frequency channel f 2 and a communication transmitted on the index 3 of the FTDMA frame.
  • the point 1) of FIG. 1c represents the successive transmission time intervals of the interfering base station B according to a pseudo-random frequency hopping sequence in gray and the point 2) of FIG. 1c represents the successive time intervals of transmission. issuance of the waitress base station S.
  • an object of the present invention is to overcome the disadvantages and limitations of the techniques of the prior art.
  • an object of the present invention is the implementation of a method for calculating, at a given point in space, the probability of the bit error rate of an FTDMA communication frame transmitted by a server base station in the presence of a plurality of interfering base stations, this bit error rate probability being expressed as a binary error probability distribution from a collision probability distribution between bursts or time intervals waitress base station and interfering base station.
  • Another object of the present invention is, in addition, from descriptive data of equipment of an analyzed network, such as load in traffic, reception quality tables, field prediction data and description of frequency plans. , to allow to establish a predictive evaluation of the interference experienced by a receiver at any point of the network, in terms of bit error rate.
  • Another object of the present invention is finally the implementation of the aforementioned method for use in the planning and optimization of cellular radio-mobile networks implementing the FTDMA transmission, cellular network as diverse as GSM, GPRS, EDGE, IS-136 for example.
  • the method of calculating, at a given point in space, the probability of the bit error rate of a current communication frame transmitted in FTDMA with frequency hopping is implemented for all server base station in the presence of a plurality of interfering base stations.
  • Each current communication frame is transmitted by the base station in bursts during a time slot of N FTDMA frames on a physical channel formed by a set of frequency channels each constituting a current carrier wave, subject to a frequency hopping, and allocated at a time interval.
  • Each communication frame is subjected by its carrier wave to the potential interference of concurrent communication frames transmitted during a time interval of
  • bursts such as a competing interference carrier wave of determined frequency that is interfering by interference of said current carrier wave a number K of times during the duration N of a given number of successive common communication frames on this burst
  • the system for calculating, at a given point in space, the probability of the bit error rate of a current communication frame transmitted in FTDMA with frequency hopping, object of the invention operates for any base station. waitress in the presence of a plurality of interfering base stations.
  • Each current communication frame is transmitted by the burst server base station during an interval of N FTDMA frames on a physical channel formed by a set of frequency channels each constituting a current carrier wave, subject to frequency hopping, and allocated to a time interval.
  • Each communication frame is subjected by its carrier wave to the potential interference of concurrent communication frames transmitted during a time slot of N FTDMA frames on a physical channel formed by a set of frequency channels constituting a competing interfering carrier wave, subject to frequency hopping and allocated at a time interval.
  • it includes at least one unit for calculating the probability of the bit error rate of a current communication frame transmitted in FTDMA with frequency hopping by this server base station in the presence of a plurality interfering base stations comprising at least, in addition to a central processing unit and input / output devices, a module for calculating the probability of collision between bursts, such as a competing interfering carrier wave of determined frequency being interfering with interference a number K of times during the duration of a given number of communication frames successive events on this burst, and, a module for calculating the probability of the bit error rate K / N such that the same determined number of K bits of the current frame are erased by interference of the current carrier wave with least one concurrent interference carrier wave for a duration of the same number N of communication frames transmitted by this server station, depending on the probability of collision between bursts.
  • a module for calculating the probability of collision between bursts such as a competing interfering carrier wave of determined frequency being interfering with interference a number K of times during the duration of
  • the method and system objects of the invention are applicable to the calculation of topography, implementation and maintenance or technical management of mobile radio networks operating on the principle of FTDMA transmission with frequency hopping.
  • FIG. 2 represents, by way of illustration, a flowchart of the essential steps for implementing the method that is the subject of the present invention
  • FIG. 3 a represents, by way of illustration, a flowchart of the recursive accumulation stages of two interfering base stations, to generate a resultant interfering base station, then the resulting interfering base station and another base station. interfering for a calculation of the bit error rate in generalized frequency jump, successively;
  • FIG. 3b represents, by way of illustration, a flowchart of the steps for calculating the probability of bit error rate, in the case of a specific frequency hopping
  • FIG. 4 represents, by way of illustration, a block diagram of a complete system for calculating, at a point in space, the probability of the bit error rate of a current frame transmitted in FTDMA with frequency hopping by a server base station in the presence of interfering base stations, in accordance with the object of the present invention.
  • a description of the method for calculating the bit error rate probability of an FTDMA frame transmitted with frequency hopping by a base station waitress in the presence of a plurality of interfering base stations of a network or part of a mobile radio network, will now be given below with reference to FIG. 2.
  • the distribution of the time slots, or time slots, designated TS occupied by communications on the TRX transmitter equipment as a function of the load is purely random; - the sending of the current communication frames transmitted in
  • FTDMA of all the serving and interfering base stations is synchronized over time for the same network or part of the network;
  • the number of communications carried by an interfering base station is invariant during an FTDMA communication frame, no new communication occurring or ending during an FTDMA communication frame duration.
  • each current communication frame being transmitted by the server base station in bursts during a time slot of N FTDMA frames on a physical channel, as previously described in the description with FIGS. 1a or 1b.
  • Each physical channel is formed by a set of frequency channels each constituting a current carrier wave and subjected to a Frequency hopping and thus allocated to a time interval.
  • each FTDMA communication frame is subjected by its carrier wave to the potential interference of concurrent communication frames transmitted during this time slot of N FTDMA frames on a physical channel formed by the set of frequency channels constituting the interfering carrier wave competing and also subject to a frequency jump and thus allocated to a corresponding TS time slot.
  • the method according to the invention consists of a step A to calculate the probability of collision between bursts such as a competing carrier wave having a determined frequency that is interfering with interference of the current carrier wave of the server base station a number K of times during the duration of the determined number N of successive current communication frames, on the considered burst.
  • nVoco designates the number of FTDMA frames on which a voice frame is transmitted, this number being equal to eight for the GSM for example.
  • the operation consisting in calculating the probability of collision between bursts consists, for any state of interference after n consecutive FTDMA communication frames and for a number N of the following FTDMA communication frames, to calculate the probability of collision between bursts from a plurality of bursts between bursts, account Given the probability of a plurality of jamming events and the occurrence of an interfering station, given that a fixed number of interfering stations have already appeared.
  • the probabilities of jamming events and the appearance of a jamming station advantageously comprise:
  • this second probability being the probability of occurrence of a TRX transmitter equipment of an interfering station, knowing that this transmitting equipment had not intervened during the n frames of previous FTDMA communication;
  • Step A of FIG. 2 is then followed by a step B of calculating the probability of the bit error rate K / N such that the same determined number of K bits of the current frame is erased by interference of the current carrier wave with at least one concurrent interference carrier wave, for a duration of the same number N of FTDMA communication frames transmitted by the server station S, as a function of the probability of collision between bursts previously calculated in step A .
  • bit error rate for a given interfering station on a frequency f 1 is calculated in step B shown in FIG. 2 as the product of the probability of collision of bursts and the probability of bursts. bit erase knowing that there is a collision of frames.
  • the rate of bit error being generated by the p base stations interfering is calculated as a combination of the interfering base station equivalent to p-1 and interfering base stations of the p th interfering base station.
  • Combining two interfering base stations, respectively an equivalent interfering base station and an interfering base station defines another equivalent or resulting interfering base station, erasing K bits during N consecutive FTDMA communication frames.
  • Generalized frequency hopping is a special case favorable to the evaluation model.
  • the probability of interference is then the same. For each jump sequence, the probability of interference is therefore substantially the same. Since all jump sequences are equally likely, the interference probability is therefore the same as if the server base station remains on the same frequency during the N FTDMA communication frames transmitted.
  • H N denotes the probability associated with this event.
  • the evaluation of this probability can then be carried out particularly advantageously recursively, by accumulating the probabilities of erasure by each interfering base station and assuming the independence of their impact on the erasure of the bits.
  • an interfering station B is considered for which the probability of erasure of bit ⁇ is noted, knowing that there is a collision with the burst.
  • the probability values ⁇ can be obtained from a database by reading performance tables of C / I interference values as will be described later in the description.
  • the probability associated with the corresponding event is given by the relation (3): Relationship (3):
  • the substep B 2 is then followed by a substep B 3 consisting in effecting the cumulative accumulation of M independent interfering base stations.
  • sub-step B 3 of FIG. 3a it is understood, in particular, that the operation consists, from the above-mentioned relation (4), of replacing for example the probability H ⁇ (B) by the corresponding probability.
  • H ⁇ (B ') obtained in sub-step B 2 and, of course, to call the corresponding probability for any interfering base station B x with B X ⁇ B' to cumulate the corresponding probabilities in a relationship similar to that of the relation (4) and given according to the relation (5) in which finally the probability of the equivalent or resulting interfering base station is updated.
  • Step B 3 is followed by a sub-step B 4 consisting, for example to call the following interfering base station, and a sub-step B 5 of verifying that the base station interfering x B is called.
  • the operation of calculating the probability of a binary error consists in determining in a sub-step B 1 I the number X i of times that the waiter station B appears on the jump frequency f i for a determined number nf of jump frequencies.
  • the probability of occurrence of the aforementioned configuration x denotes in fact the weight of this configuration x, that is to say the probability of occurrence.
  • This probability of occurrence is calculated conventionally in accordance with the principle of conditional probabilities, knowing that each frequency fi appears Xj times according to the aforementioned configuration.
  • Step B 1 I is then followed by a step B'2 of calculating the probability of bit error rate from the probability of a plurality of jamming events and occurrence of each jump frequency of the server base station for the considered configuration in the presence of all the interfering stations.
  • This plurality of event probabilities is defined from the following events: - A ⁇ (/ 5, X,,,) denotes the fact that the server base station is scrambled for times on the frequency fi and j bits of the frequency are scrambled, knowing that it appears there Xj times ;
  • a N '[1,3, Xi) denotes the fact that the server base station is scrambled k; times on frequency fi, knowing that it appears there Xj times.
  • the aforementioned event is the union of the preceding incompatible events A ⁇ 1 (/, 5, ⁇ r ,, y);
  • the plurality of event probabilities in a specific frequency hopping situation advantageously comprises:
  • the first, second and third aforementioned probabilities are defined from the probability H N '(/) designating the probability that k bits will be erased during N FTDMA communication frames on the frequency fj. This probability is obtained in the same way as for the generalized frequency jump, this probability being in the case of the generalized frequency jump identical for all the frequencies.
  • Relation (7) the first probability satisfies the relation (7):
  • Relation (8) the second probability satisfies the relation (8):
  • ⁇ N actually denotes the relative rate of occurrence of k, - scrambled bits at frequency fi in
  • Step B ⁇ is then followed by a step B ' 3 , which consists in calculating the probability that the bit error rate at the value k / N is experienced by the FTDMA communication frame or the service frame of the station. basic waitress.
  • the aforementioned bit error rate probability value satisfies the relation (10):
  • bit error rate probability value equal to K / N above is established for a probability P (x) of occurrence of the configuration of the jump frequencies of the server base station as the sum over the set of configurations of each of the third probabilities that the server station is scrambled K times weighted by the probability P (x) of appearance of the corresponding configuration.
  • the system which is the subject of the invention includes at least one calculation unit CU of the probability of the bit error rate of a current communication frame transmitted in FTDMA with jump frequency by the server base station S in the presence of a plurality of interfering base stations B, as previously mentioned in the description.
  • the aforementioned CU calculation unit comprises at least, in addition to a central processing unit CPU and I / O input / output members associated with a RAM working memory, a module Mi for calculating the probability of the collision between bursts.
  • the calculation unit CU also comprises a module M 2 for calculating the probability of the bit error rate K / N such that the same determined number of K bits of the current frame is erased by interference from the current carrier wave with at least one concurrent interfering carrier wave for a duration of the same number of communication frames transmitted by the server base station as a function of the probability of collision between bursts, as described previously in the description in connection with Figure 2 and Figure 3b.
  • the calculation unit CU may advantageously comprise a non-volatile programmable memory denoted PM making it possible to store, for example, the first, second, third, fourth and fifth probabilities of appearance.
  • a transmitting equipment for determining the probability of collision between bursts as described above in the description.
  • the programmable memory PM may also advantageously enable the first, second and third probabilities to be stored that the server station B is scrambled k times in a specific frequency hopping situation.
  • non-volatile PM programmable memory is not essential, but that, however, the latter thus makes it possible to store specific network configurations or network portions and, consequently, when a variation of the network by extension and / or modification of the radio characteristics of the latter, it is then possible to update the values stored in the nonvolatile programmable memory PM above.
  • the system that is the subject of the invention then appears to be particularly well suited either to the calculation of networks or frequency plans, or to the maintenance and technical management of the latter.
  • the system which is the subject of the invention, furthermore advantageously interconnects the calculation unit CU with the bit error rate, with a first database denoted DBi for delivering, for a network or a part of the network, the load parameters p by server station S and / or interferer B, a second database for delivering for the network or the corresponding network part, the number ⁇ of transmitting equipment and of frequency per server station S and / or interfering B and a third database DB 3 making it possible to deliver propagation data according to a spatial grid representation and reception quality value tables making it possible to establish a bit erasure probability value, the value ⁇ in the case of a collision between time intervals of two different base stations.
  • DBi a first database denoted DBi for delivering, for a network or a part of the network, the load parameters p by server station S and / or interferer B
  • a second database for delivering for the network or the corresponding network part
  • a fourth database DB 4 makes it possible to deliver for the network or the part of the network considered, the frequency plan chosen between a generalized frequency jump or a specific frequency jump respectively.
  • the fourth database makes it possible in particular to deliver the parameter ⁇ for the network or the part of the network considered.
  • the probability values ⁇ bit erasure probability knowing that there is collision between bursts, are obtained from bit error rate performance tables as a function of the C / I interference values.
  • the present invention covers a computer program product recorded on a storage medium and executable by a computer or by the central processing unit of a dedicated system, such as the system object of the invention described in connection with FIG. 4.
  • This computer program product can advantageously be implanted in the module Mi represented in FIG. 4, either from a recording medium or by downloading for example.
  • the aforesaid computer program product when executing executable program instructions, i.e. after RAM call and executed by the CPU, executes the probability calculation. collision between bursts, such as a competing interference carrier carrier of a determined frequency being interfering by interference of the current carrier wave by a number K of times during the duration of a predetermined number N of successive common communication frames on the burst, as described previously in the description with reference to FIGS. 2 and 3 a.
  • the invention furthermore covers a computer program product recorded on a storage medium and executable by a computer or by the central processing unit of a dedicated system, as previously described in the description with reference to FIG. 4.
  • the aforementioned program performs the calculation of the probability. of the bit error rate K / N such that the same determined number of K bits of the current frame are erased by interference of the current carrier wave with at least one competing interfering carrier wave for a duration of the same number N communication frames transmitted by said server station, depending on the probability of collision between bursts, as described previously in the description in conjunction with Figures 2 and 3a or 3b.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de calcul de la probabilité taux d'erreur binaire d'une trame FTDMA transmise avec saut de fréquence et produit de programme correspondant selon lesquels on calcule (A) la probabilité de collision entre salves, telle qu'une onde porteuse brouilleuse (B) concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence de l'onde porteuse courante de la station de base serveuse (S) un nombre K de fois pendant la durée de N trames de communication courantes successives, sur la salve considérée et on calcule (B) la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre K de bits de la trame courante soient effacés par interférence avec une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant un même nombre de trames N de communication FTDMA, en fonction de la probabilité de collision entre salves. Application à la construction et la gestion technique des réseaux de téléphonie mobile.

Description

CALCUL DE LA PROBABILITE DU TAUX D'ERREUR BINAIRE D'UNE TRAME FTDMA TRANSMISE AVEC SAUT DE FRÉQUENCE
L'invention concerne un procédé de calcul, en un point donné de l'espace, de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par une station de base serveuse, en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses.
La technique d'étalement de spectre par saut de fréquence consiste essentiellement à découper une bande large de fréquences en un nombre déterminé de canaux d'une largeur donnée. La transmission est ensuite effectuée en utilisant une combinaison de canaux en émettant successivement par saut, sur un canal puis sur un autre, pendant une courte période. Ce mode opératoire permet à un instant donné de transmettre un signal plus facilement reconnaissable sur une fréquence donnée, grâce à la réduction du risque d'interférences entre les ondes porteuses émises par chacune des stations de base serveuses d'un réseau de téléphonie cellulaire par exemple. On comprend, en effet, que dans cette situation toute station de base serveuse, autre qu'une station de base serveuse déterminée, est susceptible de constituer une station de base brouilleuse vis-à-vis de cette dernière. De manière plus spécifique, en référence à la figure la, dans le cas de la transmission d'un signal de parole par un réseau GSM ou FTDMA pour Frequency Time Division Multiple Access en anglais, pour accès multiple par répartition en fréquence et dans le temps, une station de base serveuse est équipée d'une pluralité, jusqu'à huit, d'équipements transmetteurs TRX, opérant en parallèle à l'émission et permettant d'assurer l'affectation des canaux physiques à la transmission du signal de parole.
Sur la figure 1 a on a représenté, afin de ne pas surcharger le dessin, deux équipements transmetteurs TRXi et TRX2.
Un signal de parole VS est découpé en trames vocales successives de rang s-1, s, s+1 de 20 ms, chaque trame vocale étant échantillonnée, codée en une succession de valeurs binaires pour constituer un codée complet de durée 40 ms, soit deux longueurs de trame vocale, un codée complet incluant un code correcteur d'erreur et des informations de redondance.
En référence à la figure la, pour chaque équipement transmetteur TRX d'une station de base, serveuse ou brouilleuse, la trame de communication FTDMA est subdivisée en intervalles temporels successifs TS, au cours desquels la transmission de salves ou "bursts" en anglais, constituées par des parties de chaque codée complet est effectuée.
Lors d'un saut de fréquence en bande de base illustré en figure 1 a, à chaque équipement transmetteur est associée une fréquence déterminée, choisie parmi les fréquences disponibles, les fréquences fi et f5 respectivement pour les équipements TRXi et TRX2 représentés sur la figure la. A chaque intervalle de temps TS est affectée une communication, la communication Ci affectée à l'intervalle de temps TS numéro 3 sur la figure la. La commutation d'équipement transmetteur par une séquence pseudo-aléatoire ou cyclique permet d'assurer le saut de fréquence à chaque trame de communication FTDMA, la communication C1 étant transmise sur le même intervalle temporel de rang 3 sur chaque transmetteur.
La transmission des salves sur un intervalle temporel est effectuée de manière entrelacée. Un codée complet est subdivisé en quatre salves et en huit demi- salves. Les quatre premières demi-salves de la trame vocale s sont transmises avec les quatre dernières demi-salves de la trame vocale précédente s-1, une demi-salve étant transmise sur un intervalle temporel. Ainsi, la transmission d'un codée complet, et donc d'une trame vocale, nécessite la transmission de huit trames de communication FTDMA. Le canal physique de transmission de la communication, Ci sur la figure la, est représenté par l'intervalle temporel TS, de rang 3 sur la figure précitée, à la fréquence associée à l'équipement transmetteur qui commande l'émission de chaque trame de communication FTDMA. Ainsi, la durée de chaque intervalle de temps TS et de chaque trame de communication dépend, d'une part, du nombre de bits du codée complet, et, d'autre part, du débit de la transmission.
La figure Ib représentée illustre un saut de fréquence en bande de base. Lors d'un saut de fréquence synthétisé, tel qu'illustré en figure Ic, une communication donnée est toujours attachée à un intervalle temporel de rang déterminé, mais un équipement transmetteur n'est plus associé à une valeur de fréquence fixe.
Ainsi, en référence à la figure Ic, pour une valeur de fréquence de saut déterminée, f5 par exemple sur la figure précitée, sur chaque trame de communication FTDMA, l'occupation des intervalles temporels associés dépend de l'équipement transmetteur associée à la fréquence considérée. Bien entendu, aucun équipement transmetteur TRX d'une même station de base n'est associé à la même fréquence de saut à un instant donné de trame de communication FTDMA et chaque équipement transmetteur d'une station de base présente un même taux de charge sur les fréquences, le taux de charge correspondant au pourcentage d'intervalles temporels TS occupés sur les transmetteurs TRX de la station de base considérée.
Pour évaluer le risque d'interférences entre une station serveuse et plusieurs stations brouilleuses, les techniques actuelles connues font appel à des approches prenant en compte la valeur du rapport entre le champ de l'onde porteuse de la station serveuse et la somme des champs des signaux interférents. Ce rapport désigné C/I, représente une valeur relative de champ de la station serveuse aux champs des stations brouilleuses en un point donné de l'espace de transmission.
En situation de saut de fréquence, les techniques précitées préconisent le calcul des rapports C/I par fréquence de saut de la station serveuse et pondèrent de manière plus ou moins complexe l'interférence engendrée par les stations brouilleuses sur ces fréquences, notamment par la charge, le nombre d'équipements transmetteurs TRX, le nombre de fréquences de saut des stations considérées. Les techniques précitées présentent l'inconvénient selon lequel la moyenne des rapports C/I est calculée sans tenir compte que la transmission, à une fréquence de saut donnée, est effectuée sur un seul intervalle temporel de la trame de communication FTDMA, alors qu'en fait, quelle que soit la valeur du rapport C/I pour la fréquence considérée, on ne peut perdre plus d'information que celle qui est contenue dans l'intervalle temporel brouillé par interférence.
Dans ces conditions, en considérant, par exemple, une station serveuse possédant trois fréquences de saut, un niveau du rapport C/I extrêmement faible sur une fréquence de la station serveuse, empêchant la transmission valable de l'intervalle temporel correspondant, et deux niveaux du rapport C/I élevés sur les deux autres fréquences autorisant la transmission valable de l'intervalle temporel, mais en supposant un niveau du rapport C/I moyen sur ces trois fréquences comme intervenant sur chacune de ces fréquences et empêchant la transmission valable des intervalles temporels associés à ces dernières, la transmission est considérée comme brouillée, alors qu'en réalité seul un tiers de l'information transmise a été effectivement perdu.
La situation précédente est illustrée en référence aux figures 1 d et le.
La figure Id représente, en référence aux figures la et Ic, la constitution d'un canal physique en FTDMA, à partir d'une bande de fréquences FB allouée à la mise en place d'un service de téléphonie mobile, tel que le GSM par exemple et d'un canal de fréquences Sh permettant la transmission du service pour un utilisateur. Le canal de fréquences Sh permet la constitution du canal physique PSh sur plusieurs trames FTDMA GSM regroupant huit intervalles temporels TS. La figure le représente le processus de collision entre salves ou intervalles temporels d'une station de base serveuse S et d'une station de base brouilleuse B.
La station de base serveuse S comprend un équipement transmetteur TRX, un canal de fréquence f2 et une communication transmise sur l'indice 3 de la trame FTDMA. La station de base brouilleuse B comporte deux équipements transmetteurs, trois canaux de fréquences de saut fi, f2, f3 et un taux de charge en trafic p=3/8.
Le point 1) de la figure le représente les intervalles temporels successifs d'émission de la station de base brouilleuse B selon une séquence de saut de fréquence pseudo-aléatoire en grisé et le point 2) de la figure le représente les intervalles temporels successifs d'émission de la station de base serveuse S.
Le phénomène de collision entre la station de base serveuse S et la station de base brouilleuse B résulte de la synchronisation des intervalles temporels concomitants représentés en grisé, et donc superposés, des stations de base serveuse S et brouilleuse B. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients et limitations des techniques de l'art antérieur. En particulier, un objet de la présente invention, est la mise en œuvre d'un procédé de calcul, en un point donné de l'espace, de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication FTDMA transmise par une station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses, cette probabilité du taux d'erreur binaire étant exprimée comme une distribution de probabilité d'erreur binaire à partir d'une distribution de probabilités de collision entre salves ou intervalles temporels de la station de base serveuse et d'une station de base brouilleuse.
Un autre objet de la présente invention est, en outre, à partir de données descriptives d'équipements d'un réseau analysé, telles que charge en trafic, tables de qualités des réceptions, de données de prédiction de champ et description de plans de fréquences, de permettre d'établir une évaluation prédictive de l'interférence subie par un récepteur en tout point du réseau, en termes de taux d'erreur binaire.
Un autre objet de la présente invention est enfin la mise en œuvre du procédé précité en vue de son utilisation pour la planification et l'optimisation des réseaux cellulaires radio-mobiles mettant en œuvre la transmission FTDMA, réseau cellulaires aussi divers que GSM, GPRS, EDGE, IS-136 par exemple.
Le procédé de calcul, en un point donné de l'espace, de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence, objet de l'invention, est mis en œuvre pour toute station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses. Chaque trame de communication courante est transmise par la station de base par salves pendant un intervalle de temps de N trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs chacun d'une onde porteuse courante, soumise à un saut de fréquence, et allouée à un intervalle temporel. Chaque trame de communication est soumise par son onde porteuse à l'interférence potentielle de trames de communication concurrentes transmises pendant un intervalle de temps de
N trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs d'une onde porteuse brouilleuse concurrente, soumise à un saut de fréquence et allouée à cet intervalle temporel. Il est remarquable en ce qu'il consiste, au moins, à calculer la probabilité de collision entre salves telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence de ladite onde porteuse courante un nombre K de fois pendant la durée N d'un nombre déterminé de trames de communication courantes successives, sur cette salve, et à calculer la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soient effacés par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant une durée d'un même nombre N de trames de communication FTDMA transmises par cette station serveuse, en fonction de cette probabilité de collision entre salves.
Le système de calcul, en un point donné de l'espace, de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence, objet de l'invention, opère pour toute station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses. Chaque trame de communication courante est transmise par la station de base serveuse par salves pendant un intervalle de N trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs chacun d'une onde porteuse courante, soumise à un saut de fréquence, et allouée à un intervalle de temps. Chaque trame de communication est soumise par son onde porteuse à l'interférence potentielle de trames de communication concurrentes transmises pendant un intervalle de temps de N trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs d'une onde porteuse brouilleuse concurrente, soumise à un saut de fréquence et allouée à un intervalle temporel.
Il est remarquable en ce qu'il inclut au moins une unité de calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par cette station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses comportant au moins, outre une unité centrale de traitement et des organes d'entrée/sortie, un module de calcul de la probabilité de collision entre salves, telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence un nombre K de fois pendant la durée d'un nombre déterminé de trames de communication courantes successives sur cette salve, et, un module de calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soient effacés par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant une durée d'un même nombre N de trames de communication transmises par cette station serveuse, en fonction de la probabilité de collision entre salves.
Le procédé et le système objets de l'invention trouvent application au calcul de la topographie, de l'implantation et de la maintenance ou de la gestion technique des réseaux radio mobiles fonctionnant sur le principe de la transmission FTDMA avec saut de fréquence.
Ils seront mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels, outre les figures la, Ib, Ic, Id et le relatives à l'art antérieur,
- la figure 2 représente, à titre illustratif, un organigramme des étapes essentielles permettant la mise en œuvre du procédé objet de la présente invention ;
- la figure 3 a représente, à titre illustratif, un organigramme des étapes de cumul récursif de deux stations de base brouilleuses, pour engendrer une station de base brouilleuse résultante, puis de la station de base brouilleuse résultante et d'une autre station de base brouilleuse pour un calcul du taux d'erreur binaire en saut de fréquence généralisé, successivement ;
- la figure 3b représente, à titre illustratif, un organigramme des étapes de calcul de la probabilité de taux d'erreur binaire, dans le cas d'un saut de fréquence spécifique ; — la figure 4 représente, à titre illustratif, un schéma fonctionnel d'un système complet de calcul, en un point de l'espace, de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par une station de base serveuse en présence de stations de base brouilleuses, conformément à l'objet de la présente invention. Une description du procédé de calcul de la probabilité de taux d'erreur binaire d'une trame FTDMA transmise avec saut de fréquence par une station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses d'un réseau ou d'une partie de réseau radio mobile, sera maintenant donnée ci-après en liaison avec la figure 2.
D'une manière générale, et préalablement à la description proprement dite du procédé objet de la présente invention, les hypothèses non limitatives du mode opératoire d'un tel réseau ou d'une partie d'un tel réseau sont indiquées ci-après :
— la répartition des intervalles temporels, ou intervalles de temps, désignés TS occupés par des communications sur les équipements transmetteurs TRX en fonction de la charge est purement aléatoire ; - l'envoi des trames de communication courante transmises en
FTDMA de l'ensemble des stations de base serveuses et brouilleuses est synchronisé dans le temps pour un même réseau ou partie de réseau ;
- le nombre de communications portées par une station de base brouilleuse est invariant durant une trame de communication FTDMA, aucune nouvelle communication n'apparaissant ou ne se terminant pendant une durée de trame de communication FTDMA.
Compte tenu des hypothèses précédentes, le procédé objet de l'invention s'applique pour toute station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses, chaque trame de communication courante étant transmise par la station de base serveuse par salves pendant un intervalle de temps de N trames FTDMA sur un canal physique, tel que décrit précédemment dans la description avec les figures la ou Ib. Chaque canal physique est formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs chacun d'une onde porteuse courante et soumise à un saut de fréquence et donc ainsi allouée à un intervalle temporel. En conséquence, chaque trame de communication FTDMA est soumise par son onde porteuse à l'interférence potentielle de trames de communication concurrentes transmises pendant cet intervalle de temps de N trames FTDMA sur un canal physique formé par l'ensemble des canaux fréquentiels constitutifs de l'onde porteuse brouilleuse concurrente et soumise, également, à un saut de fréquence et donc allouée à un intervalle temporel TS correspondant. Ainsi qu'on l'a représenté en figure 2, le procédé objet de l'invention consiste en une étape A à calculer la probabilité de collision entre salves telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence de l'onde porteuse courante de la station de base serveuse un nombre K de fois pendant la durée du nombre déterminé N de trames de communication courantes successives, sur la salve considérée.
Une telle opération de calcul est justifiée dans les conditions ci-après. Pour l'émission d'une trame de communication FTDMA, à un instant t quelconque et pour une station de base brouilleuse B comportant un nombre α d'équipements transmetteurs TRX, cette station de base brouilleuse B étant le siège d'un taux de charge p, p correspondant au pourcentage d'intervalles temporels TS occupés sur les transmetteurs de cette station de base B et disposant d'un nombre de fréquences de saut γ, la probabilité qu'un intervalle temporel TS de la station de base brouilleuse B soit lui-même brouilleur est égale à PB=αp/γ. L'hypothèse d'invariance des communications portées par la station brouilleuse B implique qu'un intervalle temporel TS d'un équipement transmetteur TRX de la station de base brouilleuse B occupé par une communication à un instant t déterminé, t désignant la date d'émission d'une trame de communication FTDMA, est occupé par la même communication durant un même nombre de trames FTDMA > nVoco. On rappelle que nVoco désigne le nombre de trames FTDMA sur lequel est transmis une trame vocale, ce nombre étant égal à huit pour le GSM par exemple.
En conséquence, la probabilité pour un équipement transmetteur TRX d'être brouilleur au temps t+1 d'émission de la trame de communication TDMA suivante, sachant que cet équipement transmetteur TRX était brouilleur au temps t précédent, vaut 1.
Selon un aspect remarquable du procédé objet de l'invention, l'opération consistant à calculer la probabilité de collision entre salves consiste, pour tout état de brouillage après n trames de communication FTDMA consécutives et pour un nombre N de trames de communication FTDMA suivantes, à calculer la probabilité de collision entre salves à partir d'une pluralité de collisions entre salves, compte tenu de la probabilité d'une pluralité d'événements de brouillage et d'apparition d'une station brouilleuse, sachant qu'un nombre déterminé i de stations brouilleuses sont déjà apparues.
Ainsi, les probabilités d'événements de brouillage et d'apparition d'une station de brouillage comportent avantageusement :
- une première probabilité, relative à un événement noté T0, de non apparition d'un équipement transmetteur d'une station, brouilleuse ou non, sur la fréquence de la station de base serveuse, désignée station S ;
- une deuxième probabilité, relative à un événement noté T+ + , cette deuxième probabilité étant la probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur TRX d'une station brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur n'était pas intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- une troisième probabilité, relative à un événement noté Ti+ , probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur TRX d'une station non brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur n'était pas intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- une quatrième probabilité, relative à un événement noté T+ , probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur TRX d'une station brouilleuse B, sachant que cet équipement transmetteur était déjà intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- une cinquième probabilité, relative à un événement noté Tl , probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur TRX d'une station non brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur était déjà intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes.
En désignant P(T) la probabilité d'apparition d'un événement T et pour une station de base brouilleuse B comportant un nombre α d'équipements transmetteurs TRX, un nombre γ de fréquences de saut et un taux de charge p, β désignant la différence entre le nombre de fréquences de saut de la station brouilleuse B et le nombre α d'équipements transmetteurs de cette dernière, β= γ- α, la probabilité des transitions ou événements possibles lors de l'apparition d'une nouvelle trame FTDMA mentionnée précédemment s'écrit en fonction des cinq transitions ou événements possibles précédemment mentionnées dans la description selon le tableau Ti :
Tableau Ti
Figure imgf000013_0001
En prenant en compte les événements suivants : - B]sj où la station brouilleuse B est brouilleuse K fois sur la même fréquence pendant N trames de communication FTDMA consécutives ;
- Ω désigne l'événement certain,
Figure imgf000013_0002
e [θ,N]| constitue un système exhaustif d'événements décrivant Ω ;
- BN'1 J désignant l'événement selon lequel la station brouilleuse B est brouilleuse K fois sur la même fréquence pendant N trames de communication FTDMA consécutives, avec un nombre i d'équipements transmetteurs TRX étant déjà intervenus dont j de ces derniers étaient brouilleurs, alors PN'1'"1 H e [θ,Mzn{N,or}]/ e [θ,/]j constitue en conséquence un système
exhaustif d'événements décrivant B^J . Compte tenu du système d'événements précédent, la valeur de la probabilité de collision entre salves vérifie la relation (1) : Relation (1)
Figure imgf000014_0001
La valeur de la probabilité de collision entre salves précitée peut alors être calculée de manière récurrente à partir des événements ou transitions définis précédemment lors de l'apparition d'une nouvelle trame de communication FTDMA selon la relation (2) :
Relation (2)
Figure imgf000014_0002
et pour 1 < k < N,
Min{N,a)
/=0 j=0
pkAJ = pk;i-lj χ Ai + pk-U-l.j-1 χ Ai^ + pk,i, j χ |A0 + Ri-j
[P£OJ =OVJ kAj =ovj Dans la relation précédente, la valeur d'initialisation des valeurs de probabilité de collision entre salves est obtenue pour k=0 et les valeurs successives pour 1 < k < N avec 1 < k < N sont explicitées de manière récursive vis-à-vis de la valeur de probabilité précédente pour k=k- 1.
On dispose donc ainsi de la distribution de probabilité de collision entre salves ou intervalles temporels d'une station de base serveuse et d'une station de base brouilleuse sur la durée d'une trame de communication FTDMA encore désignée trame de service. L'étape A de la figure 2 est alors suivie d'une étape B de calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soit effacé par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente, pendant une durée d'un même nombre N de trames de communication FTDMA transmises par la station serveuse S, en fonction de la probabilité de collision entre salves précédemment calculée à l'étape A.
D'une manière générale, on indique que le taux d'erreur binaire pour une station brouilleuse donnée sur une fréquence fi est calculé à l'étape B représentée en figure 2 comme le produit de la probabilité de collision de salves et de la probabilité d'effacement de bits sachant qu'il existe une collision de trames.
D'une manière plus spécifique, on indique que le taux d'erreur binaire, pour une pluralité d'au moins p stations de base brouilleuses B, notée {Bx}x=l ... x=p, le taux d'erreur binaire étant engendré par les p stations de base brouilleuses, est calculé comme le cumul de la station de base brouilleuse équivalente aux p-1 stations de base brouilleuses et de la pieme station de base brouilleuse. Le cumul de deux stations de base brouilleuses, respectivement d'une station de base brouilleuse équivalente et d'une station de base brouilleuse définit une autre station de base brouilleuse équivalente ou résultante, effaçant K bits pendant N trames de communication FTDMA consécutives. Le mode opératoire précité sera maintenant décrit en liaison avec la figure
3 a dans le cas du saut de fréquence généralisé. Le saut de fréquence généralisé est un cas particulier favorable au modèle d'évaluation.
Dans cette situation, toutes les stations de base brouilleuses sautent sur toutes les fréquences et les niveaux de brouillage sont les mêmes sur chaque fréquence. Cette propriété permet de rendre la prise en compte du comportement de la station de base serveuse superflu.
En conséquence, sur chaque trame de communication FTDMA, quelle que soit la fréquence sur laquelle la station de base serveuse émet, la probabilité de brouillage est alors la même. Pour chaque séquence de saut, la probabilité de brouillage est donc sensiblement la même. Toutes les séquences de saut étant équiprobables, la " probabilité de brouillage est donc la même que si la station de base serveuse reste sur la même fréquence pendant les N trames de communication FTDMA émises.
Un mode opératoire correspondant pour un saut de fréquence généralisé est maintenant décrit en liaison avec la figure 3 a.
On considère un événement AN . Pour une communication, le nombre de bits effacés parmi N est k.
HN désigne la probabilité associée à cet événement. L'évaluation de cette probabilité peut alors être menée de manière particulièrement avantageuse récursivement, en cumulant les probabilités d'effacement par chaque station de base brouilleuse et en supposant l'indépendance de leur impact sur l'effacement des bits.
En référence à la figure 3 a, on considère une station brouilleuse B pour laquelle on note la probabilité d'effacement de bit θ, sachant qu'il y a collision avec la salve. Les valeurs de probabilité θ peuvent être obtenues à partir d'une base de données par lecture de tables de performances de valeurs d'interférence C/I ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description. A la sous-étape Bi de la figure 3a, la probabilité associée à l'événement correspondant est donnée par la relation (3) : Relation (3) :
Figure imgf000017_0001
A la sous-étape suivante B2, on procède alors au cumul de deux stations brouilleuses indépendantes tel que les stations de base brouilleuses B et B1 appartenant à l'ensemble des stations brouilleuses {Bx}x=l ... x=p. On désigne par B1 la brouilleuse équivalente ou résultante au cumul des deux.
La probabilité HN (B1 J que l'ensemble des deux stations de base brouilleuses B et B' efface k bits pendant N trames de communication FTDMA consécutives sur l'une des fréquences est donnée par la relation (4) : Relation (4) :
Figure imgf000017_0002
La sous-étape B2 est alors suivie d'une sous-étape B3 consistant à effectuer en fait le cumul de M stations de base brouilleuses indépendantes.
L'indépendance des M stations de base brouilleuses entre elles permet de considérer leur présence sur la même fréquence, par cumuls successifs d'une brouilleuse à la brouilleuse équivalente ou résultante calculée.
A la sous-étape B3 de la figure 3 a, on comprend, en particulier, que l'opération consiste, à partir de la relation (4) précitée, à remplacer par exemple la probabilité H^ (B) par la probabilité correspondante H^ (B' ) obtenue à la sous- étape B2 et, bien entendu, à appeler la probabilité correspondante pour toute station de base brouilleuse Bx avec BX≠B' pour cumuler les probabilités correspondantes selon une relation semblable à celle de la relation (4) et donnée selon la relation (5) dans laquelle finalement la probabilité de la station de base brouilleuse équivalente ou résultante est réactualisée. Relation (5) :
Figure imgf000018_0001
L'étape B3 est suivie d'une sous-étape B4 consistant par exemple à appeler la station de base brouilleuse suivante, puis d'une sous-étape B5 consistant à vérifier que la station de base brouilleuse Bx appelée existe.
L'opération de test correspondante à la sous-étape B5 est représentée par la relation symbolique Bx=0.
Sur réponse négative à la sous-étape de test B5, un retour est effectué à la sous-étape B3 pour réactualisation du cumul de la nouvelle station brouilleuse Bx appelée à la station de base brouilleuse résultante Br calculée à l'itération précédente. La boucle récursive ainsi construite est poursuivie tant que la liste des stations brouilleuses indépendantes Bx n'est pas vide.
Au contraire, sur réponse positive à la sous-étape de test B5, une étape de fin de processus de calcul est atteinte et l'on dispose à ce moment-là de la valeur de la probabilité cumulée pour M brouilleuses indépendantes donnée par la notation :
Figure imgf000018_0002
Le calcul récursif précité permet d'obtenir la probabilité d'effacement par l'ensemble des stations brouilleuses. Une description plus détaillée de l'opération consistant à calculer la probabilité d'erreur binaire pour un saut de fréquence spécifique, comportant des fréquences de saut et des fréquences fixes spécifiques non connues a priori formant une configuration de saut de fréquences pour chaque fréquence fi de la station de base serveuse B, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 3b. Le mode opératoire décrit en relation avec la figure 3b s'applique au cas d'un plan de fréquences quelconque donné, c'est-à-dire pour un saut de fréquence spécifique déterminé.
Dans cette situation, il est alors nécessaire de parcourir l'ensemble des séquences de saut de fréquence pouvant être allouées à la station de base serveuse. Pour une séquence de saut de fréquence donnée, l'information utilisée est alors le nombre de fois où la serveuse saute sur chaque fréquence, c'est-à-dire selon sa configuration x=(xi,...Xi, xnr), configuration telle que la station de base serveuse apparaît Xj fois en émission sur la fréquence fi, la station de base serveuse comportant nf fréquences. Il est en conséquence possible de traiter en même temps toutes les séquences de saut ayant des configurations similaires.
En conséquence, en référence à la figure 3b, dans cette situation, l'opération de calcul de la probabilité d'erreur binaire consiste à déterminer en une sous-étape B1I le nombre Xj de fois où la station serveuse B apparaît sur la fréquence de saut fï pour un nombre déterminé nf de fréquences de saut.
Sur la figure 3b, à la sous-étape B1I de celle-ci, on a désigné pour la configuration x précitée la probabilité d'apparition de cette configuration désignée par la relation (6) :
Relation 6 :
La valeur de probabilité d'apparition de la configuration x précitée désigne en fait le poids de cette configuration x, c'est-à-dire sa probabilité d'apparition. Cette probabilité d'apparition est calculée de manière classique conformément au principe des probabilités conditionnelles, sachant que chaque fréquence fi apparaît Xj fois suivant la configuration précitée.
L'étape B1I est alors suivie d'une étape B'2 consistant à calculer la probabilité de taux d'erreur binaire à partir de la probabilité d'une pluralité d'événements de brouillage et d'apparition de chaque fréquence de saut de la station de base serveuse pour la configuration considérée en présence de toutes les stations brouilleuses.
Cette pluralité de probabilités d'événements est définie à partir des événements suivants : - A^ (/,5,X,.,,/) désigne le fait que la station de base serveuse est brouillée kj fois sur la fréquence fi et j bits de la fréquence fi sont brouillés, sachant qu'elle y apparaît Xj fois ;
- AN' [1,3,Xi) désigne le fait que la station de base serveuse est brouillée k; fois sur la fréquence fi, sachant qu'elle y apparaît Xj fois. L'événement précité est l'union des événements incompatibles précédents A^1 (/,5,Λr,,y) ;
- k- / λ AN' {S,x) désigne le fait que la serveuse est brouillée k fois sachant que sa séquence de saut prend la configuration x.
En conséquence, la pluralité de probabilités d'événements en situation de saut de fréquence spécifique comprend avantageusement :
- une première probabilité désignée HN' (i,S,Xj,j) qui désigne la
probabilité de l'événement précédemment mentionné AN' {j,,S,xt,j), probabilité que la station de base serveuse soit brouillée kj fois par la station de base brouilleuse équivalente sur la fréquence fi et que j bits transmis à la fréquence porteuse fi par la station de base serveuse soit brouillés, sachant que la fréquence porteuse fi de cette dernière apparaît x; fois ;
- une deuxième probabilité HN' (i, S, xi ) , probabilité de l'événement k- / \
AN' [1,8,X1), probabilité que la station de base serveuse soit brouillée k; fois par la station de base brouilleuse équivalente sur la fréquence fi, sachant qu'elle apparaît x; fois ;
- une troisième probabilité HN' (S,X), probabilité de l'événement k- / \ AN' (S, X) , probabilité que la station de base serveuse soit brouillée k fois, sachant que la séquence de saut de la station de base serveuse est celle de la configuration.
Les première, deuxième et troisième probabilités précitées sont définies à partir de la probabilité HN' (/) désignant la probabilité que k bits soit effacés pendant N trames de communication FTDMA sur la fréquence fj. Cette probabilité s'obtient de la même manière que pour le saut de fréquence généralisé, cette probabilité étant dans le cas du saut de fréquence généralisé identique pour toutes les fréquences. Compte tenu des définitions précitées :
- la première probabilité vérifie la relation (7) : Relation (7) :
C C" ' ' H$ (i,S,xtj) = Xi N~Xi Hj1 (J)
CN
- la deuxième probabilité vérifie la relation (8) : Relation (8) :
Figure imgf000021_0001
— la troisième probabilité vérifie la relation (9) :
Relation (9) :
Figure imgf000021_0002
Dans la relation (7) précédente exprimant la première probabilité de l'événement selon lequel la serveuse est brouillée k; fois et j bits de la fréquence fi
sont brouillés sachant que cette fréquence fi y apparaît xi fois, le rapport
Figure imgf000021_0003
^N désigne en fait le taux d'apparition relative de k,- bits brouillés à la fréquence fi dans
N trames et Hn ] (i) désigne en fait la probabilité que j bits parmi n bits soient brouillés à la fréquence fi. L'étape B^ est alors suivie d'une étape B'3, laquelle consiste à calculer la probabilité que le taux d'erreur binaire à la valeur k/N soit subi par la trame de communication FTDMA ou trame de service de la station de base serveuse. La valeur de probabilité de taux d'erreur binaire précité vérifie la relation (10) :
Relation fl 0) :
Figure imgf000022_0001
En fait, la valeur de probabilité de taux d'erreur binaire égal à K/N précité est établie pour une probabilité P(x) d'apparition de la configuration x des fréquences de saut de la station de base serveuse comme la somme sur l'ensemble des configurations de chacune des troisièmes probabilités que la station serveuse soit brouillée K fois pondérée par la probabilité P(x) d'apparition de la configuration correspondante.
Une description plus détaillée d'un système de calcul en un point donné de l'espace de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par une station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses opérant conformément au procédé, objet de l'invention, tel que décrit précédemment dans la description, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 4.
Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure précitée, le système objet de l'invention, inclut au moins une unité de calcul CU de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par la station de base serveuse S en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses B, ainsi que mentionné précédemment dans la description. L'unité de calcul CU précitée comporte au moins, outre une unité centrale de traitement CPU et des organes d'entrée/sortie I/O associées à une mémoire de travail RAM, un module Mi de calcul de la probabilité de la collision entre salves telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par l'intermédiaire de l'onde porteuse un nombre K de fois pendant la durée d'un nombre déterminé N de trames de communication courantes successives sur la salve, ainsi que décrit précédemment dans la description en liaison avec les figures 2, 3a et 3b. En outre, l'unité de calcul CU comporte également un module M2 de calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soit effacé par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant une durée d'un même nombre de trames de communication transmises par la station de base serveuse en fonction de la probabilité de collision entre salves, ainsi que décrit précédemment dans la description en liaison avec la figure 2 et la figure 3b.
En outre, ainsi qu'on l'observera sur la figure 4, l'unité de calcul CU peut avantageusement comporter une mémoire programmable non volatile notée PM permettant de mémoriser par exemple les première, deuxième, troisième, quatrième et cinquième probabilités d'apparition d'un équipement transmetteur permettant de déterminer la probabilité de collision entre salves ainsi que décrit précédemment dans la description.
La mémoire programmable PM peut également permettre avantageusement de mémoriser les première, deuxième et troisième probabilités que la station serveuse B soit brouillée k fois en situation de saut de fréquence spécifique.
On comprend, en particulier, que l'existence de la mémoire programmable PM non volatile précitée n'est pas indispensable mais que toutefois, cette dernière permet ainsi de mémoriser des configurations de réseau spécifiques ou de parties de réseau et, qu'en conséquence, lors d'une variation du réseau par extension et/ou modification des caractéristiques radioélectriques de ce dernier, il est alors possible de réactualiser les valeurs mémorisées dans la mémoire programmable non volatile PM précitée.
Le système objet de l'invention, apparaît alors particulièrement bien adapté soit au calcul de réseau ou de plans de fréquences, soit à la maintenance et à la gestion technique de ces derniers.
Enfin, ainsi que représenté sur la figure 4, le système, objet de l'invention, comporte en outre avantageusement interconnecté à l'unité de calcul CU du taux d'erreur binaire, une première base de données notée DBi permettant de délivrer, pour un réseau ou une partie de réseau, les paramètres de charge p par station serveuse S et/ou brouilleuse B, une deuxième base de données permettant de délivrer pour le réseau ou la partie de réseau correspondante, le nombre α d'équipement transmetteur et de fréquence par station serveuse S et/ou brouilleuse B et une troisième base de données DB3 permettant de délivrer des données de propagation selon une représentation spatiale maillée et des tables de valeur de qualité de réception permettant d'établir une valeur de probabilité d'effacement de bits, la valeur θ dans le cas d'une collision entre intervalles temporels de deux stations de bases distinctes.
Enfin, une quatrième base de données DB4 permet de délivrer pour le réseau ou la partie de réseau considérée, le plan de fréquences choisi entre un saut de fréquence généralisé respectivement un saut de fréquence spécifique. La quatrième base de données permet en particulier de délivrer le paramètre γ pour le réseau ou la partie de réseau considérée. On rappelle que les valeurs de probabilité θ, probabilité d'effacement de bits sachant qu'il y a collision entre salves, sont obtenues à partir de tables de performance de taux d'erreur bit en fonction des valeurs d'interférence C/I. Enfin, la présente invention couvre un produit de programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation et exécutable par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un système dédié, tel que le système objet de l'invention décrit en liaison avec la figure 4. Ce produit de programme d'ordinateur peut avantageusement être implanté dans le module Mi représenté en figure 4, soit à partir d'un support d'enregistrement, soit par téléchargement par exemple.
Le produit de programme d'ordinateur précité, lors de l'exécution d'instructions du programme exécutable, c'est-à-dire après appel en mémoire vive et exécution par l'unité centrale de traitement CPU, exécute le calcul de la probabilité de collision entre salves, telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence de l'onde porteuse courante un nombre K de fois pendant la durée d'un nombre déterminé N de trames de communication courantes successives sur la salve, ainsi que décrit précédemment dans la description en liaison avec les figures 2 et 3 a.
L'invention couvre en outre un produit de programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation et exécutable par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un système dédié, tel que décrit précédemment dans la description en liaison avec la figure 4.
Il est remarquable en ce que, lors de l'exécution d'instructions du programme exécutable précité, celui-ci ayant été chargé en mémoire de travail et exécuté par l'unité centrale de traitement CPU, le programme précité exécute le calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soient effacés par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant une durée d'un même nombre N de trames de communication transmises par ladite station serveuse, en fonction de la probabilité de collision entre salves, ainsi que décrit précédemment dans la description en liaison avec les figures 2 et 3a ou 3b.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de calcul, en un point donné de l'espace, de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par une station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses, chaque trame de communication courante étant transmise par ladite station de base serveuse par salves pendant un intervalle de temps de N trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs chacun d'une onde porteuse courante, soumise à un saut de fréquence, et allouée à un intervalle temporel, chaque trame de communication étant soumise par son onde porteuse à l'interférence potentielle de trames de communication concurrentes transmises pendant un intervalle de temps de N trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs d'une onde porteuse brouilleuse concurrente, soumise à un saut de fréquence, et allouée à un intervalle temporel, caractérisé en ce qu'il consiste au moins à :
— calculer la probabilité de collision entre salves, telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence de ladite onde porteuse courante un nombre K de fois pendant la durée d'un nombre déterminé N de trames de communication courantes successives, sur ladite salve ;
- calculer la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soient effacés par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant une durée d'un même nombre N de trames de communication transmises par ladite station serveuse, en fonction de ladite probabilité de collision entre salves.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à calculer ladite probabilité de collision entre salves consiste, pour tout état de bouillage, après n trames de communication FTDMA consécutives, pour un nombre N de trames de communication FTDMA suivantes, à calculer ladite probabilité de collision entre salves à partir de la probabilité d'une pluralité de collisions entre salves à partir de la probabilité d'une pluralité d'événements de bouillage et d'apparition d'une station brouilleuse, sachant qu'un nombre déterminé i de stations brouilleuses sont déjà apparues, lesdites probabilités d'événements de brouillage et d'apparition d'une station de brouillage comportant :
- une première probabilité de non apparition d'un équipement transmetteur d'une station, brouilleuse ou non, sur la fréquence de ladite station de base serveuse ;
- une deuxième probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur n'était pas intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- une troisième probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station non brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur n'était pas intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- une quatrième probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur était déjà intervenu lors de n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- une cinquième probabilité d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station non brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur était déjà intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour un nombre α d'équipements transmetteurs d'une station brouilleuse, un nombre γ de fréquences de saut de cette station brouilleuse, un taux de charge p de cette station brouilleuse et une différence β=γ-α entre le nombre de fréquences de saut et le nombre d'équipements transmetteurs de cette station brouilleuse, - ladite première probabilité A0 = P(T0) = P- où T0 désigne γ l'événement d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station, brouilleuse ou non, sur la fréquence de ladite station serveuse ;
- ladite deuxième probabilité Af = P(T;+1 ) = — - p où TJ+1
T désigne l'événement d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur n'était pas intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- ladite troisième probabilité Ai+1 = P(T1+1) = (α ~ 1X1 -P) où T1+1 γ désigne l'événement d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station non brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur n'était pas intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes ;
- ladite quatrième probabilité R^ = P(T+ b) = - où Tb désigne
T l'événement d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur était déjà intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes et b désigne le nombre d'équipements transmetteurs de cette station brouilleuse déjà intervenus ;
- ladite cinquième probabilité Rc = P(TC) = — où Tf désigne γ l'événement d'apparition d'un équipement transmetteur d'une station non brouilleuse, sachant que cet équipement transmetteur était déjà intervenu lors des n trames de communication FTDMA consécutives précédentes et c désigne le nombre d'équipements transmetteurs de cette station non brouilleuse déjà intervenus.
4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite probabilité de collision de salves est exprimée comme une distribution de probabilités de collision entre intervalles temporels d'une station serveuse et d'une station brouilleuse sur la durée d'une trame de service.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le taux d'erreur binaire pour une station brouilleuse donnée sur une fréquence fi est calculé comme le cumul de la probabilité de collision de salves et de la probabilité d'effacement de bit, sachant qu'il existe une collision de trame.
6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que, pour une pluralité d'au moins p stations brouilleuses, le taux d'erreur binaire engendré par les p stations brouilleuses est calculé comme le cumul de la station brouilleuse équivalente aux p-1 stations brouilleuses et de la peme station brouilleuse, le cumul de deux stations brouilleuses respectivement d'une station brouilleuse équivalente et d'une station brouilleuse définissant une autre station brouilleuse équivalente effaçant K bits pendant N trames de communication FTDMA consécutives.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, l'opération de calcul de ladite probabilité de taux d'erreur binaire consiste, pour un saut de fréquences généralisé, toutes les stations serveuses et/ou brouilleuses sautant sur les mêmes fréquences de saut et toutes les fréquences de saut étant équiprobables, à assimiler
- toutes les séquences de saut à des séquences équiprobables, et, pour chaque séquence de saut, — la probabilité de brouillage de ladite station serveuse à la probabilité de brouillage de cette station serveuse en l'absence de saut de fréquence sur cette station serveuse pendant les N trames de communication FTDMA.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'opération consistant à calculer ladite probabilité d'erreur binaire consiste, pour un saut de fréquence spécifique comportant des fréquences de saut et des fréquences fixes spécifiques non connues à priori formant une configuration de saut de fréquence, pour chaque fréquence fi de la station serveuse, à :
— déterminer le nombre Xj de fois où la station serveuse apparaît sur la fréquence de saut fi pour un nombre déterminé nf de fréquences de saut ; et - calculer ladite probabilité de taux d'erreur binaire à partir de la probabilité d'une pluralité d'événements de brouillage et d'apparition de chaque fréquence de saut de ladite station serveuse, en présence de toutes les stations brouilleuses, ladite pluralité de probabilités d'événements comportant :
— une première probabilité que ladite station serveuse soit bouillée kj fois par ladite station brouilleuse équivalente sur la fréquence fi et que j bits transmis à la fréquence porteuse fi soient brouillés, sachant que ladite fréquence porteuse fi apparaît Xi fois ;
- une deuxième probabilité que ladite station serveuse soit brouillée k; fois par ladite station brouilleuse équivalente sur la fréquence fi, sachant qu'elle apparaît Xj fois ; - une troisième probabilité que ladite station serveuse soit brouillée k fois, sachant que la séquence de saut de ladite station serveuse est celle de ladite configuration.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite première probabilité est établie comme le cumul de la probabilité que j bits de n bits précédents soient brouillés par la station brouilleuse équivalente à la fréquence fi dans N trames de communication FTDMA.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour une probabilité P(x) d'apparition de ladite configuration, x désignant l'événement d'apparition de ladite configuration, ladite probabilité d'erreur binaire est établie comme la somme sur l'ensemble des configurations de chacune desdites troisième probabilités que ladite station serveuse soit bouillée k fois pondérée par la probabilité d'apparition de la configuration correspondante.
11. Système de calcul, en un point donné de l'espace, de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par une station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses, chaque trame de communication courante étant transmise par ladite station de base serveuse par salves pendant un intervalle de temps de N Trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs chacun d'une onde porteuse courante, soumise à un saut de fréquence, et alloué à un intervalle temporel, chaque trame de communication étant soumise par son onde porteuse à l'interférence potentielle de trames de communication FTDMA concurrentes transmises pendant un intervalle de temps de N trames FTDMA sur un canal physique formé par un ensemble de canaux fréquentiels constitutifs d'une onde porteuse brouilleuse concurrente, soumise à un saut de fréquence et allouée à un intervalle temporel, caractérisé en ce qu'il inclut au moins une unité de calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire d'une trame de communication courante transmise en FTDMA avec saut de fréquence par ladite station de base serveuse en présence d'une pluralité de stations de base brouilleuses comportant au moins, outre une unité centrale de traitement et des organes d'entrée/sortie : - un module de calcul de la probabilité de collision entre salves, telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence de ladite one porteuse un nombre K de fois pendant la durée d'un nombre déterminé N de trames de communication courantes successives sur ladite salve ; et, - un module de calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soient effacés par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant une durée d'un même nombre N de trames de communication transmises par ladite station de base serveuse, en fonction de ladite probabilité de collision entre salves.
12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'unité de calcul comporte en outre une mémoire programmable non volatile permettant de mémoriser au moins :
- une première, une deuxième, une troisième, une quatrième, une cinquième valeur de probabilité liée à l'apparition ou à la non apparition d'un équipement transmetteur d'une station de base permettant de calculer ladite probabilité de collision entre salves ;
— une première, une deuxième et une troisième valeur de probabilité qu'une station de base serveuse soit brouillée un nombre de fois déterminé permettant de calculer la probabilité du taux d'erreur binaire K/N.
13. Système selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, interconnectées à ladite unité de calcul du taux d'erreur binaire :
- une première base de données permettant de délivrer pour un réseau ou une partie de réseau les paramètres de charge p en trafic par station serveuse et/ou brouilleuse ;
- une deuxième base de données permettant de délivrer pour ledit réseau ou ladite partie de réseau le nombre α d'équipements transmetteurs et de fréquences par station serveuse et/ou brouilleuse ;
- une troisième base de données permettant de délivrer des données de propagation selon une représentation spatiale maillée et des tables de valeurs de qualité de réception, permettant d'établir une valeur de probabilité d'effacement de bit dans le cas d'une collision entre intervalle temporel de deux stations de base distinctes ;
- une quatrième base de données permettant de délivrer, pour ledit réseau ou ladite partie de réseau, le plan de fréquences choisi.
14. Produit de programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation et exécutable par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un système dédié, selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que, lors de l'exécution d'instructions dudit programme exécutable, celui-ci exécute le calcul de la probabilité de collision entre salves, telle qu'une onde porteuse brouilleuse concurrente de fréquence déterminée soit brouilleuse par interférence de ladite onde porteuse courante un nombre K de fois pendant la durée d'un nombre déterminé N de trames de communication courantes successives sur ladite salve, selon l'une des revendications 1 à 6.
15. Produit de programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation et exécutable par un ordinateur ou par l'unité centrale de traitement d'un système dédié, selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que, lors de l'exécution d'instructions dudit programme exécutable, celui-ci exécute le calcul de la probabilité du taux d'erreur binaire K/N tel qu'un même nombre déterminé de K bits de la trame courante soient effacés par interférence de l'onde porteuse courante avec au moins une onde porteuse brouilleuse concurrente pendant une durée d'un même nombre N de trames de communication transmises par ladite station serveuse, en fonction de la probabilité de collision entre salves, selon l'une des revendications 7 à 10.
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