WO2017060619A1 - Method for controlling power distributed between k emitters and corresponding system - Google Patents

Method for controlling power distributed between k emitters and corresponding system Download PDF

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WO2017060619A1
WO2017060619A1 PCT/FR2016/052558 FR2016052558W WO2017060619A1 WO 2017060619 A1 WO2017060619 A1 WO 2017060619A1 FR 2016052558 W FR2016052558 W FR 2016052558W WO 2017060619 A1 WO2017060619 A1 WO 2017060619A1
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WO
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transmitter
power control
transmitters
conditional probability
probability distribution
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/052558
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French (fr)
Inventor
Samson Lasaulce
Raphaël Visoz
Original Assignee
Orange
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/18TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/243TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0452Multi-user MIMO systems

Definitions

  • the present invention relates to the field of telecommunications.
  • the invention relates to power control techniques emitted by a transmitter in a context where this transmitter can be impacted by transmitters of the same technology or different technologies that use common radio resources on a network. the same geographical area, that is to say on an area where the communications of one disturb the communications of another, it is said that there is an interference phenomenon.
  • the invention is placed in the context of a telecommunication system with K transmitters each having T k transmit antennas and K receivers which communicate respectively with the K transmitters via links or communication channels, K> 1.
  • the links are described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains G ⁇ of multiple input and output channels (MIMO), i G ⁇ 1, ..., K], i ⁇ 1, ... , K ⁇ .
  • MIMO multiple input and output channels
  • a transmitter may as well be a base station as an access point of an access network or a terminal.
  • the power control consists in adapting the power p k of the transmitter ke ⁇ l, ..., K ⁇ to the knowledge that the latter has transmission conditions while attempting to optimize the performance of the system.
  • To evaluate the impact of the transmitted power on the performance of the interference system it is common practice to evaluate the performances by means of a rate-sum metric given by the sum of the individual K rates and which corresponds to a defined function w. as following :
  • the function w determines a sum rate on the system at K transmitters and K receivers.
  • the term k of the sum flow w corresponds to the individual flow rate of the user k and depends only on its RSIB (signal ratio to interference plus noise or SINR according to English terminology).
  • the value of the RSIB generally depends on the transmitted power levels of all the transmitters p 1 (... , p K and the various attenuations of the incident links for the receiver k, these attenuations being given by the positive scalar quantities g lk,. .., g Kk
  • the quantity g lk represents the attenuation that separates the link between the transmitter 1 and the receiver K.
  • the RSIB of the user k is typically expressed as follows:
  • the power control method amounts to determining a function p k ( gkk ) 3 ⁇ 4 u ift correspond a power to the knowledge that the transmitter k of the gain g kk of the direct link.
  • At k ⁇ 0 is a determined threshold and P max is the maximum transmission power, assumed to be identical for all transmitters.
  • KLGS2015 also proposes an iterative method, specific to the considered scenario, for setting the thresholds ⁇ ⁇ ,. . . , ⁇ ⁇ .
  • the function of power control p g k kk) is chosen empirically or ad hoc for the performance criterion considered: the decision rule adopted by the authors is to transmit at maximum power if the quality of the communication link kk ( between the transmitter k and the receiver k) is good enough and not to emit otherwise.
  • the relevance of the choice of the function is measured by a performance evaluation by considering T temporal realizations for all the attenuations ⁇ ⁇ , - - -, ⁇ of the links of the system. Typically these embodiments are selected as T observations of attenuations over time. These T realizations make it possible to evaluate the performance of the telecommunication system over T communication periods, each period being characterized by a state in terms of quality of links represented by the realization of the quantities g l ,. . . , g KK .
  • the performance evaluation consists in evaluating the average value of a performance criterion typically given by equation (1). This average W T is expressed in the form:
  • £ is the block index or communication period and T is the number of blocks considered.
  • ⁇ 7n (£) is the attenuation value of the link between the transmitter 1 and the receiver 1 for the communication period t;
  • the function w represents the performance criterion considered (for example w is the sum flow function defined by equation (1)).
  • a disadvantage of this method is that an ad-hoc choice of the power control function generally leads, for a given performance criterion, to a sub-optimality in terms of average performance that is to say measured by the criterion of equation (4).
  • Equation (1) is a special case of (5) when the weights a k are taken as being all equal to 1.
  • the threshold functions given by (3) for the performance criterion (5) can induce a significant loss of performance.
  • the threshold method can be very suboptimal.
  • LT2011 defines energy efficiency as a ratio of profit (net transmission rate) to cost (transmission power):
  • the quantity R k is fixed and represents the individual raw flow rate of the user k. This rate is in bits per second and depends on the choice of modulation and coding scheme (MCS).
  • MCS modulation and coding scheme
  • the quantity R k f (RSlB k (g lk , ..., g Kk , p, ..., p K )) represents the benefit of the communication, this benefit being all the greater as the RSIB is large ( but saturates with the value R k ).
  • the power p k represents the cost of communication and is expressed in Joule per second (Watt).
  • the physical unit of w is therefore the bit by Joule, a unit that measures the energy efficiency.
  • the threshold functions of type (3) are very sub-optimal for the energy performance criterion (6).
  • the invention proposes a power control technique making it possible to improve the overall performance of a telecommunication system with K transmitters and K receivers compared with known methods.
  • MIMO multiple input and output channels
  • the covariance matrix of dimension T k ⁇ T k of the signal emitted by a transmitter k is determined by a conditional probability distribution Qk (Pk representative of the power control knowing the observation Y k available to the transmitter k channel gains, k G ⁇ 1, ..., K).
  • Qk conditional probability distribution
  • a global metric W (Q lt Q K ) is expressed as:. . , G KK) Y (Y t,..., ⁇ ⁇ lt GI, G KK) GKK, P * PI)
  • the global metric is therefore expressed as a sum over all possible values of the direct and interfering channel gains, over all possible power values, and over all possible values of the observations available to the transmitters of the channel gains.
  • the number of possible discrete levels determines the complexity of the proposed power control algorithm at first order.
  • w (G 11 (... , G ⁇ , P 1 (... , PK ) is an instantaneous metric function that responds to a global quality of service for the K transmitters
  • p (G 11 (... , G ⁇ ) is a statistic of the set of channel gains
  • G 11 (... , G KK ) is a statistic of the set of estimates Y k of conditioned gains
  • conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k as being that which maximizes the average global metric considering the conditional probability distributions
  • the power emitted at a time t by the transmitter k is given by the conditional probability distribution, determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y fe at this instant t.
  • the coefficients G ⁇ , Gj j can model both the attenuation associated with the spread coefficients (path loss) as the coefficients of weakness associated with slow fading (shadowing) or fast (fast fading).
  • path loss the coefficients of weakness associated with slow fading (shadowing) or fast (fast fading).
  • fast fading fast fading
  • the method described in [LVV2013] makes it possible to estimate the joint probabilities from realizations of the gains of direct and interfering channels. Indeed, it is much easier (robust and efficient) to go back to the joint probabilities of the radio link coefficients than to know the overall state of the channel at a time t.
  • the power emitted by the transmitter k depends on a coordination key U, the global metric WQ, Q K ) is then expressed as:
  • the instantaneous metric function w (G 11 (... , G 1 , P 1 ( .., ⁇ ⁇ )) is the sum on the K transmitters of the ratio between a net transmission rate on an emitted power.
  • This metric makes it possible to measure an energy efficiency of the system with K transmitters and K receivers.
  • the observation Y FE for the transmitter k is equal to an estimate G kk of the direct link.
  • the channel gains follow an exponential distribution.
  • the invention further relates to a telecommunication system comprising K transmitters and K receivers.
  • K transmitters each transmitter participating in the implementation of the power control method according to the invention.
  • the K transmitters each have T k transmit antennas and are respectively in communication with the K receivers via communication links described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains of channels with multiple inputs and outputs (MIMO).
  • MIMO multiple inputs and outputs
  • the size covariance matrix T k ⁇ T k of the signal emitted by the transmitter k is determined by a conditional probability distribution Q k (P k ⁇ Y k ) representative of the power control knowing the observation Y k available at the time.
  • the observation Y k can gather a discrete set of scalar, vectorial or matrix observations.
  • the transmitters have the knowledge of a global metric WQ,. . . , Q K ) expressed as:
  • Each transmitter includes a processor and an amplifier such as:
  • the processor determines the conditional probability distribution Q ⁇ +1 ⁇ representative of the power control as being that which maximizes the average overall metric by Qk + v "' ⁇ Qt representative of the power control of other transmitters previously obtained as fixed.
  • the transmitter amplifier k emits at a time t a signal at the power p k given by the conditional probability distribution determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y fe at this instant t.
  • the steps of the method according to the invention of power control implemented by an emitter are determined by the instructions of a program incorporated in an electronic circuit such as a chip.
  • the transmitter is part of a communication entity (base station, access point, etc.).
  • the power control method according to the invention can just as easily be implemented when this program is loaded into a calculation such a processor or equivalent whose operation is then controlled by the execution of the program.
  • the invention also applies to a computer program, including a computer program on or in an information carrier, adapted to implement the invention.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code such as in a partially compiled form, or in any other form desirable to implement a method according to the invention.
  • the program according to the invention can in particular be downloaded to an Internet-type network and transmitted in the form of a succession of binary data.
  • the information carrier may be any device capable of storing the program.
  • the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD ROM, a USB key or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, by a hard disk.
  • storage means such as a ROM, for example a CD ROM, a USB key or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, by a hard disk.
  • the information carrier may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • FIG. 2 is a diagram of the simplified structure of a transmitter intended for a system implementing a method according to the invention.
  • the system can be shown schematically in FIG. 1.
  • the K transmitters are for example those of K access points API, AP2 and APK and the K receivers are those of K stations STA1, STA2 and STAK.
  • the communication links are symbolized by lines between transmitters and receivers, they are supposed to be independent of each other.
  • Each transmitter and receiver can be equipped with one or more antennas.
  • each transmitter has T k transmit antennas and each transmitter has R k receiving antennas.
  • the gain of the link kk is therefore a matrix G kk .
  • the links are described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains G j i channels with multiple inputs and outputs.
  • the proposed invention thus covers the case of multiple input multiple output (MIMO) links as well as the multi-band MIMO case which corresponds to the case where P fe is diagonal block, each block being of dimension T k T k .
  • Each block expresses the pre-coding V k which will link the T k antennas and the T k power levels (P x , ..., P r ) of the spatially multiplexed data streams at its input and can be written V fe diag (P 1 , ..., P T ) V * k where the operator * is the conjugated transpose.
  • the pre-coding matrices belong to a discrete dictionary (codebook in the English terminology) and the power values to a finite set of possible values (including the null value), it follows that the matrices P fe belong to a finite discrete set of matrices (or live in a discrete set).
  • each transmitter APk has the observation Y k gains G jk channels, k G ⁇ 1, ..., K).
  • the acquisition by the transmitter APk of the observation of the channel gains for all j G ⁇ 1, ..., K] is performed according to known methods for estimating channel gains.
  • the size covariance matrix T k ⁇ T k of the signal transmitted by a transmitter k is determined by a conditional probability distribution Q k (P k ⁇ Y k ) representative of the power control knowing the observation Y k .
  • the invention is based on a function w which represents a performance criterion to be maximized on each block of data to be transmitted by an issuer.
  • the value of w depends on the realizations of the gains or qualities of the links g jk and the transmission power levels, which structures w as follows in the particular case of a system with two transmitters and two receivers:
  • Q jk (respectively T k ) is the set in which lives g jk (respectively p k ).
  • the invention considers discrete and finite sets.
  • the method includes an initial quantization procedure. The size of these sets is chosen so as to limit the computation complexity of the proposed method and to obtain a certain robustness in the face of estimation or measurement errors.
  • the notation P fe (Y fe (t)) means that the transmitter k chooses on each time slot indexed by t its power matrix P fe as a function of the observation M k (t) available for this interval.
  • Function : (G (£) G KK (t), PiCYi Ct)) P * (Y K (£)) (8) is an instantaneous metric function corresponding to an overall quality of service for the K transmitters.
  • the method according to the invention considers an asymptotic W approximation of the criterion W T given by the average performance relation (7) based on the properties of ergodicity and stationarity of the joint probabilities.
  • This performance criterion W is a statistical average of the instant metric function w given by the expression (8).
  • the expression of this global metric W (Q lt Q K ) is the following:
  • This known global metric of each transmitter is a sum on all possible values of the direct and interfering channel gains, on all the possible power values and on all the possible values of the observations available to the transmitters of the channel gains.
  • the relation (9) is such that:
  • Y (Y 1 , ..., Y K ⁇ G 11 , ..., G KK ) is a statistic of the set of estimates Y K of the gains conditioned to the knowledge of all the links. This statistic expresses the degree of imperfection or partiality of knowledge of the transmitter k.
  • Qk (Pk ⁇ Yk) represents the power control function at the transmitter k, it is the conditional probability that the transmitter k uses the power matrix P k knowing its observation Y k .
  • Q k is the probability that the power level p k is selected knowing that the quality of the link kk has the value g kk .
  • p (G L , ..., G KK ) is the joint probability density, it is a CDI Channel Distribution Information known for all channel gains.
  • Independence this independence can be used as a simplifying assumption in the absence of correlation data) between the links allows to determine the joint distribution (or joint probabilities) from the statistics of all channel gains : ⁇ ⁇
  • each transmitter k initializes the conditional probability distribution representative of its power control:
  • N is a parameter.
  • the method determines the conditional probability distribution representative of the power control of the emitter k as the one that maximizes the mean global metric by considering the conditional probability distributions
  • the power emitted at a moment by the emitter k is then given by the conditional probability distribution, determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y fe at this instant t.
  • each transmitter has knowledge of a sequence of matrices called a coordination key.
  • This key is a sequence ⁇ ⁇ ⁇ , U (T) of realizations of a random matrix U exchanged during an initialization phase.
  • An example of a sequence U (1),. , U (7 ") is as follows:
  • the transmitter 1 transmits if U (t) is equal to one and the transmitter 2 emits if U (t) is zero, in this case the sequence (U (1), U (T)) represents a time-sharing policy between transmitters, when T becomes large, the number one of the sequence tends to the exact probability that the random variable is 1.
  • the emitters have a priori knowledge of Qi (Pi
  • Relationship (7) is replaced by:
  • P fe (Y fe (t), U (t)) means that the transmitter k chooses on each time interval (time slot) indexed by t its power matrix P fe according to what it knows: the observation Y fe (t) available for this interval and the value U (t) of coordination key for this interval.
  • Relationship (9) is replaced by:
  • Qy (U) is the statistical distribution of the coordination key.
  • F fe , U) (V k - P FE (Y fe , U)) is the conditional probability that the transmitter k uses a certain power matrix knowing its observation Y k and knowing the key U .
  • the metric to be optimized is, for example, the energy efficiency: w (g11, gl2, gl3-g21-g22, g23-g31-g32, g33-P1-Vl, Ps)
  • the respective initial functions of the emitters are Q ⁇ ° and Q ⁇ .
  • conditional probability distribution Q i (1) is determined by considering the conditional probability distributions representative of the power controls of the two other emitters previously obtained as fixed, these values are the initial functions Q 2 ° Q ⁇ -
  • relation (9) then becomes:
  • the links being independent:
  • the performance criterion function w (g 12 , g 13 , g 21 , g 22i , g 23 , g 31 , g 32i , g 33 , p 2 , p 3 ) is known either from the knowledge of its expression, by example the relation (4), or by the knowledge of an abacus (look-up table) which gives the values of the function.
  • conditional probability distribution Q is determined by considering the conditional probability distributions representative of the power control of the two other emitter wires previously obtained, these values being respectively fixed at the value Q obtained previously and at the initial function.
  • WIQ .Q .QW ⁇ 522 ( ⁇ ⁇ # ⁇ (p 2
  • conditional probability distribution Q 3 is determined by considering the conditional probability distributions representative of the power control of the two other emitters previously obtained, these values being respectively fixed at the values and Q 2 previously obtained.
  • the method has determined the functions Q i (Pi l ⁇ 7ii) and
  • conditional probability, 3 ⁇ 4 and Q 3 in a manner similar to the determination of the distributions il) il) il) il)
  • FIG. 3 successively represents the evolution of the power control functions
  • the simplified structure of an emitter EM intended for a system implementing a power control method according to the invention is described in connection with FIG. 2.
  • the emitter is a part of a WiFi access point denoted APk. , a base station of a cellular network, a femto cell, etc. of a SYS telecommunication system such as that shown in Figure 1.
  • the transmitter is in communication with a STAk receiver of the system.
  • Such an emitter EM comprises a memory 100 comprising a RAM buffer, a microprocessor ⁇ 101 driven by the computer program 102 implementing the power control method according to the invention and an amplifier 103.
  • the code instructions of the computer program 102 are for example loaded into the RAM before being executed by the microprocessor 101.
  • the microprocessor 101 implements the steps of the power control method described. previously, according to the instructions of the computer program 102, for outputting the amplifier 103 a signal at the determined power.
  • the microprocessor 101 uses the observation Y K of the channel gains as input.
  • the microprocessor 101 is aware of the global metric W (Q LT Q K ) and has:
  • the microprocessor 101 executes the code instructions of the computer program 102, the microprocessor of the emitter EM:
  • conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k as being that which maximizes the average global metric considering the conditional probability distributions
  • the amplifier 103 emits at a time t the telecommunication signal at the power p k given by the conditional probability distribution determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y k at this instant t.

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Abstract

The present invention relates to a method for controlling power distributed between K emitters each having Tk emission antennas intended for communicating respectively with K receivers via communication links described between the emitter j and the receiver i by a set of MIMO channel gains Gji , the covariance matrix with dimensions Tk x Tk of the signal emitted by the emitter k being determined by a conditional probability distribution Qk(PkΙYk ) representing the power control knowing the observation Yk available to the emitter k of the channel gains, k ∈ {1,..., K}, each emitter knowing a global metric W(Q 1,..., QK ). The method: initialises the conditional probability distribution, noted Qk (0), and in an iterative manner, with i being an iteration index, i = 0 to N — 1: and so on for each emitter k = 1 to K; determines the conditional probability distribution Qk (i+1) representing the power control of the emitter k as being that which maximises the mean global metric by considering the conditional probability distributions Q 1 (i+1),..., QK -1 (i+1), QK +1 (i),... QK (i) that represent the power control of the other emitters previously obtained as fixed. The power emitted at a time t by the emitter k is given by the conditional probability distribution, determined at the end of the iterative process, knowing the performance of the observations YK at that time t.

Description

Procédé de contrôle de puissance distribué entre K émetteurs et système correspondant Domaine de l'invention  Distributed power control method between transmitters and corresponding system Field of the invention
La présente invention se rapporte au domaine des télécommunications. Au sein de ce domaine, l'invention se rapporte aux techniques de contrôle de puissance émise par un émetteur dans un contexte où cet émetteur peut être impacté par des émetteurs d'une même technologie ou de technologies différentes qui utilisent des ressources radio communes sur une même zone géographique, c'est-à-dire sur une zone où les communications de l'un perturbent les communications d'un autre, on dit qu'il y a un phénomène d'interférence.  The present invention relates to the field of telecommunications. Within this field, the invention relates to power control techniques emitted by a transmitter in a context where this transmitter can be impacted by transmitters of the same technology or different technologies that use common radio resources on a network. the same geographical area, that is to say on an area where the communications of one disturb the communications of another, it is said that there is an interference phenomenon.
L'invention se place dans le contexte d'un système de télécommunication à K émetteurs ayant chacun Tk antennes d'émission et K récepteurs qui communiquent respectivement avec les K émetteurs via des liens ou canaux de communication, K>1. Les liens sont décrits entre l'émetteur j et le récepteur i par un ensemble de gains G^ de canaux à entrées et sorties multiples (MIMO), i G {1, ... , K], j e {1, ... , K}. Les liens sont directs lorsque j = i et les liens sont interférents lorsque j≠ i. Plus précisément, les liens Gji avec j G {1, ... , i— 1, i + 1, ... , K] interfèrent avec le lien du signal utile Ga au niveau du récepteur i. Un émetteur peut tout aussi bien être une station de base qu'un point d'accès d'un réseau d'accès ou qu'un terminal. The invention is placed in the context of a telecommunication system with K transmitters each having T k transmit antennas and K receivers which communicate respectively with the K transmitters via links or communication channels, K> 1. The links are described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains G ^ of multiple input and output channels (MIMO), i G {1, ..., K], i {1, ... , K}. The links are direct when j = i and the links are interfering when j ≠ i. More precisely, the links G j i with j G {1,..., I-1, i + 1,..., K] interfere with the link of the useful signal G a at the receiver i. A transmitter may as well be a base station as an access point of an access network or a terminal.
Le contrôle de puissance consiste à adapter la puissance pk de l'émetteur ke{ l,...,K} à la connaissance que ce dernier a des conditions de transmission tout en tentant d'optimiser les performances du système. Pour évaluer l'impact de la puissance émise sur les performances du système à interférence, il est courant d'évaluer les performances au moyen d'une métrique débit-somme donnée par la somme des K débits individuels et qui correspond à une fonction w définie comme suit : The power control consists in adapting the power p k of the transmitter ke {l, ..., K} to the knowledge that the latter has transmission conditions while attempting to optimize the performance of the system. To evaluate the impact of the transmitted power on the performance of the interference system, it is common practice to evaluate the performances by means of a rate-sum metric given by the sum of the individual K rates and which corresponds to a defined function w. as following :
w(0u, ... , 9KK. PI- - - PK)
Figure imgf000003_0001
l°g(l + RSIBfc(0lfc> ... , gKk, pt, ... , pK)) (1)
w (0u, ..., 9KK, PI- - - PK)
Figure imgf000003_0001
1 g (1 + RSIB fc (0 lfc> ..., g Kk , p t , ..., p K )) (1)
La fonction w détermine un débit somme sur le système à K émetteurs et K récepteurs.  The function w determines a sum rate on the system at K transmitters and K receivers.
Le terme k du débit somme w correspond au débit individuel de l'utilisateur k et ne dépend que de son RSIB (Rapport Signal à Interférence plus Bruit ou SINR selon la terminologie anglosaxonne). La valeur du RSIB dépend en général des niveaux de puissances émises de tous les émetteurs p1( . . . , pK et des différentes atténuations des liens incidents pour le récepteur k, ces atténuations étant données par les quantités scalaires positives glk, ... , gKk. La quantité glk par exemple, représente l'atténuation qui sépare le lien entre l'émetteur 1 et le récepteur k. Le RSIB de l'utilisateur k s'exprime typiquement comme suit : The term k of the sum flow w corresponds to the individual flow rate of the user k and depends only on its RSIB (signal ratio to interference plus noise or SINR according to English terminology). The value of the RSIB generally depends on the transmitted power levels of all the transmitters p 1 (... , p K and the various attenuations of the incident links for the receiver k, these attenuations being given by the positive scalar quantities g lk,. .., g Kk The quantity g lk, for example, represents the attenuation that separates the link between the transmitter 1 and the receiver K. The RSIB of the user k is typically expressed as follows:
RSIBfeG7lfe gKkl Vi PK) = °KKV A K V RSIB fe G7 lfe g Kkl V i PK) = ° KKV A K V
Σ +Z.j≠ky jkPj (2) avec σ2 la variance du bruit de communication autre que l'interférence (incluant notamment le bruit thermique du récepteur). Σ + Zj ≠ ky jkPj (2) with σ 2 the variance of the communication noise other than the interference (including in particular the thermal noise of the receiver).
Art antérieur Le procédé de contrôle de puissance revient à déterminer une fonction pk (gkk) ¾ui f^t correspondre une puissance à la connaissance qu'à l'émetteur k du gain gkk du lien direct. Prior art The power control method amounts to determining a function p k ( gkk ) ¾ u ift correspond a power to the knowledge that the transmitter k of the gain g kk of the direct link.
[KLGS2015] proposent une fonction de contrôle de puissance à seuil définie de la façon suivante :
Figure imgf000004_0001
[KLGS2015] propose a threshold power control function defined as follows:
Figure imgf000004_0001
où Àk≥ 0 est un seuil déterminé et Pmax est la puissance maximale d'émission, supposée identique pour tous les émetteurs. [KLGS2015] propose en outre une méthode itérative, spécifique au scénario considéré, pour régler les seuils λχ, . . . , λκ. where At k ≥ 0 is a determined threshold and P max is the maximum transmission power, assumed to be identical for all transmitters. [KLGS2015] also proposes an iterative method, specific to the considered scenario, for setting the thresholds λ χ ,. . . , λ κ .
La fonction de contrôle de puissance pk gkk) est choisie de manière empirique ou ad hoc pour le critère de performance considéré : la règle de décision adoptée par les auteurs est d'émettre à puissance maximale si la qualité du lien de communication kk (entre l'émetteur k et le récepteur k) est suffisamment bonne et de ne pas émettre autrement. The function of power control p g k kk) is chosen empirically or ad hoc for the performance criterion considered: the decision rule adopted by the authors is to transmit at maximum power if the quality of the communication link kk ( between the transmitter k and the receiver k) is good enough and not to emit otherwise.
La pertinence du choix de la fonction est mesurée par une évaluation de performance en considérant T réalisations temporelles pour l'ensemble des atténuations \ι, - - - , κκ des liens du système. Typiquement ces réalisations sont choisies comme étant T observations des atténuations dans le temps. Ces T réalisations permettent d'évaluer les performances du système de télécommunication sur T périodes de communications, chaque période étant caractérisée par un état en termes de qualité de liens représentés par la réalisation des quantités gl , . . . , gKK. L'évaluation de performance consiste à évaluer la valeur moyenne d'un critère de performance typiquement donné par l'équation (1). Cette moyenne WT s'exprime sous la forme : The relevance of the choice of the function is measured by a performance evaluation by considering T temporal realizations for all the attenuations \ ι, - - -, κκ of the links of the system. Typically these embodiments are selected as T observations of attenuations over time. These T realizations make it possible to evaluate the performance of the telecommunication system over T communication periods, each period being characterized by a state in terms of quality of links represented by the realization of the quantities g l ,. . . , g KK . The performance evaluation consists in evaluating the average value of a performance criterion typically given by equation (1). This average W T is expressed in the form:
WT = £∑t=i w (tfiiCO 0mr(O. Pi (0ii(O) Ρκ( κκ( ))) (4)  WT = Σt = i w (tfiiCO 0mr (O.Pi (0i (O) Ρκ (κκ ())) (4)
où £ est l'indice de bloc ou de période de communication et T est le nombre de blocs considérés. Par exemple, <7n (£) est la valeur de l'atténuation du lien entre l'émetteur 1 et le récepteur 1 pour la période communication t ; la fonction w représente le critère de performance considéré (par exemple w est la fonction débit somme définie par l'équation (1)). where £ is the block index or communication period and T is the number of blocks considered. For example, <7n (£) is the attenuation value of the link between the transmitter 1 and the receiver 1 for the communication period t; the function w represents the performance criterion considered (for example w is the sum flow function defined by equation (1)).
Un inconvénient de cette méthode est qu'un choix ad-hoc de la fonction de contrôle de puissance conduit en général, pour un critère de performances donné, à une sous-optimalité en termes de performance moyenne c'est-à-dire mesurée par le critère de l'équation (4).  A disadvantage of this method is that an ad-hoc choice of the power control function generally leads, for a given performance criterion, to a sub-optimality in terms of average performance that is to say measured by the criterion of equation (4).
Un opérateur de réseau de télécommunication donne généralement plus d'importance ou plus de débit à un utilisateur donné en fonction par exemple de la QoS qui lui est garanti. En notant <¾ le poids que l'opérateur donne à l'utilisateur k, la version pondérée de (1) est donnée par l'équation : w(0n, ... , 9κκ· Pi- - , VK) =∑fc=i ak log(l + RSIBfc(0ifc> ... , gKk, plt ... , pK)) (5) avec ak≥ 0. Quand le poids de pondération ak est grand, l'utilisateur k reçoit plus d'importance et le contrôle de puissance tend à favoriser son débit individuel. L'équation (1) est un cas particulier de (5) lorsque les poids ak sont pris comme étant tous égaux à 1. Les fonctions à seuil données par (3) pour le critère de performance (5) peuvent induire une perte de performances importante. Ainsi, si le critère de performance choisi permet de régler l'équité (« fairness ») entre utilisateurs, la méthode à seuil peut s'avérer très sous-optimale. A telecommunication network operator generally gives more importance or more speed to a given user based on, for example, the QoS that is guaranteed. Noting <¾ the weight that the operator gives to the user k, the weighted version of (1) is given by the equation: w (0n, ..., 9κκ · Pi- -, VK) = Σfc = i a k log (l + RSIB fc (0i fc> ..., g Kk , p lt ..., p K )) (5) with a k ≥ 0. When the weighting weight a k is large, the user k receives more importance and the power control tends to favor his individual flow. Equation (1) is a special case of (5) when the weights a k are taken as being all equal to 1. The threshold functions given by (3) for the performance criterion (5) can induce a significant loss of performance. Thus, if the chosen performance criterion allows fairness between users, the threshold method can be very suboptimal.
[LT2011] défini une efficacité énergétique comme un rapport bénéfice (débit net de transmission) sur coût (puissance d'émission) :  [LT2011] defines energy efficiency as a ratio of profit (net transmission rate) to cost (transmission power):
w(fif , . . . , gKK, Pi, . . . , PK) =∑fe=i (6) w (fu, ..., g KK , Pi, ..., PK) = Σfe = i (6)
Pk  pk
où 0 < /(x) < 1 est une fonction croissante représentant typiquement la probabilité de succès de transmission d'un paquet de données ("packet success rate"). La quantité Rk est fixée et représente le débit brut individuel de l'utilisateur k. Ce débit est en bit par seconde et dépend du choix de la stratégie de la modulation et de codage (MCS (modulation coding scheme)). La quantité Rkf(RSlBk(glk, . . . , gKk, p , . . . , pK)) représente le bénéfice de la communication, ce bénéfice est d'autant plus grand que le RSIB est grand (mais sature à la valeur Rk). La puissance pk représente le coût de la communication et s'exprime en Joule par seconde (Watt). L'unité physique de w est donc le bit par Joule, unité qui mesure bien l'efficacité énergétique. Les fonctions à seuils de type (3) s'avèrent très sous-optimales pour le critère de performances énergétiques (6). where 0 </ (x) <1 is an increasing function typically representing the probability of packet success rate ("packet success rate"). The quantity R k is fixed and represents the individual raw flow rate of the user k. This rate is in bits per second and depends on the choice of modulation and coding scheme (MCS). The quantity R k f (RSlB k (g lk , ..., g Kk , p, ..., p K )) represents the benefit of the communication, this benefit being all the greater as the RSIB is large ( but saturates with the value R k ). The power p k represents the cost of communication and is expressed in Joule per second (Watt). The physical unit of w is therefore the bit by Joule, a unit that measures the energy efficiency. The threshold functions of type (3) are very sub-optimal for the energy performance criterion (6).
Exposé de l'invention  Presentation of the invention
L'invention propose une technique de contrôle de puissance permettant d'améliorer la performance globale d'un système de télécommunication à K émetteurs et K récepteurs comparativement aux méthodes connues.  The invention proposes a power control technique making it possible to improve the overall performance of a telecommunication system with K transmitters and K receivers compared with known methods.
Ainsi, l'invention a pour objet un procédé de contrôle de puissance distribué entre K émetteurs ayant chacun Tk antennes d'émission destinés à communiquer respectivement avec K récepteurs via des liens de communication décrits entre l'émetteur j et le récepteur i par un ensemble de gains Gji de canaux à entrées et sorties multiples (MIMO) de liens directs lorsque j = i et de liens interférents lorsque j≠ i, i G {1, ... , K], j G {1, ... , K], K>1. Plus précisément, les liens G^ avec j G {1, — + 1, ... , K) interfèrent avec le lien du signal utile Ga au niveau du récepteur i. La matrice de covariance de dimension Tk x Tk du signal émis par un émetteur k est déterminée par une distribution de probabilité conditionnelle Qk(Pk
Figure imgf000005_0001
représentative du contrôle de puissance connaissant l'observation Yk disponible à l'émetteur k des gains de canaux, k G {1, ... , K). Une métrique globale W(Qlt QK) est exprimée sous la forme : . . , GKK)Y(Yt, . . . , Υκ I Glt, GKK) GKK, PI P*)
Thus, the subject of the invention is a power control method distributed between K transmitters each having T k transmitting antennas intended to communicate respectively with K receivers via communication links described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains G j i of multiple input and output channels (MIMO) of direct links when j = i and interfering links when j ≠ i, i G {1, ..., K], j G {1,. .., K], K> 1. More precisely, the links G ^ with j G {1, - + 1, ..., K) interfere with the link of the useful signal G a at the receiver i. The covariance matrix of dimension T k × T k of the signal emitted by a transmitter k is determined by a conditional probability distribution Qk (Pk
Figure imgf000005_0001
representative of the power control knowing the observation Y k available to the transmitter k channel gains, k G {1, ..., K). A global metric W (Q lt Q K ) is expressed as:. . , G KK) Y (Y t,..., Υ κ lt GI, G KK) GKK, P * PI)
Figure imgf000005_0002
La métrique globale est donc exprimée sous la forme d'une somme sur toutes les valeurs possibles des gains de canaux directs et interférents, sur toutes les valeurs possibles de puissance et sur toutes les valeurs possibles des observations disponibles aux émetteurs des gains de canaux. Le nombre de niveaux discrets possibles conditionnent au premier ordre la complexité de l'algorithme de contrôle de puissance proposé. Toutefois, il a été démontré que le processus reste très robuste pour des quantifications préalables des liens, des puissances et des observations grossières. w(G11 ( . . . , G^, P1 ( . . . , PK) est une fonction de métrique instantanée répondant à une qualité de service globale pour les K émetteurs, p(G11 ( . . . , G^) est une statistique de l'ensemble des gains de canaux et /(Yi, . . . , Yjf | G11 ( . . . , GKK) est une statistique de l'ensemble des estimées Yk des gains conditionnées à la connaissance de l'ensemble des liens. Chaque émetteur j dispose :
Figure imgf000005_0002
The global metric is therefore expressed as a sum over all possible values of the direct and interfering channel gains, over all possible power values, and over all possible values of the observations available to the transmitters of the channel gains. The number of possible discrete levels determines the complexity of the proposed power control algorithm at first order. However, it has been shown that the process remains very robust for prior quantifications of links, powers and coarse observations. w (G 11 (... , G ^, P 1 (... , PK ) is an instantaneous metric function that responds to a global quality of service for the K transmitters, p (G 11 (... , G ^) is a statistic of the set of channel gains and / (Y i , ..., Y jf | G 11 (... , G KK ) is a statistic of the set of estimates Y k of conditioned gains To the knowledge of all links, each issuer has:
de la connaissance statistique γ(Κ1 ( ... , Υκ \ (*ιι>> GRK) de l'ensemble des observations conditionnée à la connaissance de l'ensemble des liens, of the statistical knowledge γ (Κ 1 ( ..., Υκ \ (* ιι > - > GRK) of the set of observations conditioned on the knowledge of all the links,
de la connaissance statistique p(G11 ( . . . , G^) de l'ensemble des gains de canaux, de la fonction de métrique instantanée w(G11 ( . . . , G^, P1 ( . . . , Ρ^·). of the statistical knowledge p (G 11 (... , G ^) of the set of channel gains, of the instantaneous metric function w (G 11 (... , G ^, P 1 ( . · Ρ ^).
Le procédé selon l'invention :  The process according to the invention
initialise pour k = 1 à K, la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k, fonction initialisée notée et  initializes for k = 1 to K, the conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k, initialized function noted and
de manière itérative, avec i un indice d'itération, i = 0 à N— 1 : iteratively, with i an iteration index, i = 0 to N-1:
et de manière successive pour chaque émetteur k = 1 à K :  and successively for each transmitter k = 1 to K:
- détermine la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k comme étant celle qui maximise la métrique globale moyenne en considérant les distributions de probabilité conditionnelle - determines the conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k as being that which maximizes the average global metric considering the conditional probability distributions
Q[Î+ 1 " · , Qk- ι Qk+v " ' · QK ^ représentatives du contrôle de puissance des autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées. Q [ Î + 1 "·, Qk-ι Qk + v"'QK ^ representative of the power control of the other transmitters previously obtained as fixed.
Selon le procédé, la puissance émise à un instant t par l'émetteur k est donnée par la distribution de probabilité conditionnelle, déterminée à l'issue du processus itératif, connaissant une réalisation des observations Yfe à cet instant t. According to the method, the power emitted at a time t by the transmitter k is given by the conditional probability distribution, determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y fe at this instant t.
Il existe des techniques connues permettant à un émetteur j de connaître l'estimation du gain de canal direct GÛ et des gains de canaux interférant Gjj son récepteur i, j≠ i. Par exemple, les émetteurs échangent leurs gains de canaux estimés pendant une phase d'initialisation. There are known techniques allowing a transmitter j to know the estimate of the direct channel gain G Û and channel gains interfering Gj j its receiver i, j ≠ i. For example, the transmitters exchange their estimated channel gains during an initialization phase.
Les coefficients GÛ, Gjj peuvent modéliser aussi bien les coefficients d'affaiblissement liés à la propagation (path loss) que les coefficients d' affaiblissement liés aux évanouissements lents (shadowing) ou rapides (fast fading). Il existe en outre des techniques connues permettant de déterminer des probabilités conjointes. En particulier, le procédé décrit dans [LVV2013] permet d'estimer les probabilités conjointes à partir de réalisations des gains de canaux directs et interférents. En effet, il est beaucoup plus aisé (robuste et efficace) de remonter aux probabilités conjointes des coefficients de liens radio que de connaître l'état global du canal à un instant t. The coefficients G Û, Gj j can model both the attenuation associated with the spread coefficients (path loss) as the coefficients of weakness associated with slow fading (shadowing) or fast (fast fading). There are also known techniques for determining joint probabilities. In particular, the method described in [LVV2013] makes it possible to estimate the joint probabilities from realizations of the gains of direct and interfering channels. Indeed, it is much easier (robust and efficient) to go back to the joint probabilities of the radio link coefficients than to know the overall state of the channel at a time t.
Selon un mode de réalisation, la puissance émise par l'émetteur k dépend d'une clé de coordination U, la métrique globale W Q , QK) s'exprime alors sous la forme : According to one embodiment, the power emitted by the transmitter k depends on a coordination key U, the global metric WQ, Q K ) is then expressed as:
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0001
avec Qy(U) la distribution de probabilité utilisée pour générer la clé U.  with Qy (U) the probability distribution used to generate the key U.
Selon un mode de réalisation, la fonction de métrique instantanée w(G11 ( . . . , G^, P1 ( . . . , Ρ^·) est la somme sur les K émetteurs du rapport entre un débit net de transmission sur une puissance émise. According to one embodiment, the instantaneous metric function w (G 11 (... , G 1 , P 1 ( .., Ρ ·)) is the sum on the K transmitters of the ratio between a net transmission rate on an emitted power.
Cette métrique permet de mesurer une efficacité énergétique du système à K émetteurs et K récepteurs.  This metric makes it possible to measure an energy efficiency of the system with K transmitters and K receivers.
Selon un mode de réalisation, l'observation YFE pour l'émetteur k est égale à une estimée Gkk du lien direct. According to one embodiment, the observation Y FE for the transmitter k is equal to an estimate G kk of the direct link.
Selon un mode de réalisation, les gains de canaux suivent une distribution exponentielle.  In one embodiment, the channel gains follow an exponential distribution.
L'invention a en outre pour objet un système de télécommunication comprenant K émetteurs et K récepteurs. Chaque émetteur participant à la mise en œuvre du procédé de contrôle de puissance selon l'invention. Les K émetteurs ont chacun Tk antennes d'émission et sont en communication respectivement avec les K récepteurs via des liens de communication décrits entre l'émetteur j et le récepteur i par un ensemble de gains de canaux à entrées et sorties multiples (MIMO) de liens directs lorsque j = i et de liens interférents lorsque j≠ i, i G {1, ... , K], j G {1, ... , K], K>1. La matrice de covariance de dimension Tk x Tk du signal émis par l'émetteur k est déterminée par une distribution de probabilité conditionnelle Qk(Pk \Yk) représentative du contrôle de puissance connaissant l'observation Yk disponible à l'émetteur k des gains de canaux, k G {1, ... , K). L'observation Yk, comme l'utilisation du caractère gras l'indique, peut rassembler un ensemble discret d'observations scalaires, vectorielles ou matricielles. The invention further relates to a telecommunication system comprising K transmitters and K receivers. Each transmitter participating in the implementation of the power control method according to the invention. The K transmitters each have T k transmit antennas and are respectively in communication with the K receivers via communication links described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains of channels with multiple inputs and outputs (MIMO). direct links when j = i and interfering bonds when j ≠ i, i G {1, ..., K], j G {1, ..., K], K> 1. The size covariance matrix T k × T k of the signal emitted by the transmitter k is determined by a conditional probability distribution Q k (P k \ Y k ) representative of the power control knowing the observation Y k available at the time. emitter k channel gains, k G {1, ..., K). The observation Y k , as the use of the bold character indicates, can gather a discrete set of scalar, vectorial or matrix observations.
Les émetteurs ont la connaissance d'une métrique globale W Q , . . . , QK) exprimée sous la forme :
Figure imgf000008_0001
The transmitters have the knowledge of a global metric WQ,. . . , Q K ) expressed as:
Figure imgf000008_0001
Qk (.Pk \Yk) ) w(Gii Gra. Pi P» soit sous la forme d'une somme sur toutes les valeurs possibles des gains de canaux directs et interférents, sur toutes les valeurs possibles de puissance et sur toutes les valeurs possibles des observations disponibles aux émetteurs des gains de canaux avec w(G11( . . . , G^, P1( . . . , PK) une fonction de métrique instantanée répondant à une qualité de service globale pour les K émetteurs, avec p(GL , . . . , GKK) une statistique de l'ensemble des gains de canaux et avec Y(Y1 I . . . , YK \ CI11 I . . . I CIKK) une statistique de l'ensemble des estimées YK des gains conditionnées à la connaissance de l'ensemble des liens. Chaque émetteur j dispose : Qk (.Pk \ Yk)) w (Gii Gra. Pi P "either as a sum over all possible values of direct and interfering channel gains, on all possible power values and on all possible values observations available to the transmitters of the channel gains with w (G 11 (... , G 1 , P 1 (... , P K ) an instantaneous metric function responding to a global quality of service for the K transmitters, with p (G L,..., G KK) a statistics of all the channel gains and Y (Y 1 I..., K Y \ CI 11 I... I CI KK) a statistical of set of Y K estimates of the gains conditioned to the knowledge of the set of links Each issuer has:
de la connaissance statistique (Ylt ... , YK \ Gllt ... , GKK) de l'ensemble des observations conditionnée à la connaissance de l'ensemble des liens, of the statistical knowledge (Y lt ..., Y K \ G llt ..., G KK ) of all the observations conditioned to the knowledge of all the links,
- de la connaissance statistique p(G11( . . . , G^) de l'ensemble des gains de canaux, - the statistical knowledge p (G 11 (... , G ^) of the set of channel gains,
de la fonction de métrique instantanée w(G11( . . . , G^, P1( . . . , Ρ^·). the instant metric function w (G 11 (... , G ^, P 1 (... , Ρ ^ ·).
Chaque émetteur comprend un processeur et un amplificateur tels que :  Each transmitter includes a processor and an amplifier such as:
le processeur initialise pour k = 1 à K, la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k, fonction initialisée notée et de manière itérative, avec i un indice d'itération, i = 0 à N— 1 :  the processor initializes for k = 1 to K, the conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k, initialized function noted and iteratively, with i an iteration index, i = 0 to N-1:
et de manière successive pour k = 1 à K :  and successively for k = 1 to K:
le processeur détermine la distribution de probabilité conditionnelle Q^ +1^ représentative du contrôle de puissance comme étant celle qui maximise la métrique globale moyenne en
Figure imgf000008_0002
Qk+v " ' · Qt représentatives du contrôle de puissance des autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées.
the processor determines the conditional probability distribution Q ^ +1 ^ representative of the power control as being that which maximizes the average overall metric by
Figure imgf000008_0002
Qk + v "'· Qt representative of the power control of other transmitters previously obtained as fixed.
L'amplificateur de l'émetteur k émet à un instant t un signal à la puissance pk donnée par la distribution de probabilité conditionnelle, déterminée à l'issue du processus itératif, connaissant une réalisation des observations Yfe à cet instant t. The transmitter amplifier k emits at a time t a signal at the power p k given by the conditional probability distribution determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y fe at this instant t.
Selon une implémentation préférée, les étapes du procédé selon l'invention de contrôle de puissance mises en œuvre par un émetteur sont déterminées par les instructions d'un programme incorporé dans un circuit électronique telle une puce. L'émetteur fait partie d'une entité de communication (station de base, point d' accès, etc). Le procédé de contrôle de puissance selon l'invention peut tout aussi bien être mis en œuvre lorsque ce programme est chargé dans un organe de calcul tel un processeur ou équivalent dont le fonctionnement est alors commandé par l'exécution du programme. According to a preferred implementation, the steps of the method according to the invention of power control implemented by an emitter are determined by the instructions of a program incorporated in an electronic circuit such as a chip. The transmitter is part of a communication entity (base station, access point, etc.). The power control method according to the invention can just as easily be implemented when this program is loaded into a calculation such a processor or equivalent whose operation is then controlled by the execution of the program.
En conséquence, l'invention s'applique également à un programme d'ordinateur, notamment un programme d'ordinateur sur ou dans un support d'informations, adapté à mettre en œuvre l'invention. Ce 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 pour implémenter un procédé selon l'invention. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet et transmis sous la forme d'une succession de données binaires.  Accordingly, the invention also applies to a computer program, including a computer program on or in an information carrier, adapted to implement the invention. This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code such as in a partially compiled form, or in any other form desirable to implement a method according to the invention. The program according to the invention can in particular be downloaded to an Internet-type network and transmitted in the form of a succession of binary data.
Le support d'informations peut être n'importe quel dispositif capable de stocker le programme. The information carrier may be any device capable of storing the program.
Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM, une clé USB ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par un disque dur. For example, the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD ROM, a USB key or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, by a hard disk.
Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.  Alternatively, the information carrier may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
Liste des figures  List of Figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit d'exemples particuliers faite en regard de figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs.  Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of particular examples made with reference to appended figures given by way of non-limiting examples.
La figure 1 est une représentation schématique des liens de communication entre K émetteurs et K récepteurs, ces liens étant décrits par des gains de canaux de transmission directs lorsque j = i et des gains μ de canaux de transmission interférents lorsque j≠ i entre l'émetteur j et le récepteur i, i e [i K], j e [i K] -,  FIG. 1 is a schematic representation of the communication links between K transmitters and K receivers, these links being described by gains of direct transmission channels when j = i and gains μ of interfering transmission channels when j ≠ i between the emitter j and the receiver i, ie [i K], I [i K] -,
La figure 2 est un schéma de la structure simplifiée d'un émetteur destiné à un système mettant en œuvre un procédé selon l'invention.  FIG. 2 is a diagram of the simplified structure of a transmitter intended for a system implementing a method according to the invention.
La figure 3 illustre des résultats issus de simulations pour un système avec K=2.  Figure 3 illustrates results from simulations for a system with K = 2.
Description d'un mode de réalisation de l'invention  Description of an embodiment of the invention
Le système peut être schématisé par la figure 1. En sens descendant, les K émetteurs sont par exemple ceux de K points d'accès API, AP2 et APK et les K récepteurs sont ceux des K stations STA1, STA2 et STAK. En sens montant, la situation est inverse. Les liens de communication sont symbolisés par des traits entre émetteurs et récepteurs, ils sont supposés indépendants entre eux. Chaque émetteur et chaque récepteur peut être équipé d'une ou de plusieurs antennes. Dans un système MIMO, chaque émetteur dispose de Tk antennes d'émission et chaque émetteur dispose de Rk antennes de réception. Le gain du lien kk est donc une matrice Gkk. Ainsi, les liens sont décrits entre l'émetteur j et le récepteur i par un ensemble de gains Gji de canaux à entrées et sorties multiples. Les liens sont dits directs lorsque j = i et les liens sont dits interférents lorsque j≠ i, i G {1, ... , K], j G {1, ... , K], K>1. Pfe représente la matrice de covariance du signal émis par l'émetteur k : Pfe = E(x¾x^). L'invention proposée couvre donc le cas des liens MIMO (multiple input multiple output) ainsi que le cas MIMO multi-bande qui correspond au cas où Pfe est bloc diagonale chaque bloc étant de dimension Tk Tk . Chaque bloc, pour une bande donnée, exprime le pré-codage Vk qui va lier les Tk antennes et les Tk niveaux de puissances ( Px, ... , Pr ) des flux de donnés multiplexés spatialement à son entrée et peut s'écrire Vfediag( P1, ... , PT )V* k où l'operateur * est le transpose conjugué. En pratique les matrices de pré-codages appartiennent à un dictionnaire discret (codebook dans la terminologie anglo-saxonne) et les valeurs de puissances à un ensemble fini de valeurs possibles (incluant la valeur nulle), il s'en suit que les matrices Pfe appartiennent à un ensemble discret fini de matrices (ou vivent dans un ensemble discret). Le cas mono-bande et mono-antenne (Tk = 1) correspond au cas particulier où Pfe se réduit à un scalaire. The system can be shown schematically in FIG. 1. In the downstream direction, the K transmitters are for example those of K access points API, AP2 and APK and the K receivers are those of K stations STA1, STA2 and STAK. In ascending order, the situation is reversed. The communication links are symbolized by lines between transmitters and receivers, they are supposed to be independent of each other. Each transmitter and receiver can be equipped with one or more antennas. In a MIMO system, each transmitter has T k transmit antennas and each transmitter has R k receiving antennas. The gain of the link kk is therefore a matrix G kk . Thus, the links are described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains G j i channels with multiple inputs and outputs. The links are called direct when j = i and the links are said to be interfering when j ≠ i, i G {1, ..., K], j G {1, ..., K], K> 1. P fe represents the covariance matrix of the signal emitted by the transmitter k: P fe = E (x ¾ x ^). The proposed invention thus covers the case of multiple input multiple output (MIMO) links as well as the multi-band MIMO case which corresponds to the case where P fe is diagonal block, each block being of dimension T k T k . Each block, for a given band, expresses the pre-coding V k which will link the T k antennas and the T k power levels (P x , ..., P r ) of the spatially multiplexed data streams at its input and can be written V fe diag (P 1 , ..., P T ) V * k where the operator * is the conjugated transpose. In practice the pre-coding matrices belong to a discrete dictionary (codebook in the English terminology) and the power values to a finite set of possible values (including the null value), it follows that the matrices P fe belong to a finite discrete set of matrices (or live in a discrete set). The single-band and mono-antenna case (T k = 1) corresponds to the particular case where P fe is reduced to a scalar.
Pour un k quelconque, chaque émetteur APk dispose de l'observation Yk des gains Gjk des canaux, k G {1, ... , K). L'acquisition par l'émetteur APk de l'observation des gains de canaux pour tout j G {1, ... , K] est effectuée selon des méthodes connues d'estimation des gains de canaux. For any k, each transmitter APk has the observation Y k gains G jk channels, k G {1, ..., K). The acquisition by the transmitter APk of the observation of the channel gains for all j G {1, ..., K] is performed according to known methods for estimating channel gains.
La matrice de covariance de dimension Tk x Tk du signal émis par un émetteur k est déterminée par une distribution de probabilité conditionnelle Qk(Pk \Yk) représentative du contrôle de puissance connaissant l'observation Yk. The size covariance matrix T k × T k of the signal transmitted by a transmitter k is determined by a conditional probability distribution Q k (P k \ Y k ) representative of the power control knowing the observation Y k .
L'invention s'appuie sur une fonction w qui représente un critère de performance à maximiser sur chaque bloc de données à transmettre par un émetteur. La valeur de w dépend des réalisations des gains ou qualités des liens gjk et des niveaux de puissance d'émission, ce qui structure w comme suit dans le cas particulier d'un système à deux émetteurs et deux récepteurs :The invention is based on a function w which represents a performance criterion to be maximized on each block of data to be transmitted by an issuer. The value of w depends on the realizations of the gains or qualities of the links g jk and the transmission power levels, which structures w as follows in the particular case of a system with two transmitters and two receivers:
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
W' (01 022. Pl. P2) W(9ll.012.021.022. Pl. Vz) W ' (01 022. Pl.P2) W (9ll.012.021.022.Pl.Vz)
où Qjk (respectivement Tk) est l'ensemble dans lequel vit gjk (respectivement pk). L'invention considère des ensembles discrets et finis. Eventuellement, le procédé inclue une procédure initiale de quantification. La taille de ces ensembles est choisie de manière à limiter la complexité de calcul du procédé proposée et à obtenir une certaine robustesse face aux erreurs d'estimation ou de mesures. where Q jk (respectively T k ) is the set in which lives g jk (respectively p k ). The invention considers discrete and finite sets. Optionally, the method includes an initial quantization procedure. The size of these sets is chosen so as to limit the computation complexity of the proposed method and to obtain a certain robustness in the face of estimation or measurement errors.
Le critère de performance moyenne pris en compte par le procédé est donné par la formule suivante :  The average performance criterion taken into account by the process is given by the following formula:
WT = i∑[=1 w(Gn (t) GKK(t), PiCYiC ) P* (Y* (0)) ( W T = iΣ [ = 1 w (G n (t) G KK (t), PiCYiC) P * (Y * (0)) (
La notation Pfe(Yfe(t)) signifie que l'émetteur k choisit sur chaque intervalle de temps (time slot) indexé par t sa matrice de puissance Pfe en fonction de l'observation Mk(t) disponible pour cet intervalle. Pk (Yk(t)) peut aussi s'écrire Pfe = fk( k(t)), expression dans laquelle fk est la fonction de puissance à déterminer. La fonction : (G (£) GKK(t), PiCYi Ct)) P* (YK (£)) (8) est une fonction de métrique instantanée répondant à une qualité de service globale pour les K émetteurs. The notation P fe (Y fe (t)) means that the transmitter k chooses on each time slot indexed by t its power matrix P fe as a function of the observation M k (t) available for this interval. P k (Y k (t)) can also be written P fe = f k ( k (t)), where f k is the power function to be determined. Function : (G (£) G KK (t), PiCYi Ct)) P * (Y K (£)) (8) is an instantaneous metric function corresponding to an overall quality of service for the K transmitters.
Le procédé selon l'invention considère une approximation W asympto tique du critère WT donné par la relation (7) de performance moyenne s'appuyant sur les propriétés d'ergodicité et de stationnarité des probabilités conjointes. Ce critère W de performance est une moyenne statistique de la fonction de métrique instantanée w donnée par l'expression (8). L'expression de cette métrique globale W(Qlt QK) est la suivante :
Figure imgf000011_0001
The method according to the invention considers an asymptotic W approximation of the criterion W T given by the average performance relation (7) based on the properties of ergodicity and stationarity of the joint probabilities. This performance criterion W is a statistical average of the instant metric function w given by the expression (8). The expression of this global metric W (Q lt Q K ) is the following:
Figure imgf000011_0001
Cette métrique globale connue de chaque émetteur est une somme sur toutes les valeurs possibles des gains de canaux directs et interférents, sur toutes les valeurs possibles de puissance et sur toutes les valeurs possibles des observations disponibles aux émetteurs des gains de canaux. La relation (9) est telle que : This known global metric of each transmitter is a sum on all possible values of the direct and interfering channel gains, on all the possible power values and on all the possible values of the observations available to the transmitters of the channel gains. The relation (9) is such that:
Y(Y1, . . . , YK \ G11, . . . , GKK) est une statistique de l'ensemble des estimées YK des gains conditionnées à la connaissance de l'ensemble des liens. Cette statistique traduit le degré d'imperfection ou de partialité de connaissance de l'émetteur k. Y (Y 1 , ..., Y K \ G 11 , ..., G KK ) is a statistic of the set of estimates Y K of the gains conditioned to the knowledge of all the links. This statistic expresses the degree of imperfection or partiality of knowledge of the transmitter k.
Qk(Pk \ Yk) représente la fonction de contrôle de puissance à l'émetteur k, c'est la probabilité conditionnelle que l'émetteur k utilise la matrice de puissance Pk connaissant son observation Yk. Par exemple, Qk est la probabilité que le niveau de puissance pk soit sélectionné sachant que la qualité du lien kk a la valeur gkk. La probabilité conditionnelle Qk inclue toutes les fonctions de Qkk dans Tk comme cas particuliers, c'est-à-dire toute fonction de puissance de la forme y = g (x). Ou exprimé autrement, la distribution de probabilité conditionnelle Qk(pk \yk) peut s'écrire Qk ÎPk l k = ô(Pk ~ giykî) qui est la distribution de probabilité qui prend la valeur 1 pour pk = g(yk) et 0 partout ailleurs. Qk (Pk \ Yk) represents the power control function at the transmitter k, it is the conditional probability that the transmitter k uses the power matrix P k knowing its observation Y k . For example, Q k is the probability that the power level p k is selected knowing that the quality of the link kk has the value g kk . The conditional probability Q k includes all the functions of Q kk in T k as special cases, that is, any power function of the form y = g (x). Or expressed otherwise, the conditional probability distribution Q k (p k \ y k) can be written as Qk IPK lk = O (Pk ~ giykî) which is a probability distribution that takes the value 1 for p k = g ( y k ) and 0 everywhere else.
L'avantage de ce choix technique est double : offrir un gain potentiel en performance par rapport à l'état de l'art qui n'exploite que des fonctions de contrôle de puissance et simplifier les procédures d'optimisation numériques en considérant des variables qui appartiennent à des ensembles compacts et convexes.  The advantage of this technical choice is twofold: to offer a potential gain in performance compared to the state of the art which exploits only power control functions and to simplify the numerical optimization procedures by considering variables that belong to compact and convex sets.
p(GL , . . . , GKK) est la densité de probabilité conjointe, c'est une statistique (CDI Channel Distribution Information) connue de l'ensemble des gains de canaux. L'indépendance (cette indépendance peut être utilisée comme hypothèse simplificatrice en l'absence de données relatives à la corrélation) entre les liens permet de déterminer la distribution conjointe (ou probabilités conjointes) à partir de la statistique de l'ensemble des gains de canaux : κ κ p (G L , ..., G KK ) is the joint probability density, it is a CDI Channel Distribution Information known for all channel gains. Independence (this independence can be used as a simplifying assumption in the absence of correlation data) between the links allows to determine the joint distribution (or joint probabilities) from the statistics of all channel gains : κ κ
piG^, ... , GKK) = [ [ pij (Gij) piG ^, ..., G KK ) = [[pij (Gij)
i=l ; = 1  i = 1; = 1
Selon le procédé, chaque émetteur k initialise la distribution de probabilité conditionnelle représentative de son contrôle de puissance :
Figure imgf000012_0001
According to the method, each transmitter k initializes the conditional probability distribution representative of its power control:
Figure imgf000012_0001
peut soit être arbitraire ou bien une des meilleures fonctions de contrôles de puissances connues. Les fonctions initiales sont notées k = 1 à K. can be arbitrary or one of the best known power control functions. The initial functions are denoted k = 1 to K.
N est un paramètre.  N is a parameter.
De manière itérative, avec i un indice d'itération, i = 0 à N— 1 et, à chaque itération de manière successive pour chaque émetteur k = 1 à K, le procédé détermine la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k comme étant celle qui maximise la métrique globale moyenne en considérant les distributions de probabilité conditionnelle Iteratively, with i an iteration index, i = 0 to N-1 and, at each iteration successively for each transmitter k = 1 to K, the method determines the conditional probability distribution representative of the power control of the emitter k as the one that maximizes the mean global metric by considering the conditional probability distributions
Q[Î+ 1 " · , Qk- ' Qk+v " ' · QK ^ représentatives du contrôle de puissance des autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées. Q [ Î + 1 "·, Qk- 'Qk + v"' QK ^ representative of the power control of the other transmitters previously obtained as fixed.
La puissance émise à un instant £ par l'émetteur k est alors donnée par la distribution de probabilité conditionnelle, déterminée à l'issue du processus itératif, connaissant une réalisation des observations Yfe à cet instant t. The power emitted at a moment by the emitter k is then given by the conditional probability distribution, determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y fe at this instant t.
Selon un mode de réalisation, chaque émetteur dispose de la connaissance d'une séquence de matrices appelée une clé de coordination. Cette clé est une séquence · · · , U(T) de réalisations d'une matrice aléatoire U échangée lors d'une phase d'initialisation. Un exemple de séquence U(l), .. . , U(7") est le suivant. Selon un exemple illustratif, le système comprend deux couples émetteur-récepteur. Lors d'une phase d'initialisation, T tirages d'une variable aléatoire binaire sont réalisés : (U( l), U(T)) = (0010111001... 0010101) et cette séquence ou clé est révélée aux émetteurs. Lors du déroulement du procédé selon l'invention, l'émetteur 1 émet si U(t) vaut un et l'émetteur 2 émet si U(t) vaut zéro ; dans ce cas particulier la séquence (U(l), U(T)) représente une politique de partage de temps (« time-sharing ») entre émetteurs. Lorsque T devient grand, le nombre de un de la séquence tend vers la probabilité exacte que la variable aléatoire vaille 1. Dans ce cas, les émetteurs ont a priori la connaissance de Qi (Pi |Yi, U = 0) = δ(Ρ1— 0)et Q2 (P2 |Y2« U = 1) = δ(Ρ2— 0). Par ailleurs Qu(l) et Qu(0) représentent respectivement les pourcentages d'occurrence de un et de zéro de la séquence (U( l), U(T)) = (0010111001... 0010101). According to one embodiment, each transmitter has knowledge of a sequence of matrices called a coordination key. This key is a sequence · · ·, U (T) of realizations of a random matrix U exchanged during an initialization phase. An example of a sequence U (1),. , U (7 ") is as follows: According to an illustrative example, the system comprises two transmitter-receiver pairs During an initialization phase, T draws of a binary random variable are carried out: (U (1), U (T)) = (0010111001 ... 0010101) and this sequence or key is revealed to the transmitters During the process according to the invention, the transmitter 1 transmits if U (t) is equal to one and the transmitter 2 emits if U (t) is zero, in this case the sequence (U (1), U (T)) represents a time-sharing policy between transmitters, when T becomes large, the number one of the sequence tends to the exact probability that the random variable is 1. In this case, the emitters have a priori knowledge of Qi (Pi | Yi, U = 0) = δ (Ρ 1 - 0) and Q 2 (P2 | Y2 " U = 1) = δ (Ρ 2 - 0) Moreover, Qu (l) and Qu (0) respectively represent the percentages of occurrence of a and of zero of the sequence (U (1), U (T)) = (0010111001 ... 0010101).
La relation (7) est remplacée par :  Relationship (7) is replaced by:
WT = ±∑[=1 w(Gn (t) G^C . Pi CYi C . UC ) Ptf(Y*( . U(t))) (7bis)W T = ± Σ [ = 1 w (G n (t) G ^ C, Pi CYi C, UC) Ptf (Y * (.U (t))) (7a)
La notation Pfe(Yfe(t), U(t)) signifie que l'émetteur k choisit sur chaque intervalle de temps (time slot) indexé par t sa matrice de puissance Pfe en fonction de ce qu'il connaît : l'observation Yfe(t) disponible pour cet intervalle et la valeur U(t) de clé de coordination pour cet intervalle. PFE (Yfe(t), U(t)) peut aussi s'écrire Pfe = fk( k(t), U(t)), expression dans laquelle fk est la fonction de puissance à déterminer. La relation (8) est remplacée par : The notation P fe (Y fe (t), U (t)) means that the transmitter k chooses on each time interval (time slot) indexed by t its power matrix P fe according to what it knows: the observation Y fe (t) available for this interval and the value U (t) of coordination key for this interval. P FE (Y fe (t), U (t)) can also be written P fe = f k ( k (t), U (t)), where f k is the power function to be determined. Relationship (8) is replaced by:
w(G (£) GKK(t), P1 (Y1 (_t)l U(t)) PK (YK(t), U(t))) (8bis)w (G (£) G KK (t), P 1 (Y 1 (_t) U s (t)) P K (K Y (t), U (t))) (8a)
La relation (9) est remplacée par :Relationship (9) is replaced by:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
∑G11,...,GKK,P1,...,PK,V,Y1,...,Yk Qu (U)p(Glt, GKK)Y(Yt, YK- | G11 ( . . . , G^) (9bis) ΣG 11 , ..., G KK , P 1 , ..., P K , V, Y 1 , ..., Y k Qu (U) p (G lt , G KK ) Y (Y t , YK - | G 11 (... , G ^) (9bis)
G^ if, Pi,■■■ , Pif) G ^ f , Pi, ■■■, Pi f )
Qy (U) est la distribution statistique de la clé de coordination.  Qy (U) is the statistical distribution of the coordination key.
Qfe (Pfe |Ffe, U) = (Vk— PFE (Yfe, U)) est la probabilité conditionnelle que l'émetteur k utilise une certaine matrice de puissance connaissant son observation Yk et connaissant la clé U. Q fe (P fe | F fe , U) = (V k - P FE (Y fe , U)) is the conditional probability that the transmitter k uses a certain power matrix knowing its observation Y k and knowing the key U .
Le procédé est détaillé ci-après dans le cas d'un système avec K=3. En outre, les liens sont supposés suivre une statistique de Rayleigh. La qualité de chaque lien est alors donnée par son module au carré. Les émetteurs et récepteurs sont pour l'exemple équipés chacun d'une seule antenne. est alors un scalaire noté et gij = 1.12. Les gains suivent selon l'exemple une distribution exponentielle de la forme Pjk igjk) = E^ , ^ exP (~ Ε(^¾ ))' ^anctn Pjk est la densité de probabilité de gjk et la notation E indique l'opérateur espérance statistique. Cette distribution dépend d'un seul paramètre qu'il suffit d'estimer pour remonter à la fonction de distribution. E(<7;-fe) correspond à la puissance moyenne du lien qui peut être mesurée à partir des signaux de référence du système qui interviennent en particulier lors de la sélection d'une cellule (« handover »). The method is detailed below in the case of a system with K = 3. In addition, the links are supposed to follow a Rayleigh statistic. The quality of each link is then given by its module squared. Transmitters and receivers are for example equipped each with a single antenna. is then a noted scalar and gij = 1.1 2 . Gains following according to Example an exponential distribution of the form Pjk igjk) = E ^, ^ ex P (~ Ε (^ ¾)) ^ f ° has nct i n ° Pjk is a probability density gj k and the notation E indicates the statistical expectation operator. This distribution depends on a single parameter that is sufficient to estimate to go back to the distribution function. E (<7 ; - fe ) is the average power of the link that can be measured from the system reference signals that occur especially when selecting a cell ("handover").
La métrique à optimiser est par exemple l'efficacité énergétique : w(gll, gl2, gl3- g21- g22,- g23- g31- g32,- g33- Pl- Vl, Ps) The metric to be optimized is, for example, the energy efficiency: w (g11, gl2, gl3-g21-g22, g23-g31-g32, g33-P1-Vl, Ps)
(RSIB1 (g11, g21, g31, p1( p2, p3)) (RSIB2 (g12, g22, g32, p1( p2, p3)) (RSIB 1 (g 11 , g 21 , g 31 , p 1 ( p 2 , p 3 )) (RSIB 2 (g 12 , g 22 , g 32 , p 1 ( p 2 , p 3 ))
Pi pi
(RSIB3 (g13, g23, g33, p1( p2, p3)) (RSIB 3 (g 13 , g 23 , g 33 , p 1 ( p 2 , p 3 ))
+  +
Ps  Ps
où 0 < f(x) < 1 est une fonction représentant typiquement la probabilité de succès de transmission d'un bloc ("packet success rate"). Par la suite, la fonction considérée est du type f(x) = exp ^ avec c > 0. where 0 <f (x) <1 is a function that typically represents the probability of packet success rate. Subsequently, the function considered is of type f (x) = exp ^ with c> 0.
Ainsi lorsque K=3, les fonctions intiales respectives des émetteurs sont Q^° et Q^. Le procédé se déroule ensuite de manière itérative, avec i un indice d'itération, i = 0 à N— 1. Pour chaque itération, et de manière successive pour chaque émetteur k = 1 à K, le procédé détermine la distribution de probabilité conditionnelle Qk +1^ représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k comme étant celle qui maximise la métrique globale moyenne en considérant les distributions de probabilité conditionnelle
Figure imgf000014_0001
représentatives du contrôle de puissance des autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées.
Thus when K = 3, the respective initial functions of the emitters are Q ^ ° and Q ^. The method then proceeds iteratively, with i an iteration index, i = 0 to N-1. For each iteration, and successively for each transmitter k = 1 to K, the method determines the conditional probability distribution Q k +1 ^ representative of the power control of the emitter k as the one that maximizes the mean global metric by considering the conditional probability distributions
Figure imgf000014_0001
representative of the power control of other transmitters previously obtained as fixed.
Ainsi, lorsque K=3, à la lere itération, i=0, le procédé détermine successivement les distributions de probabilité conditionnelle Qi , Q2 et Q3Thus, when K = 3, the l st iteration, i = 0, the method sequentially determines the conditional probability distributions Qi, Q 2 and Q 3
La distribution de probabilité conditionnelle Qi (1) est déterminée en considérant les distributions de probabilité conditionnelle représentatives des contrôles de puissance des deux autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées, ces valeurs sont les fonctions initiales Q2° Q^- La relation (9) devient alors : The conditional probability distribution Q i (1) is determined by considering the conditional probability distributions representative of the power controls of the two other emitters previously obtained as fixed, these values are the initial functions Q 2 ° Q ^ - The relation (9) then becomes:
WÎQ∞ Q? Q∞) =  WQQ Q? Q∞) =
∑5ll,Pi
Figure imgf000014_0002
X ∑gl2,gl3,g21,g22,,g23,g31,g32,,g33,P2,P3 P (§11 ' " " " ' §33 ) X (10)
Figure imgf000014_0003
Σ5ll Pi
Figure imgf000014_0002
X Σgl2, gl3, g21, g22,, g23, g31, g32,, g33, P2, P3 P (§11 '"""'33) X (10)
Figure imgf000014_0003
Les liens étant indépendants :  The links being independent:
P(gll.---.g33) =  P (gll .-- -. G33) =
Pll(gll)Pl2(gl2)Pl3(gl3)P2l(g2l)P22(g22)P23(g23)P3l(g3l)P32(g32)P33(g33) Pll (gll) Pl2 (gl2) Pl3 (GL3) P2L (G2L) P22 (g22) P23 (g23) P3l (G3L) P32 (g3 2) P33 (g33)
La fonction de critère de performance w(g12,g13,g21,g22i,g23,g31,g32i,g33,p2,p3) est connue soit de par la connaissance de son expression, par exemple la relation (4), soit de par la connaissance d'une abaque (look-up table) qui donne les valeurs de la fonction. The performance criterion function w (g 12 , g 13 , g 21 , g 22i , g 23 , g 31 , g 32i , g 33 , p 2 , p 3 ) is known either from the knowledge of its expression, by example the relation (4), or by the knowledge of an abacus (look-up table) which gives the values of the function.
Ainsi, l'expression :  Thus, the expression:
. ∑gl2.gl3.g21.g22 g23.g31.g32,.g33.P2.P3 fell' "-'§33) X . Σgl2.gl3.g21.g22 g23.g31.g32, .g33.P2.P3 fell '"-'33) X
1(gii-Pi) = n(0), ( ) 1 (gii-Pi) = n (0 ), ()
Qi (P2
Figure imgf000014_0004
Qi (P2
Figure imgf000014_0004
est connue. is known.
La somme à maximiser s'écrit :
Figure imgf000014_0005
The sum to be maximized is written:
Figure imgf000014_0005
La maximisation de W (Q^ Q2° revient à maximiser pour chaque coefficient gl la relation :The maximization of W (Q ^ Q 2 ° amounts to maximizing for each coefficient g l the relation:
Figure imgf000014_0006
Figure imgf000014_0006
Or∑Pl Q\ ( ilfif ) = 1 par définition. OrΣ Pl Q \ (ilfif) = 1 by definition.
donc born so born
Figure imgf000014_0007
Ά^ιΓ) avec ρ αχ e argmaxPi w1(g11, Pl), et argmaxPiw1(g11, .) désignant l'ensemble des valeurs de la puissance p-^ qui maximisent la fonction w1 connaissant gl .
Figure imgf000014_0007
Ά ^ ι , ρ Γ) with ρ αχ e argmax Pi w 1 (g 11 , Pl ), and argmax Pi w 1 (g 11 ,. ) designating the set of power values p- ^ that maximize the function w 1 knowing g l .
La maximisation de W (Q^ Q2°\ est obtenue selon le procédé en choisissant une probabilité conditionnelle qui se réduit à une fonction : The maximization of W (Q ^ Q 2 ° \ is obtained according to the method by choosing a conditional probability which is reduced to a function:
Qp'foltfu) = (13) Qp'foltfu) = (13)
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
fil  wire
Ensuite, la distribution de probabilité conditionnelle Q est déterminée en considérant les distributions de probabilité conditionnelle représentatives du contrôle de puissance des deux autres fil émetteurs précédemment obtenues, ces valeurs sont fixées respectivement à la valeur Q obtenue précédemment et à la fonction initiale  Then, the conditional probability distribution Q is determined by considering the conditional probability distributions representative of the power control of the two other emitter wires previously obtained, these values being respectively fixed at the value Q obtained previously and at the initial function.
La relation (9) devient alors :  The relation (9) then becomes:
WÎQ∞ Q∞ Q∞) =  WÎQ∞ Q∞ Q∞) =
(1)  (1)
∑522,P2 ¾ ( 2ΐ#22) X∑g11g12,gl3.g21.g23.g31.g32,.g33.Pl.P3 P (gl 1 ' " " " ' §33 ) X (14)Σ5 22 , P 2 ¾ (2ΐ # 22) X Σg 11 g 12 , g l3 .g 21 .g 23 .g 31 .g 32 , .g 33 .P l .P 3 P (gl 1 '"""'§33) X (14)
Ql(1) (Pl Ι#1ΐ)(?30)(Ρ3 l033)w(gu, gl2- gl3- 21, gl3> gsi- gS2,- gS3- Pl. Ps) Ql (1) (P1 # 1ΐ) (? 30 ) (Ρ31033) w (gu, gl2-gl3-21, gl3> gsig2, - gS3-P1. Ps)
L'expression :  The expression:
y, ∑gllgl2.gl3.g21.g23.g31.g32 g33.Pl.P3
Figure imgf000015_0002
X ....
y, Σgllgl2.gl3.g21.g23.g31.g32 g33.Pl.P3
Figure imgf000015_0002
X ....
W (g22,P2) = (1) (15) W (g 22 , P 2 ) = (1) (15)
Ql (Pl
Figure imgf000015_0003
Q l (Pl
Figure imgf000015_0003
est connue. is known.
La somme à maximiser s'écrit :
Figure imgf000015_0004
The sum to be maximized is written:
Figure imgf000015_0004
WÎQ .Q .QW) =∑522 (∑ <#}(p2|022) w2(g22,p2)) (16) WIQ .Q .QW) = Σ 522 (Σ <# } (p 2 | 0 22 ) w 2 (g 22 , p 2 )) (16)
La maximisation de
Figure imgf000015_0005
revient à maximiser pour chaque coefficient c/22 la relation :
Maximization of
Figure imgf000015_0005
is to maximize for each coefficient c / 22 the relation:
P2Q^)(p2|^2 2(g22,p2) Σ P2 Q ^ ) (p 2 | ^ 2 2 (g 22 , p 2 )
Or∑P2
Figure imgf000015_0006
= 1 Par définition.
OrΣ P2
Figure imgf000015_0006
1 P = y definition.
La relation (16) est donc bornée puisque : The relation (16) is therefore bounded since:
Figure imgf000015_0007
Figure imgf000015_0007
avec ρ αχ e argmaXp2 w2(g22, p2), et argmaxp2 w2(c/22, . ) désignant l'ensemble des valeurs de la puissance p2 qui maximisent la fonction w2 connaissant c/22. with ρ αχ e argmaXp 2 w 2 (g 22 , p 2 ), and argmax p2 w 2 (c / 22 ,.) designating the set of power values p 2 that maximize the function w 2 knowing c / 22 .
La maximisation de
Figure imgf000015_0008
est obtenue selon le procédé en choisissant une probabilité conditionnelle qui se réduit à une fonction :
Maximization of
Figure imgf000015_0008
is obtained according to the method by choosing a conditional probability which is reduced to a function:
/](!)(·„ i„ _ |lsip2eargmaxp w2(g22,p2) n™ /] (!) ( · "I" _ | lsip 2 eargmax p w 2 (g 22 , p 2 ) n
Q2 (P2I^22) - 1 Osin p on 1?) ( 1) Q 2 (P 2 I ^ 22 ) - 1 Osin p on 1?) (1)
Ensuite, la distribution de probabilité conditionnelle Q3 est déterminée en considérant les distributions de probabilité conditionnelle représentatives du contrôle de puissance des deux autres émetteurs précédemment obtenues, ces valeurs sont fixées respectivement aux valeurs et Q2 précédemment obtenues. Then, the conditional probability distribution Q 3 is determined by considering the conditional probability distributions representative of the power control of the two other emitters previously obtained, these values being respectively fixed at the values and Q 2 previously obtained.
La relation (9) devient alors :  The relation (9) then becomes:
∑533,P3
Figure imgf000016_0001
X ∑gngl2,gl3.g21.g22.g23.g31.g32.P l.P2 P (§11 ' " " " ' §33 ) X (18)
Σ533, P3
Figure imgf000016_0001
X Σgngl2, gl3.g21.g22.g23.g31.g32.P l.P2 P (§11 '"""' §33) X (18)
(Pl lfifll)Q2 1) ( 2 l022)w(gu, gi2, gl3- g21- g22- g23- gsi- gS2,- Pl. P2) (Pl lfi f ll) Q 2 1) (2 L022) w (gu, gi2, gl3- g21- G22 g23- gsi- GS2 -. Pl P2)
L'expression :
Figure imgf000016_0002
The expression:
Figure imgf000016_0002
est connue. is known.
à maximiser s'écrit : 3)) (20)
Figure imgf000016_0003
t à maximiser pour chaque coefficient g33 la relation :
to maximize is written: 3)) (20)
Figure imgf000016_0003
t to maximize for each coefficient g 33 the relation:
∑p3 Q31) (P3 lfif3 3 (g33, p3) Σp 3 Q3 1) (P3 lfi f 3 3 (g 3 3, p 3 )
Or∑P3
Figure imgf000016_0004
= 1 Par définition.
OrΣ P3
Figure imgf000016_0004
1 P = y definition.
La relation (20) est donc bornée puisque : The relation (20) is therefore bounded since:
Figure imgf000016_0005
avec ρ αχ e argmaXp3 w 3 (g33, p3), et argmaxp3 w 3 (c/33, ) désignant l'ensemble des valeurs de la puissance p3 qui maximisent la fonction w3 connaissant c/33.
Figure imgf000016_0005
with ρ αχ e argmaXp 3 w 3 (g 33 , p 3 ), and argmax p3 w 3 (c / 33 ,) denoting the set of power values p 3 that maximize the function w 3 knowing c / 33 .
fi) fi) fi)  fi) fi) fi)
La maximisation de , ¾ , Q3 ) est obtenue selon le procédé en choisissant une probabilité conditionnelle qui se réduit à une fonction :
Figure imgf000016_0006
The maximization of, ¾, Q 3 ) is obtained according to the method by choosing a conditional probability which is reduced to a function:
Figure imgf000016_0006
in de la lere itération, le procédé a déterminé les fonctions Qi (Pi l <7ii),
Figure imgf000016_0007
et
Figure imgf000016_0008
in the era of the iteration, the method has determined the functions Q i (Pi l <7ii)
Figure imgf000016_0007
and
Figure imgf000016_0008
Le procédé passe à l'itération suivante et détermine successivement les distributions de  The process proceeds to the next iteration and successively determines the distributions of
(2) (2) (2)  (2) (2) (2)
probabilité conditionnelle , ¾ et Q3 de manière similaire à la détermination des distributions il) il) il) conditional probability, ¾ and Q 3 in a manner similar to the determination of the distributions il) il) il) il)
de probabilité conditionnelle Qi > Q et Q3 faite lors de l'itération précédente. A la fin de la dernière itération, i=N-l, ou si un critère d'arrêt d'itération est satisfait, le procédé a donc déterminé les distributions de probabilité conditionnelle Q1 = ou Q M Q2 = ou et Q3 = ou Q^M avec M < N, i = M— 1 étant l'indice d'itération au cours de laquelle le critère d'arrêt est satisfait. Ces distributions sont donc : Qk (pk
Figure imgf000017_0001
of conditional probability Q i> Q and Q 3 made during the previous iteration. At the end of the last iteration, i = Nl, or if an iteration stop criterion is satisfied, then the method has determined the conditional probability distributions Q 1 = or Q M Q 2 = or and Q 3 = or Q ^ M with M <N, i = M-1 being the index of iteration during which the stopping criterion is satisfied. These distributions are: Q k (p k
Figure imgf000017_0001
La puissance émise pk à un instant t par l'émetteur k est donc donnée par la distribution de probabilité conditionnelle Qk, déterminée à l'issue du processus itératif, connaissant une réalisation gkk des observations gkk à cet instant t : pk = fk (gkk). The power emitted p k at a time t by the transmitter k is therefore given by the conditional probability distribution Q k , determined at the end of the iterative process, knowing a realization g kk of the observations g kk at this instant t: p k = f k (g kk ).
La figure 3 illustre des résultats issus de simulations pour un système avec K=2. Les paramètres de simulations sont : σ2 = 1 pour la variance du bruit de réception ; c = 1 ;
Figure imgf000017_0002
= 0.75, Ε(#12) = 0.20, E(fif21) = 0.20, E(g22) = 1.25 ; Qjk = {0.1,0.22,0.34, . . . ,9.82,9.94} (suite arithmétique de raison 0.12) pour les quatre liens en présence ; les probabilités de chacun des éléments de ses alphabet suivent une loi exponentielle décroissante de type Pjk(gjk) = E^ ^ exp ^k ; les alphabets des niveaux de puissances comme étant [dB] = T2 [dB] = {0.5,1, . . . ,30} U {—∞}.—∞ revient à envisager une puissance nulle.
Figure 3 illustrates results from simulations for a system with K = 2. The simulation parameters are: σ 2 = 1 for the variance of the reception noise; c = 1;
Figure imgf000017_0002
= 0.75, Ε (# 12 ) = 0.20, E (fu 21 ) = 0.20, E (g 22 ) = 1.25; Q jk = {0.1.0.22.0.34,. . . , 9.82,9.94} (arithmetic sequence of reason 0.12) for the four links present; the probabilities of each element of its alphabet follow a decreasing exponential law of type P jk (g jk ) = E ^ ^ exp ^ k ; the power level alphabets as [dB] = T 2 [dB] = {0.5,1,. . . , 30} U {-∞} .- ∞ amounts to considering a null power.
La figure 3 représente successivement l'évolution des fonctions de contrôle de puissance FIG. 3 successively represents the evolution of the power control functions
Ρι 0?ιι) et P2Q722) au cours des itérations i = £ = 1 à 5. Par rapport à l'état de l'art qui préconise des fonctions de contrôle de puissance de type inversion de canal i (<7n) = , l'invention produit des fonctions non triviales faisant apparaître un seuil dont la valeur est réglée automatiquement au cours des itérations et la décroissance est moins rapide que— . Ceci entraîne une réduction d'énergie consommée d'un facteur supérieur à 10. Ρι 0? Ιι) and P 2 Q7 22) during iterations i = £ = 1 to 5. In comparison with the prior art which calls for channel inversion type power control functions i (<7n ) =, the invention produces non-trivial functions showing a threshold whose value is automatically adjusted during iterations and the decay is slower than-. This results in a reduction of energy consumed by a factor greater than 10.
La structure simplifiée d'un émetteur EM destiné à un système mettant en œuvre un procédé de contrôle de puissance selon l'invention est décrit en relation avec la figure 2. L'émetteur est une partie d'un point d'accès WiFi noté APk, d'une station de base d'un réseau cellulaire, d'une femto cell, etc d'un système de télécommunication SYS tel que celui représenté à la figure 1. L'émetteur est en communication avec un récepteur STAk du système. Les liens de communication sont décrits par des gains gji de canaux de transmission directs lorsque j = i et des gains de canaux de transmission interférents lorsque j≠ i entre l'émetteur j et le récepteur i.  The simplified structure of an emitter EM intended for a system implementing a power control method according to the invention is described in connection with FIG. 2. The emitter is a part of a WiFi access point denoted APk. , a base station of a cellular network, a femto cell, etc. of a SYS telecommunication system such as that shown in Figure 1. The transmitter is in communication with a STAk receiver of the system. The communication links are described by gains gji of direct transmission channels when j = i and interfering transmission channel gains when j ≠ i between the transmitter j and the receiver i.
Un tel émetteur EM comprend une mémoire 100 comprenant une mémoire tampon RAM, un microprocesseur μΡ 101 piloté par le programme d'ordinateur 102 mettant en œuvre le procédé de contrôle de puissance selon l'invention et un amplificateur 103.  Such an emitter EM comprises a memory 100 comprising a RAM buffer, a microprocessor μΡ 101 driven by the computer program 102 implementing the power control method according to the invention and an amplifier 103.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 102 sont par exemple chargées dans la mémoire RAM avant d'être exécutées par le microprocesseur 101. Le microprocesseur 101 met en œuvre les étapes du procédé de contrôle de puissance décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur 102, pour émettre en sortie de l'amplificateur 103 un signal à la puissance déterminée. Le microprocesseur 101 exploite en entrée l'observation YK des gains de canaux. Le microprocesseur 101 a connaissance de la métrique globale W(QL T QK) et dispose : At initialization, the code instructions of the computer program 102 are for example loaded into the RAM before being executed by the microprocessor 101. The microprocessor 101 implements the steps of the power control method described. previously, according to the instructions of the computer program 102, for outputting the amplifier 103 a signal at the determined power. The microprocessor 101 uses the observation Y K of the channel gains as input. The microprocessor 101 is aware of the global metric W (Q LT Q K ) and has:
- de la connaissance statistique y(Fi, ... , YK l ^ . ... , GKK) de l'ensemble des observations conditionnée à la connaissance de l'ensemble des liens, - of the statistical knowledge y (Fi, ..., YK l ^. ..., G KK ) of the set of observations conditioned to the knowledge of all the links,
de la connaissance statistique p(G11( . . . , G^) de l'ensemble des gains de canaux, de la fonction de métrique instantanée w(G11( . . . , G^, P1( . . . , Ρ^·). of the statistical knowledge p (G 11 (... , G ^) of the set of channel gains, of the instantaneous metric function w (G 11 (... , G ^, P 1 ( . · Ρ ^).
Lors de l'exécution par le microprocesseur 101 des instructions de code du programme d'ordinateur 102, le microprocesseur de l'émetteur EM :  When the microprocessor 101 executes the code instructions of the computer program 102, the microprocessor of the emitter EM:
initialise la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance, fonction initialisée notée pour k = 1 à K, et  initializes the conditional probability distribution representative of the power control, an initialized function noted for k = 1 to K, and
de manière itérative, avec i un indice d'itération, i = 0 à N— 1 :  iteratively, with i an iteration index, i = 0 to N-1:
et de manière successive pour k = 1 à K :  and successively for k = 1 to K:
- détermine la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k comme étant celle qui maximise la métrique globale moyenne en considérant les distributions de probabilité conditionnelle - determines the conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k as being that which maximizes the average global metric considering the conditional probability distributions
Qi +1 " · , Qk- i Qk+v " ' · QK ^ représentatives du contrôle de puissance des autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées. Qi +1 ", Qk-i Qk + v"'QK ^ representative of the power control of other transmitters previously obtained as fixed.
L'amplificateur 103 émet à un instant t le signal de télécommunication à la puissance pk donnée par la distribution de probabilité conditionnelle, déterminée à l'issue du processus itératif, connaissant une réalisation des observations Yk à cet instant t. The amplifier 103 emits at a time t the telecommunication signal at the power p k given by the conditional probability distribution determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y k at this instant t.
Références : References :
[KLGS2015] : P. de Kerret., S. Lasaulce, D. Gesbert., and U. Salim, "Best-Response Team Power Control for the Interférence Channel wifh Local CSI", IEEE International Conférence on Communications (ICC) 2015, London, UK [KLGS2015]: P. de Kerret, S. Lasaulce, D. Gesbert., And U. Salim, "Best-Response Team Power Control for the Local CSI Interference Channel wifh," IEEE International Conference on Communications (ICC) 2015, London, UK
[LT2011] : S. Lasaulce and H. Tembiné, "Game Theory and Learning for Wireless Networks: Fundamentals and Applications", Académie Press, Elsevier, page 186 définition 177, Oct. 2011, ISBN 978-0123846983.  [LT2011]: S. Lasaulce and H. Tembine, "Game Theory and Learning for Wireless Networks: Fundamentals and Applications", Academy Press, Elsevier, page 186, definition 177, Oct. 2011, ISBN 978-0123846983.
[LVV2013] : demande de brevet WO2015/079174  [LVV2013]: patent application WO2015 / 079174

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé (1) de contrôle de puissance distribué entre K émetteurs ayant chacun Tk antennes d'émission destinés à communiquer respectivement avec K récepteurs via des liens de communication décrits entre l'émetteur j et le récepteur i par un ensemble de gains Gji de canaux à entrées et sorties multiples (MIMO) de liens directs lorsque j = i et de liens interférents lorsque j≠ i, i G {1, ... , K], j £ {l, ... , K}, K>1, la matrice de covariance de dimension Tk x Tk du signal émis par l'émetteur k étant déterminée par une distribution de probabilité conditionnelle Qk(Pk \Yk) représentative du contrôle de puissance connaissant l'observation Yk disponible à l'émetteur k des gains de canaux, k G {1, ... , K], une métrique globale W(Q , . . . , QK) étant exprimée sous la forme : A power control method (1) distributed between K transmitters each having T k transmit antennas intended to communicate respectively with K receivers via communication links described between the transmitter j and the receiver i by a set of gains G j i of multiple input and output channels (MIMO) of direct links when j = i and interfering links when j ≠ i, i G {1, ..., K], j £ {l, ..., K }, K> 1, the dimension covariance matrix T k x T k of the signal emitted by the transmitter k being determined by a conditional probability distribution Q k (P k \ Y k ) representative of the power control knowing the observation Y k available to the transmitter k channel gains, k G {1, ..., K], a global metric W (Q, ..., Q K ) being expressed in the form:
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
soit sous la forme d'une somme sur toutes les valeurs possibles des gains de canaux directs et interférents, sur toutes les valeurs possibles de puissance et sur toutes les valeurs possibles des observations disponibles aux émetteurs des gains de canaux avec w(G11( . . . , G^, P1( . . . , PK) une fonction de métrique instantanée répondant à une qualité de service globale pour les K émetteurs, avec p(G11( . . . , G^) une statistique de l'ensemble des gains de canaux et avec Y(Y1, . . . , YK \ G11, . . . , GKK) une statistique de l'ensemble des estimées YK des gains conditionnées à la connaissance de l'ensemble des liens, chaque émetteur j disposant : either in the form of a sum over all possible values of the direct and interfering channel gains, on all possible power values and on all possible values of the observations available to the transmitters of the channel gains with w (G 11 ( . ., G ^, P 1 (... , P K ) an instant metric function responding to a global quality of service for the K transmitters, with p (G 11 (... , G ^) a statistic of set of channel gains and with Y (Y 1 , ..., Y K \ G 11 , ..., G KK ) a statistic of the set of estimates Y K of the gains conditioned to the knowledge of the set links, each transmitter having:
de la connaissance statistique γ(Κ1( ... , YK \ Gl , ... , GKK) de l'ensemble des observations conditionnée à la connaissance de l'ensemble des liens, of the statistical knowledge γ (Κ 1 ( ..., Y K \ G l , ..., G KK ) of the set of observations conditioned on the knowledge of all the links,
de la connaissance statistique p(G11( . . . , G^) de l'ensemble des gains de canaux, de la fonction de métrique instantanée w(G11( . . . , G^, P1( . . . , Ρ^·), of the statistical knowledge p (G 11 (... , G ^) of the set of channel gains, of the instantaneous metric function w (G 11 (... , G ^, P 1 ( . · Ρ ^)
caractérisé en ce que le procédé : characterized in that the method
initialise pour k = 1 à K, la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k, fonction initialisée notée et  initializes for k = 1 to K, the conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k, initialized function noted and
de manière itérative, avec i un indice d'itération, i = 0 à N— 1 :  iteratively, with i an iteration index, i = 0 to N-1:
- et de manière successive pour chaque émetteur k = 1 à K :  and successively for each transmitter k = 1 to K:
détermine la distribution de probabilité conditionnelle Qk représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k comme étant celle qui maximise la métrique globale moyenne en considérant les distributions de probabilité conditionnelledetermines the conditional probability distribution Q k representative of the power control of the transmitter k as being that which maximizes the metric global average by considering conditional probability distributions
Qi +1 " · , Qk- > Qk+v " ' · QK ^ représentatives du contrôle de puissance des autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées, Q i +1 "·, Qk-> Qk + v"'QK ^ representative of the power control of the other transmitters previously obtained as fixed,
la puissance émise à un instant t par l'émetteur k étant donnée par la distribution de probabilité conditionnelle, déterminée à l'issue du processus itératif, connaissant une réalisation des observations YFE à cet instant t. the power emitted at a time t by the transmitter k being given by the conditional probability distribution, determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y FE at this instant t.
2. Procédé (1) de contrôle de puissance selon la revendication 1 dans lequel la puissance émise par l'émetteur k dépend d'une clé de coordination U, la métrique globale W(Q1, . . . , QK) s 'exprimant sous la forme : 2. The power control method (1) according to claim 1, wherein the power emitted by the transmitter k depends on a coordination key U, the global metric W (Q 1 , ..., Q K ) s'. expressing in the form:
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0001
avec Qu (U) la distribution de probabilité utilisée pour générer la clé U. with Qu (U) the probability distribution used to generate the key U.
3. Procédé (1) de contrôle de puissance selon la revendication 1 dans lequel la fonction de métrique instantanée (w(G11( . . . , G^, P1( . . . , Ρ^·)) est la somme sur les K émetteurs du rapport entre un débit net de transmission sur une puissance émise. A power control method (1) according to claim 1, wherein the instantaneous metric function (w (G 11 (... , G 1 , P 1 ( .., Ρ)) is the sum on the K transmitters of the ratio between a net transmission rate on an emitted power.
4. Procédé (1) de contrôle de puissance selon la revendication 1 dans lequel pour l'émetteur k l'observation YFE comprend une estimée GKK du lien direct. 4. The power control method (1) according to claim 1, wherein for the transmitter k the observation Y FE comprises an estimate G KK of the direct link.
5. Procédé (1) de contrôle de puissance selon la revendication 1 dans lequel l'émetteur k ne connaît que l'observation YFE qui est égale à une estimée Gkk du lien direct, il vient
Figure imgf000020_0002
5. The power control method (1) according to claim 1 wherein the transmitter k only knows the observation Y FE which is equal to an estimated G kk of the direct link, it comes
Figure imgf000020_0002
6. Procédé (1) de contrôle de puissance selon la revendication 1 dans lequel pour l'émetteur k l'observation YFE comprend le gain GKK de canal du lien direct. 6. The power control method (1) according to claim 1, wherein for the transmitter k the observation Y FE comprises the gain G KK of the channel of the direct link.
7. Procédé (1) de contrôle de puissance selon la revendication 1 dans lequel l'émetteur k ne connaît que l'observation YFE qui est égale au gain GKK de canal du lien direct, il vient y(Yi Wu G ) = I . 7. The power control method (1) according to claim 1, wherein the transmitter k only knows the observation Y FE which is equal to the gain G KK of the channel of the direct link, there comes y (Yi Wu G) = I.
8. Procédé (1) de contrôle de puissance selon la revendication 1 dans lequel les gains de canaux suivent une distribution exponentielle. The power control method (1) of claim 1 wherein the channel gains follow an exponential distribution.
9. Système destiné à mettre en œuvre un procédé de contrôle de puissance avec K émetteurs et K récepteurs, les K émetteurs ayant chacun Tk antennes d'émission et étant en communication respectivement avec les K récepteurs via des liens de communication décrits entre l'émetteur j et le récepteur i par un ensemble de gains Gji de canaux à entrées et sorties multiples (MIMO) de liens directs lorsque j = i et de liens interférents lorsque j≠ i, i G {1, ... , K), j G {1, ... , K), K>1, la matrice de covariance de dimension Tk x Tk du signal émis par l'émetteur k étant déterminée par une distribution de probabilité conditionnelle Qk(Pk
Figure imgf000021_0001
représentative du contrôle de puissance connaissant l'observation Yk disponible à l'émetteur k des gains de canaux, k G {1, ... , K), une métrique globale W Q , QK) étant exprimée sous la forme :
9. A system for implementing a power control method with K transmitters and K receivers, the K transmitters each having T k transmit antennas and being in communication respectively with the K receivers via communication links described between the transmitter j and receiver i by a set of gains G j i of multiple input and output channels (MIMO) of direct links when j = i and interfering links when j ≠ i, i G {1, ..., K ), G {1, ..., K), K> 1, the dimension covariance matrix T k × T k of the signal emitted by the transmitter k being determined by a conditional probability distribution Qk (Pk
Figure imgf000021_0001
representative of the power control knowing the observation Y k available to the transmitter k channel gains, k G {1, ..., K), a global metric WQ, Q K ) being expressed in the form:
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000021_0002
I p(G , . . . , GKK)Y(YT, . . . , ΥΚ I GL T, GKK) G , Pj Pif)I p (G, ..., G KK ) Y (Y T , ..., Υ Κ IG LT , G KK ) G, Pj Pif)
Figure imgf000021_0003
Figure imgf000021_0003
soit sous la forme d'une somme sur toutes les valeurs possibles des gains de canaux directs et interférents, sur toutes les valeurs possibles de puissance et sur toutes les valeurs possibles des observations disponibles aux émetteurs des gains de canaux avec w(G11( . . . , G^, P1( . . . , Ρ^·) une fonction de métrique instantanée répondant à une qualité de service globale pour les K émetteurs, avec p(G11( . . . , G^) une statistique de l'ensemble des gains de canaux et avec Y(Y1, . . . , YK \ G11, . . . , GKK) une statistique de l'ensemble des estimées YK des gains conditionnées à la connaissance de l'ensemble des liens, chaque émetteur j disposant : either in the form of a sum over all possible values of the direct and interfering channel gains, on all possible power values and on all possible values of the observations available to the transmitters of the channel gains with w (G 11 ( . ., G ^, P 1 ( .., Ρ ^ ·) an instantaneous metric function responding to a global quality of service for the K transmitters, with p (G 11 (... , G ^) a statistic of the set of channel gains and with Y (Y 1 , ..., Y K \ G 11 , ..., G KK ) a statistic of the set of estimates Y K of the gains conditioned to the knowledge of the set of links, each transmitter having:
- de la connaissance statistique (Ylt ... , Υκ \ (*ιι>> (*κκ de l'ensemble des observations conditionnée à la connaissance de l'ensemble des liens, - statistical knowledge (Y lt ..., Υκ \ (* ιι > - > (* κκ of the set of observations conditioned on the knowledge of all the links,
de la connaissance statistique p(G11( . . . , G^) de l'ensemble des gains de canaux, de la fonction de métrique instantanée w(G11( . . . , G^, P1( . . . , Ρ#·), of the statistical knowledge p (G 11 (... , G ^) of the set of channel gains, of the instantaneous metric function w (G 11 (... , G ^, P 1 ( . Ρ # ·),
caractérisé en ce que chaque émetteur comprend un processeur et un amplificateur tels que : characterized in that each transmitter comprises a processor and an amplifier such as:
- le processeur initialise pour k = 1 à K, la distribution de probabilité conditionnelle représentative du contrôle de puissance de l'émetteur k, fonction initialisée notée et de manière itérative, avec i un indice d'itération, i = 0 à N— 1 :  the processor initializes for k = 1 to K, the conditional probability distribution representative of the power control of the transmitter k, the initialized function noted and iteratively, with i an iteration index, i = 0 to N-1 :
et de manière successive pour k = 1 à K : and successively for k = 1 to K:
le processeur détermine la distribution de probabilité conditionnelle Qk représentative du contrôle de puissance comme étant celle qui maximise la métrique globale moyenne en considérant les distributions de probabilité conditionnelle
Figure imgf000022_0001
Qk+i' "' · Qt représentatives du contrôle de puissance des autres émetteurs précédemment obtenues comme fixées,
the processor determines the conditional probability distribution Q k representative of the power control as being that which maximizes the overall average metric by considering conditional probability distributions
Figure imgf000022_0001
Q k + i '"' · · Q t representative of the power control of the other transmitters previously obtained as fixed,
et l'amplificateur de l'émetteur k émet à un instant t un signal à la puissance pk donnée par la distribution de probabilité conditionnelle, déterminée à l'issue du processus itératif, connaissant une réalisation des observations Yfe à cet instant t. and the transmitter amplifier k emits at a time t a signal at the power p k given by the conditional probability distribution determined at the end of the iterative process, knowing a realization of the observations Y fe at this instant t.
10. Programme d'ordinateur sur un support d'information, ledit programme comportant des instructions de programme adaptées à la mise en œuvre d'un procédé de contrôle de puissance de K émetteurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans les K émetteurs destinés à mettre en œuvre le procédé de contrôle de puissance. 10. Computer program on an information medium, said program comprising program instructions adapted to the implementation of a power control method of K transmitters according to any one of claims 1 to 9, when said program is loaded and executed in K transmitters for implementing the power control method.
11. Support d'informations comportant des instructions de programme adaptées à la mise en œuvre d'un procédé de contrôle de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans K émetteurs destinés à mettre en œuvre le procédé de contrôle de puissance. An information carrier having program instructions adapted to implement a power control method according to any one of claims 1 to 9, when said program is loaded and executed in K transmitters for implementing the power control process.
PCT/FR2016/052558 2015-10-05 2016-10-05 Method for controlling power distributed between k emitters and corresponding system WO2017060619A1 (en)

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