FR3034612A1

FR3034612A1 - Procede et systeme d'estimation d'une capacite de detection de messages dans une bande frequentielle

Info

Publication number: FR3034612A1
Application number: FR1552707A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Fumat; Stephane Baills
Original assignee: Sigfox SA
Current assignee: UNABIZ, FR
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-10-07
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: FR3034612B1; WO2016156480A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé (50) d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle, ladite capacité de détection étant estimée en fonction d'une mesure d'un signal global, au niveau dudit site géographique, dans ladite bande fréquentielle sur une fenêtre temporelle. Ledit procédé (50) comporte : - le calcul (51) d'un spectrogramme du signal global, - pour au moins un niveau de puissance des messages reçus, dit « niveau de référence » : le calcul (52) d'un nombre maximal ND de messages pouvant être positionnés sur le spectrogramme sans interférer entre eux, dans des positions respectives pour lesquelles le niveau de référence vérifie un critère prédéfini de détection par rapport au niveau de puissance local du signal global, - l'estimation (53) de la capacité de détection pour le niveau de référence en fonction du nombre maximal ND.

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention appartient au domaine des communications sans fil, et concerne un procédé et un système d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des terminaux d'un système de communication sans fil. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Dans le domaine des communications sans fil, il est connu d'analyser, dans une bande fréquentielle, le niveau des signaux radioélectriques reçus, afin par exemple de déterminer si des interférences importantes sont présentes dans la bande fréquentielle considérée. Une telle analyse peut être mise en oeuvre pour sélectionner une bande fréquentielle parmi différentes bandes fréquentielles possibles à utiliser au niveau d'un site géographique par un système de communication sans fil, ou encore pour choisir, pour une même bande fréquentielle, un site géographique parmi différents sites géographiques possibles pour implanter une station de base dudit système de communication sans fil. Par exemple, une telle analyse est avantageuse dans le cas où la bande fréquentielle considérée se trouve à l'intérieur de la bande ISM (« Industrial, Scientific and Medical »). En effet, la bande ISM comporte des bandes fréquentielles dites libres en ce qu'elles peuvent être utilisées sans autorisation administrative préalable, sous réserve de respecter certaines contraintes réglementaires. Il en résulte que le niveau d'interférences peut être important et varier fortement, au niveau d'un même site géographique, d'une bande fréquentielle à une autre de la bande ISM ou encore, pour une même bande fréquentielle, d'un site géographique à un autre. Il est également possible d'analyser des bandes fréquentielles non libres, par exemple pour estimer les interférences intra-système dans un système cellulaire de communication sans fil ou encore les interférences inter-système entre différents systèmes de communication sans fil.

Toutefois, il n'est pas connu de système d'analyse adapté aux spécificités des systèmes de communication sans fil à bande ultra étroite. Par « bande ultra étroite » (« Ultra Narrow Band » ou UNB dans la littérature anglo-saxonne), on entend que le spectre fréquentiel instantané des signaux 3034612 2 radioélectriques émis par les terminaux est de largeur fréquentielle inférieure à un kilohertz. Dans de tels systèmes de communication sans fil UNB, les terminaux émettent des messages qui sont collectés par des stations de base d'un 5 réseau d'accès. Ces messages, outre qu'ils sont à bande ultra-étroite, sont de durée limitée. En outre, pour réduire le coût et la complexité des terminaux, ceux-ci sont autonomes à l'émission, c'est-à-dire que chaque terminal choisit seul l'instant d'émission de chaque message et la fréquence centrale, à l'intérieur de la bande fréquentielle préalablement sélectionnée, sur laquelle il 10 émet chaque message. La complexité repose alors sur le réseau d'accès, qui doit être capable de détecter des messages émis à des instants arbitraires, et sur des fréquences centrales arbitraires à l'intérieur de la bande fréquentielle. Les systèmes d'analyse actuels se contentent d'estimer le niveau d'interférences dans la bande fréquentielle considérée, et ne permettent pas 15 d'évaluer l'impact réel des interférences sur la détection des messages, qui n'est pas nécessairement le même suivant que l'on considère des messages UNB de durée limitée ou des signaux continus à bande large. En outre, les systèmes d'analyse actuels ne permettent pas de comparer simplement plusieurs bandes fréquentielles entre elles au niveau 20 d'un même site géographique, et/ou de comparer simplement plusieurs sites géographiques entre eux pour une même bande fréquentielle. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l'art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, 25 en proposant une solution qui permette de prendre en compte certaines caractéristiques des messages lors de l'analyse d'une bande fréquentielle. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des 30 terminaux d'un système de communication sans fil, ladite capacité de détection étant estimée en fonction d'une mesure d'un signal global représentatif de l'ensemble des signaux radioélectriques reçus, au niveau dudit site géographique, dans ladite bande fréquentielle sur une fenêtre temporelle.

3034612 3 Selon l'invention, ledit procédé comporte : - le calcul d'un spectrogramme représentatif des niveaux de puissance du signal global associés respectivement à différentes fréquences dans la bande fréquentielle et à différents instants dans 5 la fenêtre temporelle, - pour au moins un niveau de puissance des messages reçus, dit « niveau de référence », et en considérant des messages de même largeur spectrale, égale à une largeur spectrale de référence prédéfinie, et de même durée, égale à une durée de référence 10 prédéfinie : le calcul d'un nombre maximal ND de messages pouvant être positionnés sur le spectrogramme sans interférer entre eux, dans des positions respectives pour lesquelles le niveau de référence vérifie un critère prédéfini de détection par rapport au niveau de puissance local du signal global, 15 - l'estimation de la capacité de détection pour le niveau de référence en fonction du nombre maximal ND calculé pour ledit niveau de référence. Ainsi, le procédé d'estimation repose sur le calcul d'un spectrogramme du signal global. Ce spectrogramme représente les niveaux de puissance du 20 signal global en différentes fréquences de la bande fréquentielle, ainsi que leurs évolutions respectives dans le temps en différents instants de la fenêtre temporelle. En d'autres termes, le spectrogramme est une représentation de la distribution spatiale de la puissance du signal global dans un espace de mesure bidimensionnel fréquence/temps, délimité par la bande fréquentielle 25 considérée et par la fenêtre temporelle considérée. En présence d'une interférence, le niveau de puissance du signal global est localement plus élevé. Si cette interférence ne perturbe qu'une partie de la bande fréquentielle et/ou qu'une partie de la fenêtre temporelle, la zone de l'espace de mesure couverte par cette interférence est de largeur spectrale 30 inférieure à la largeur de la bande fréquentielle considérée et/ou de durée inférieure à la durée de la fenêtre temporelle considérée. De manière analogue, le spectrogramme fait apparaître également des zones pour lesquelles le niveau de puissance du signal global est plus faible.

3034612 4 Dans une telle zone, il est en principe plus facile de détecter un message, sous réserve toutefois que les dimensions fréquentielle et temporelle de ladite zone soient supérieures à celles des messages. Pour un niveau de référence de réception des messages, on estime le 5 nombre maximal ND de messages pouvant être positionnés dans l'espace de mesure sans qu'ils n'interfèrent entre eux, dans des positions respectives pour lesquelles le niveau de référence vérifie le critère de détection par rapport au niveau de puissance local du signal global. Pour le niveau de référence considéré, le critère de détection fait 10 apparaître, dans l'espace de mesure, des zones, dites « zones disponibles » dans lesquelles le critère de détection est vérifié et les messages sont susceptibles d'être détectés, et des zones, dites « zones perturbées », dans lesquelles le critère de détection n'est pas vérifié. Du fait de la prise en compte de la largeur spectrale de référence et de la durée de référence des messages, 15 il est possible de déterminer si celles-ci sont inférieures aux dimensions d'une zone disponible et, le cas échéant, de calculer le nombre maximal de messages pouvant y être placés sans qu'ils n'interfèrent entre eux. La capacité de détection de messages émis dans la bande fréquentielle considérée est alors estimée, pour le niveau de référence 20 considéré, en fonction du nombre maximal ND de messages détectés. Par conséquent, le calcul du spectrogramme du signal global et la prise en compte de la largeur spectrale de référence et de la durée de référence des messages permet de mieux estimer l'utilisation maximale qui peut être faite des éventuelles zones disponibles. En particulier, l'invention, 25 contrairement à l'art antérieur, permet de prendre en compte également les zones disponibles intercalées fréquentiellement et/ou temporellement entre des zones perturbées. La prise en compte de toutes les zones disponibles est particulièrement avantageuse dans le cas des systèmes de communication sans fil UNB, pour lesquels la largeur spectrale de référence, et éventuellement 30 la durée de référence, peuvent être très faibles, de sorte que des messages peuvent être détectés même dans des zones disponibles de faibles dimensions dans l'espace de mesure. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé 3034612 5 d'estimation de la capacité de détection peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé 5 d'estimation de la capacité de détection comporte le calcul d'un nombre maximal NR de messages pouvant être reçus sans interférer entre eux dans la bande fréquentielle sur la fenêtre temporelle, en fonction de la largeur spectrale de référence et de la durée de référence desdits messages, et la capacité de détection pour le niveau de référence est estimée en fonction en outre du 10 nombre maximal NR. La prise en compte, dans l'estimation de la capacité de détection, du nombre maximal NR de messages pouvant être reçus dans l'espace de mesure, permet notamment de comparer plus facilement des capacités de détection estimées sur des espaces de mesure de dimensions différentes.

15 Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l'estimation de la capacité de détection pour un niveau de référence comporte le calcul du rapport ND/NR. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le critère de détection est vérifié en un point p du spectrogramme, ledit point correspondant à une 20 paire constituée par une fréquence de la bande fréquentielle et par un instant de la fenêtre temporelle, si l'expression suivante est vérifiée : LR LG[ip] + AL expression en échelle logarithmique dans laquelle : - LR correspond au niveau de référence, 25 - LG[ip] correspond au niveau de puissance LG du signal global calculé pour le point p, - AL correspond à un écart prédéfini de niveau de puissance. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, différents niveaux de référence étant considérés pour les messages reçus : 30 - plusieurs nombres maximaux Nij sont calculés, associés respectivement aux différents niveaux de référence considérés pour les messages reçus, - plusieurs valeurs de la capacité de détection sont estimées, 3034612 6 associées respectivement aux différents niveaux de référence considérés pour les messages reçus. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé d'estimation de la capacité de détection comporte le calcul de la dérivée de la 5 capacité de détection par rapport au niveau de référence. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, différentes valeurs de la largeur spectrale de référence et/ou différentes valeurs de la durée de référence étant considérées pour les messages, la capacité de détection est estimée en fonction de plusieurs nombres maximaux ND, calculés 10 respectivement pour les différentes valeurs de la largeur spectrale de référence et/ou pour les différentes valeurs de la durée de référence des messages. Selon un second aspect, la présente invention concerne un produit programme d'ordinateur comportant un ensemble d'instructions de code de programme qui, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur, configurent 15 ledit processeur pour mettre en oeuvre un procédé d'estimation selon l'un quelconque des modes de mise en oeuvre de l'invention. Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un dispositif d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des terminaux d'un système 20 de communication sans fil, ledit dispositif d'estimation comportant des moyens configurés pour mettre en oeuvre un procédé d'estimation selon l'un quelconque des modes de mise en oeuvre de l'invention. Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un système d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site 25 géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des terminaux d'un système de communication sans fil, ledit système d'estimation comportant un dispositif de mesure d'un signal global représentatif de l'ensemble des signaux radioélectriques reçus, au niveau dudit site géographique, dans ladite bande fréquentielle sur une fenêtre temporelle. Ledit 30 système d'estimation comporte en outre un dispositif d'estimation selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention. Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne une station de base d'un système de communication sans fil, comportant un système 3034612 7 d'estimation selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention. Selon un sixième aspect, la présente invention concerne un réseau d'accès d'un système de communication sans fil, comportant un système d'estimation selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention.

5 PRÉSENTATION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : - Figure 1 : une représentation schématique d'un exemple de 10 réalisation d'un système d'estimation de capacité de détection, - Figure 2: un diagramme illustrant les principales étapes d'un procédé d'estimation de capacité de détection, - Figure 3: un exemple de spectrogramme calculé à partir d'un signal global mesuré dans une bande fréquentielle à analyser, 15 - Figure 4: des représentations schématiques de zones disponibles du spectrogramme de la figure 3, pour des niveaux de puissance différents des messages reçus, - Figure 5: un diagramme illustrant les principales étapes d'un mode préféré de mise en oeuvre d'un procédé d'estimation de capacité 20 de détection, - Figure 6: une représentation schématique d'un système de communication sans fil. Dans ces figures, des références identiques d'une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, 25 les éléments représentés ne sont pas à l'échelle, sauf mention contraire. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION Tel qu'indiqué précédemment, la présente invention vise à estimer une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des terminaux 70 d'un système 60 de 30 communication sans fil. Ladite capacité de détection est estimée en fonction d'une mesure d'un signal global représentatif de l'ensemble des signaux radioélectriques reçus, au niveau dudit site géographique, dans ladite bande fréquentielle sur une fenêtre temporelle.

3034612 8 Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas d'un système 60 de communication sans fil UNB. La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d'un système 10 d'estimation de capacité de détection. Tel qu'illustré par la 5 figure 1, le système 10 d'estimation comporte un dispositif 20 de mesure du signal global et un dispositif 30 d'estimation de capacité de détection, qui est relié audit dispositif 20 de mesure. Le dispositif 20 de mesure comporte par exemple un module 21 de réception analogique et un module 22 de réception numérique.

10 Le module 21 de réception analogique, placé au niveau d'un site géographique d'intérêt, est adapté à mesurer l'ensemble des signaux radioélectriques reçus dans la bande fréquentielle considérée. Il comporte à cet effet un ensemble de moyens, considérés comme connus de l'homme de l'art (antenne, filtre analogique, amplificateur, oscillateur local, mélangeur, etc.). De 15 manière conventionnelle, le module 21 de réception analogique présente en sortie un ou plusieurs signaux analogiques correspondant au signal global ramené autour d'une fréquence intermédiaire inférieure à la fréquence centrale de la bande de multiplexage, ladite fréquence intermédiaire pouvant être nulle. Le module 22 de réception numérique comporte, de manière 20 conventionnelle, un ou plusieurs convertisseurs analogique/numérique (A/N) adaptés à échantillonner le ou les signaux analogiques fournis par le module 21 de réception analogique, de sorte à obtenir un signal numérique représentatif du signal global reçu par le module 21 de réception analogique. Le dispositif 30 d'estimation est configuré pour calculer la capacité de 25 détection à partir du signal global numérisé reçu du dispositif 20 de mesure. Par exemple, le dispositif 30 d'estimation comporte un ou plusieurs processeurs et une ou plusieurs mémoires (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquelles est mémorisé un produit programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble d'instructions de code 30 de programme à exécuter pour mettre en oeuvre les différentes étapes d'un procédé 50 d'estimation de capacité de détection qui sera décrit ci-après. Dans une variante, le dispositif 30 d'estimation comporte un ou des circuits logiques programmables, de type FPGA, PLD, etc., et/ou circuits intégrés spécialisés 3034612 9 (ASIC) adaptés à mettre en oeuvre tout ou partie desdites étapes du procédé 50 d'estimation de capacité de détection. En d'autres termes, le dispositif 30 d'estimation comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d'ordinateur 5 spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, etc.) pour mettre en oeuvre les différentes étapes du procédé 50 d'estimation de capacité de détection. Le dispositif 20 de mesure et le dispositif 30 d'estimation peuvent être un même équipement matériel ou bien des équipements matériels distincts. Dans le cas où il s'agit d'équipements matériels distincts, ils sont par exemple 10 reliés par un réseau de communication permettent l'envoi du signal global numérisé du dispositif 20 de mesure vers le dispositif 30 d'estimation. S'il s'agit d'un même équipement matériel, alors le dispositif 20 de mesure et le dispositif 30 d'estimation sont par exemple reliés par un bus de communication interne. Dans l'exemple illustré par la figure 1, le dispositif 30 d'estimation est 15 relié au dispositif 20 de mesure par des moyens de communication. Il est à noter que plusieurs dispositifs 20 de mesure, situés dans des sites géographiques différents, peuvent être reliés audit dispositif 30 d'estimation. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'avoir le dispositif 30 d'estimation non relié à un dispositif 20 de mesure par des moyens 20 de communication. Par exemple, le dispositif 20 de mesure peut être déplaçable pour effectuer une campagne de mesures dans plusieurs bandes fréquentielles et/ou plusieurs sites géographiques. Le résultat de cette campagne de mesures peut alors être ultérieurement chargé dans le dispositif 30 d'estimation, qui traite les différents signaux globaux pour estimer des 25 capacités de détection. Tel qu'indiqué précédemment, l'invention repose sur la prise en compte de certaines caractéristiques des messages émis par lesdits terminaux pour estimer la capacité de détection. Plus particulièrement, on considère, pour la mise en oeuvre de l'invention, une largeur spectrale de référence EF et une 30 durée de référence ÔT desdits messages. Par exemple, si les messages émis par les terminaux 70 ont tous la même largeur spectrale, alors celle-ci correspond à la largeur spectrale de référence Y. Si par contre plusieurs largeurs spectrales sont possibles pour 3034612 10 les messages émis par lesdits terminaux 70, alors la largeur spectrale de référence EF correspond par exemple à la largeur spectrale maximale desdits messages, ou à la largeur spectrale moyenne desdits messages, ou à la largeur spectrale minimale desdits messages, etc. Il est également possible 5 d'estimer plusieurs valeurs de la capacité de détection associées respectivement aux différentes largeurs spectrales possibles des messages. De manière analogue, si les messages émis par les terminaux 70 ont tous la même durée, alors celle-ci correspond à la durée de référence ET. Si par contre plusieurs durées sont possibles pour les messages émis par lesdits 10 terminaux 70, alors la durée de référence ÔT correspond par exemple à la durée maximale desdits messages, ou à la durée moyenne desdits messages, ou à la durée minimale desdits messages, etc. Il est également possible d'estimer plusieurs valeurs de la capacité de détection associées respectivement aux différentes durées possibles des messages.

15 Dans le cas considéré ici, à titre d'exemple non limitatif, d'un système 60 de communication sans fil UNB, la largeur spectrale de référence EF est inférieure à un kilohertz, tandis que la durée de référence ÔT est typiquement comprise entre quelques dixièmes de secondes et quelques secondes. La figure 2 représente schématiquement les principales étapes d'un 20 procédé 50 d'estimation de capacité de détection en fonction d'un signal global mesuré dans la bande fréquentielle considérée sur une fenêtre temporelle. Tel qu'illustré par la figure 2, le procédé 50 d'estimation de capacité comporte principalement des étapes de : - 51 calcul d'un spectrogramme du signal global, 25 - pour au moins un niveau de puissance des messages reçus, dit « niveau de référence »: 52 calcul d'un nombre maximal ND de messages, reçus sans interférer entre eux, qui peuvent être détectés au niveau du site géographique considéré, - 53 estimation de la capacité de détection pour le niveau de 30 référence en fonction du nombre maximal ND de messages détectés calculé pour ledit niveau de référence. Le spectrogramme du signal global représente la distribution spatiale de la puissance du signal global dans un espace de mesure bidimensionnel 3034612 11 fréquence/temps, délimité par la bande fréquentielle considérée et par la fenêtre temporelle considérée. Les dimensions de l'espace de mesure correspondent donc à la largeur AF de la bande fréquentielle considérée et à la durée AT de la fenêtre 5 temporelle considérée. De préférence, la largeur AF de la bande fréquentielle est supérieure à la largeur spectrale de référence EF des messages, voire très supérieure à celle-ci (au moins un facteur dix). Si la largeur spectrale de référence EF est inférieure à un kilohertz, alors la largeur AF est par exemple supérieure à 100 kilohertz. De préférence, la durée AT de la fenêtre temporelle 10 est supérieure à la durée de référence ÔT des messages, voire très supérieure à celle-ci (au moins un facteur dix). Si la durée de référence ÔT est de l'ordre de la seconde, alors la durée AT est par exemple supérieure à 30 secondes, voire supérieure à quelques minutes. En pratique, plus la durée AT est grande et plus l'estimation de la capacité de détection pourra être précise, en 15 particulier en présence d'interférences intermittentes. Par exemple, on définit un ensemble discret de fréquences à l'intérieur de la bande fréquentielle considérée et un ensemble discret d'instants à l'intérieur de la fenêtre temporelle. Les fréquences de l'ensemble discret sont par exemple obtenues par échantillonnage de la bande fréquentielle avec un 20 pas fréquentiel prédéfini, et les instants de l'ensemble discret sont obtenus par échantillonnage de la fenêtre temporelle avec un pas temporel prédéfini. De préférence, le pas fréquentiel est égal ou inférieur à la largeur spectrale de référence EF des messages et le pas temporel est égal ou inférieur à la durée de référence ÔT desdits messages. On forme ainsi une grille de points dans 25 l'espace de mesure, chaque point correspondant à une paire constituée par une fréquence de l'ensemble discret et un instant de l'ensemble discret. Le calcul du spectrogramme comporte par exemple le calcul de transformées de Fourier de blocs successifs d'échantillons du signal global numérisé et, éventuellement, le calcul en chaque point de la grille du module 30 au carré de la valeur obtenue par transformée de Fourier. Par conséquent, le spectrogramme associe, à chaque point de la grille, un niveau de puissance du signal global en ce point. Par « niveau de puissance », on entend toute grandeur représentative de la puissance du 3034612 12 signal global. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où le niveau de puissance correspond à une densité de puissance par unité de fréquences, par exemple exprimée en dBm/Hz. La figure 3 représente un exemple simplifié de spectrogramme. Tel 5 qu'illustré par la figure 3, le spectrogramme comporte cinq zones différentes : - une zone Z1 pour laquelle le niveau de puissance du signal global est égale ou inférieure à -100 dBm/Hz et supérieure à -110 dBm/Hz en chaque point de ladite zone Z1, - une zone Z2 pour laquelle le niveau de puissance du signal global 10 est égale ou inférieure à -110 dBm/Hz et supérieure à -125 dBm/Hz en chaque point de ladite zone Z2, - une zone Z3 pour laquelle le niveau de puissance du signal global est égale ou inférieure à -125 dBm/Hz et supérieure à -130 dBm/Hz en chaque point de ladite zone Z3, 15 - une zone Z4 pour laquelle le niveau de puissance du signal global est égale ou inférieure à -130 dBm/Hz et supérieure à -145 dBm/Hz en chaque point de ladite zone Z4, - une zone Z5, disjointe, pour laquelle le niveau de puissance du signal global est égale ou inférieure à -145 dBm/Hz en chaque 20 point de ladite zone Z5. Ensuite, au cours de l'étape 52, on considère des messages qui sont tous de même largeur spectrale, égale à la largeur spectrale de référence EF, et de même durée, égale à la durée de référence ÔT. En outre, on calcule le nombre maximal ND de messages, reçus avec le niveau de référence 25 considéré, qui peuvent être positionnés sans interférer entre eux dans l'espace de mesure, et qui peuvent être en outre détectés compte tenu du signal global. Par « sans interférer entre eux », on entend que, ainsi positionnés, aucun message n'empêche la détection d'un autre message. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où les 30 messages, qui sont de dimensions EF par ET dans l'espace de mesure, sont positionnés de sorte qu'ils ne présentent aucun recouvrement entre eux dans ledit espace de mesure et n'interfèrent donc pas entre eux. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, d'autoriser un 3034612 13 recouvrement partiel des messages entre eux, sur les bords des messages, si un tel recouvrement partiel n'empêche pas la détection des messages. Il est également possible d'ajuster la largeur spectrale de référence EF et la durée de référence ÔT pour tenir compte du recouvrement partiel en deçà duquel aucun 5 message n'empêche la détection d'un autre message. Par exemple, si la largeur spectrale de référence EF représente la largeur spectrale maximale des messages, alors il possible de choisir, pour ladite largeur spectrale de référence EF, une valeur légèrement inférieure à ladite largeur spectrale maximale pour tenir compte du recouvrement partiel en deçà duquel aucun 10 message n'empêche la détection d'un autre message (idem pour la durée de référence ET par rapport, par exemple, à la durée maximale des messages). Par conséquent, un message, ainsi positionné dans l'espace de mesure, est détecté sauf si le niveau de puissance du signal global, au niveau de ce message, empêche cette détection. Ainsi, on considère qu'un message 15 peut être détecté si le niveau de référence vérifie un critère de détection prédéfini par rapport au niveau de puissance local du signal global. De manière générale, tout type de critère de détection adapté peut être mis en oeuvre. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le critère de détection est considéré comme vérifié en un point p de l'espace de mesure 20 si l'expression suivante est vérifiée : LR LG[ID] + AL (1) expression en échelle logarithmique dans laquelle : - LR correspond au niveau de référence des messages, - LG[ip] correspond au niveau de puissance LG du signal global 25 calculé pour le point p, donné par le spectrogramme, - AL correspond à un écart prédéfini de niveau de puissance. Le niveau (LG[p] + AL) correspond par conséquent au niveau minimal à partir duquel le critère de détection est vérifié, c'est-à-dire à partir duquel le message considéré est susceptible d'être détecté.

30 Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas du critère de détection de l'expression (1) ci-dessus, en considérant un écart AL nul, c'est-à-dire qu'on considère qu'un message peut être détecté dès lors que le niveau de référence est supérieur au niveau de 3034612 14 puissance local du signal global. Pour un niveau de référence, le critère de détection permet donc de distinguer, dans l'espace de mesure, des zones, dites « zones disponibles » dans lesquelles le critère de détection est vérifié et les messages sont 5 susceptibles d'être détectés, et des zones, dites « zones perturbées », dans lesquelles le critère de détection n'est pas vérifié. La figure 4 représente les zones disponibles (non hachurées) et les zones perturbées (hachurées) pour différentes valeurs du niveau de référence, dans le cas du spectrogramme illustré par la figure 3.

10 Plus particulièrement, dans la partie a) de la figure 4, le niveau de référence est -145 dBm/Hz, de sorte que, pour le critère de détection considéré, la zone disponible correspond à la zone Z5, tandis que la zone perturbée correspond à la réunion des zones Z1, Z2, Z3 et Z4. Dans la partie b), le niveau de référence est -130 dBm/Hz, de sorte 15 que la zone disponible correspond à la réunion des zones Z5 et Z4, tandis que la zone perturbée correspond à la réunion des zones Z1, Z2 et Z3. Dans la partie c), le niveau de référence est -125 dBm/Hz, de sorte que la zone disponible correspond à la réunion des zones Z5, Z4 et Z3, tandis que la zone perturbée correspond à la réunion des zones Z1 et Z2.

20 Dans la partie d), le niveau de référence est -110 dBm/Hz, de sorte que la zone disponible correspond à la réunion des zones Z5, Z4, Z3 et Z2, tandis que la zone perturbée correspond à la zone Z1 uniquement. Dans la partie e), le niveau de référence est -100 dBm/Hz, de sorte que la zone disponible correspond à la réunion des zones Z5, Z4, Z3, Z2 et Z1, 25 c'est-à-dire tout l'espace de mesure. Pour un niveau de référence particulier, le calcul du nombre maximal ND de messages pouvant être détectés revient donc à déterminer le nombre maximal de messages pouvant être placés à l'intérieur des zones disponibles, sans recouvrement entre eux compte tenu de la largeur spectrale de référence 30 EF et de la durée de référence ÔT des messages. La figure 4 représente schématiquement, en traits discontinus, les messages, de dimensions EF par ET, placés sans recouvrement entre eux dans les zones disponibles, pour la configuration optimale c'est-à-dire celle 3034612 15 permettant de placer le maximum de messages. Tel qu'illustré par la figure 4: - pour le niveau de référence -145 dBm/Hz (partie a) : ND = 5, - pour le niveau de référence -130 dBm/Hz (partie b) : ND = 8, - pour le niveau de référence -125 dBm/Hz (partie c) : ND = 17, 5 - pour le niveau de référence -110 dBm/Hz (partie d) : ND = 21, - pour le niveau de référence -100 dBm/Hz (partie e), le nombre maximal ND est égal à 24, et correspond au nombre maximal de messages de dimensions EF par ÔT pouvant être placés sans recouvrement eux dans l'espace de mesure.

10 Le nombre maximal ND de messages pouvant être détectés, pour un niveau de référence donné, peut être estimé selon toute méthode adaptée. Si le pas fréquentiel est égal à la largeur spectrale de référence EF et si le pas temporel est égal à la durée de référence ÔT, alors il suffit de compter le nombre de points à l'intérieur des zones disponibles. Si ce n'est pas le cas, 15 alors un message est par exemple considéré comme pouvant être détecté si le critère de détection est vérifié en chaque point recouvert par ce message, c'est-à-dire sur toute la largeur spectrale (EF) du message et sur toute la durée (ÔT) dudit message. Dans le cas d'un système 60 de communication sans fil UNB, la 20 largeur spectrale de référence EF est très faible, de sorte que le pas fréquentiel peut être choisi égal à ladite largeur spectrale de référence EF. Le pas temporel peut par contre être choisi inférieur à la durée de référence ÔT, de sorte qu'un message recouvre M points successifs de l'espace de mesure suivant l'axe temporel. Dans un tel cas, il est par exemple possible d'effectuer 25 une analyse en chaque fréquence de l'ensemble discret, en parcourant des axes temporels, associés respectivement aux différentes fréquences, depuis le début de la fenêtre temporelle jusqu'à sa fin. Suivant chaque axe temporel, on incrémente un compteur, initialisé à zéro, à chaque fois que le critère de détection est vérifié, et on remet ledit compteur à zéro à chaque fois que le 30 critère de détection n'est pas vérifié. Lorsque que le critère de détection est vérifié pour M points successifs suivant un axe temporel, le compteur correspondant est remis à zéro, et un compteur global de messages détectés, initialisé à zéro, est incrémenté. Lorsque la fin de la fenêtre temporelle est 3034612 16 atteinte, le nombre maximal ND est donné par la valeur du compteur global. Le nombre maximal ND de messages pouvant être détectés pour le niveau de référence considéré est donc calculé en supposant que toutes les positions de l'espace de mesure sont possibles pour la réception d'un 5 message. Il peut s'agir d'une approximation forte dans certains systèmes de communication sans fil. Toutefois, une telle hypothèse est bien vérifiée, notamment, dans les systèmes de communication sans fil UNB dans lesquels les terminaux émettent des messages sur des fréquences centrales arbitraires et à des instants arbitraires.

10 Au cours de l'étape 53, la capacité de détection pour un niveau de référence est estimée en fonction du nombre maximal ND de messages détectés calculé pour ledit niveau de référence. Par exemple, dans un mode de mise en oeuvre particulièrement simple, la capacité de détection est directement égale au nombre maximal ND.

15 La figure 5 représente schématiquement les principales étapes d'un mode préféré de mise en oeuvre du procédé 50 d'estimation de capacité de détection. Outre les étapes déjà décrites en référence à la figure 2, le procédé 50 d'estimation illustré par la figure 5 comporte une étape 54 de calcul d'un nombre maximal NR de messages pouvant être reçus sans interférer entre eux 20 dans l'espace de mesure, en supposant que tout l'espace de mesure est une zone disponible. Le nombre maximal NR de messages pouvant être reçus est calculé en fonction de la largeur spectrale de référence EF et de la durée de référence ÔT desdits messages, par exemple selon l'expression suivante pour des 25 messages positionnés sans recouvrement entre eux : NR = E[AF/EF]. E[AT/ÔT] (2) expression dans laquelle E[x] correspond à la partie entière du nombre réel x. La capacité de détection est alors estimée, au cours de l'étape 53, en fonction à la fois du nombre maximal ND de messages pouvant être détectés 30 sans recouvrement entre eux et du nombre maximal NR de messages pouvant être reçus sans recouvrement entre eux. Par exemple, la capacité de détection peut être estimée comme étant égale au rapport ND/NR. Ainsi, la capacité de détection est toujours comprise 3034612 17 entre 0 et 1, de sorte qu'il est aisé de comparer notamment, pour un même niveau de référence, les capacités de détection dans des bandes fréquentielles différentes. Dans l'exemple illustré par la figure 4, le nombre maximal NR est donné par la partie e) et est égal à 24. Par conséquent : 5 - pour le niveau de référence -145 dBm/Hz (partie a) : ND/NR = 0.21, - pour le niveau de référence -130 dBm/Hz (partie b) : ND/NR = 0.33, - pour le niveau de référence -125 dBm/Hz (partie c) : ND/NR = 0.71, - pour le niveau de référence -110 dBm/Hz (partie d) : ND/NR = 0.87, - pour le niveau de référence -100 dBm/Hz (partie e) : ND/NR = 1.

10 Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, il est possible de considérer différents niveaux de référence pour les messages reçus. Dans ce cas, plusieurs nombres maximaux ND de messages détectés sont calculés, associés respectivement aux différents niveaux de référence considérés des messages reçus, et plusieurs valeurs de la capacité de détection sont 15 estimées, associées respectivement aux différents niveaux de référence considérés des messages reçus. De la sorte, il est possible d'analyser l'évolution de la capacité de détection en fonction du niveau de puissance des messages reçus au niveau du site géographique considéré. Il est également possible, lorsque plusieurs valeurs de la capacité de 20 détection sont estimées, associées respectivement à différents niveaux de référence, de calculer la dérivée de la capacité de détection par rapport audit niveau de référence. La dérivée de la capacité de détection donnera généralement un pic pour le niveau de référence à partir duquel le critère de détection est vérifié par rapport à une interférence, ce qui permet de détecter 25 cette interférence et d'estimer le niveau de puissance de celle-ci. En outre, la largeur du pic donne aussi une information sur la dispersion de cette interférence dans l'espace de mesure. La présente invention trouve de nombreuses applications. Par exemple, l'invention peut être mise en oeuvre pour sélectionner 30 une bande fréquentielle, parmi plusieurs bandes fréquentielles possibles, à utiliser au niveau d'un site géographique d'implantation d'une station de base 81 d'un système 60 de communication sans fil. Par exemple, il est possible d'estimer une capacité de détection pour chacune des bandes fréquentielles 3034612 18 possibles, et de sélectionner la bande fréquentielle présentant la meilleure capacité de détection. Suivant un autre exemple, l'invention peut être mise en oeuvre pour choisir un site géographique d'implantation d'une station de base 81, parmi 5 plusieurs sites géographiques possibles. En effet, en considérant de manière non limitative une seule bande fréquentielle, alors il est possible d'estimer une capacité de détection de cette bande fréquentielle pour chaque site géographique, et de sélectionner le site géographique présentant la meilleure capacité de détection.

10 Suivant encore un autre exemple, l'invention peut être mise en oeuvre pour choisir certaines caractéristiques des messages émis. Par exemple, si plusieurs largeurs spectrales sont possibles pour les messages, alors il est possible d'estimer une capacité de détection pour chaque largeur spectrale possible, et de privilégier l'utilisation de la largeur spectrale présentant la 15 meilleure capacité de détection. En outre, il est à noter que l'invention peut être utilisée avant implantation des stations de base 81, par exemple pour choisir les sites géographiques dans lesquels celles-ci doivent être implantées, mais également après implantation de celles-ci. En effet, même après avoir implanté les 20 stations de base 81 et choisi les bandes fréquentielles à utiliser, il peut s'avérer utile de continuer à estimer des capacités de détection pour tout ou partie des stations de base 81. Notamment, les interférences dans une bande fréquentielle peuvent évoluer au cours du temps, et il peut être avantageux, par exemple, de changer de bande fréquentielle si les interférences deviennent 25 trop importantes dans la bande fréquentielle précédemment choisie, et/ou d'utiliser une autre largeur spectrale pour les messages si cela permet d'augmenter la capacité de détection, etc. La figure 6 représente schématiquement un système 60 de communication sans fil UNB, comportant plusieurs terminaux 70 et un réseau 30 d'accès 80 comportant plusieurs stations de base 81 reliées à un serveur 82. Dans le cas où il est souhaité mettre en oeuvre l'invention au niveau d'une station de base 81 après implantation de celle-ci, alors il est possible d'intégrer le système 10 d'estimation de capacité de détection dans cette 3034612 19 station de base 81. Suivant un autre exemple, le système 10 d'estimation peut être distribué entre ladite station de base 81 et un autre équipement du réseau d'accès 80, tel que le serveur 82. Par exemple, le dispositif 20 de mesure peut être intégré dans la station de base 81 et le dispositif 30 d'estimation peut être 5 intégré dans le serveur 82. De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en oeuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d'exemples non limitatifs, et que d'autres variantes sont par conséquent envisageables. Notamment, l'invention a été décrite en considérant principalement un 10 système de communication sans fil UNB. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, de considérer d'autres types de systèmes de communication sans fil. De manière plus générale, la mise en oeuvre de l'invention peut être envisagée dès lors que : - la largeur AF de la bande fréquentielle considérée est supérieure à 15 la largeur spectrale de référence EF des messages, et/ou - les terminaux 70 émettent des messages de durée limitée de manière discontinue, la durée AT de la fenêtre temporelle étant supérieure à la durée de référence ÔT des messages. En outre, l'invention a été décrite en considérant principalement que 20 l'on estime une capacité de détection associée à une largeur spectrale de référence EF et une durée de référence ÔT des messages. Tel qu'indiqué précédemment, il est également possible d'estimer plusieurs valeurs de la capacité de détection associées respectivement à différentes valeurs de la largeur spectrale de référence et/ou à différentes 25 valeurs de la durée de référence. Rien n'exclut cependant, alternativement ou en complément, d'estimer la capacité de détection en fonction de plusieurs nombres maximaux ND calculés respectivement pour différentes valeurs de la largeur spectrale de référence et/ou pour différentes valeurs de la durée de référence. La capacité 30 de détection est par exemple estimée comme étant une valeur moyenne, éventuellement pondérée, des différents nombres maximaux ND. Dans le cas où le procédé 50 d'estimation comporte le calcul du nombre maximal NR de messages pouvant être reçus, alors on calcule également plusieurs nombres 3034612 20 maximaux NR associés respectivement aux différentes valeurs de la largeur spectrale de référence et/ou aux différentes valeurs de la durée de référence. La capacité de détection est par exemple estimée comme étant une valeur moyenne, éventuellement pondérée, des différents rapports ND/NR.

Claims

REVENDICATIONS1 - Procédé (50) d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des terminaux (70) d'un système (60) de communication sans fil, ladite capacité de détection étant estimée en fonction d'une mesure d'un signal global représentatif de l'ensemble des signaux radioélectriques reçus, au niveau dudit site géographique, dans ladite bande fréquentielle sur une fenêtre temporelle, caractérisé en ce que ledit procédé (50) comporte : - le calcul (51) d'un spectrogramme représentatif des niveaux de puissance du signal global associés respectivement à différentes fréquences dans la bande fréquentielle et à différents instants dans la fenêtre temporelle, - pour au moins un niveau de puissance des messages reçus, dit « niveau de référence », et en considérant des messages de même largeur spectrale, égale à une largeur spectrale de référence prédéfinie, et de même durée, égale à une durée de référence prédéfinie : le calcul (52) d'un nombre maximal ND de messages pouvant être positionnés sur le spectrogramme sans interférer entre eux, dans des positions respectives pour lesquelles le niveau de référence vérifie un critère prédéfini de détection par rapport au niveau de puissance local du signal global, - l'estimation (53) de la capacité de détection pour le niveau de référence en fonction du nombre maximal ND calculé pour ledit niveau de référence.
2 - Procédé (50) selon la revendication 1, comportant le calcul (54) d'un nombre maximal NR de messages pouvant être reçus sans interférer entre eux dans la bande fréquentielle sur la fenêtre temporelle, en fonction de la largeur spectrale de référence et de la durée de référence desdits messages, et dans lequel la capacité de détection pour le niveau de référence est estimée en fonction en outre du nombre maximal NR.
3 - Procédé (50) selon la revendication 2, dans lequel l'estimation de la capacité de détection pour un niveau de référence comporte le calcul du rapport ND/NR. 3034612 22
4 - Procédé (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le critère de détection est vérifié en un point p du spectrogramme, ledit point correspondant à une paire constituée par une fréquence de la bande fréquentielle et par un instant de la fenêtre temporelle, si l'expression 5 suivante est vérifiée : LR LG[ip] + AL expression en échelle logarithmique dans laquelle : - LR correspond au niveau de référence, - LG[ip] correspond au niveau de puissance LG du signal global 10 calculé pour le point p, - AL correspond à un écart prédéfini de niveau de puissance.
5 - Procédé (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, différents niveaux de référence étant considérés pour les messages reçus : 15 - plusieurs nombres maximaux ND sont calculés, associés respectivement aux différents niveaux de référence considérés pour les messages reçus, - plusieurs valeurs de la capacité de détection sont estimées, associées respectivement aux différents niveaux de référence 20 considérés pour les messages reçus.
6 - Procédé (50) selon la revendication 5, comportant le calcul de la dérivée de la capacité de détection par rapport au niveau de référence.
7 - Procédé (50) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, différentes valeurs de la largeur spectrale de référence et/ou différentes 25 valeurs de la durée de référence étant considérées pour les messages, la capacité de détection est estimée en fonction de plusieurs nombres maximaux ND, calculés respectivement pour les différentes valeurs de la largeur spectrale de référence et/ou pour les différentes valeurs de la durée de référence des messages. 30
8 - Produit programme d'ordinateur caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'instructions de code de programme qui, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur, configurent ledit processeur pour mettre en oeuvre un procédé d'estimation d'une capacité de détection selon l'une 3034612 23 des revendications précédentes.
9 - Dispositif (30) d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des terminaux (70) d'un système (60) de communication sans fil, 5 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens configurés pour mettre en oeuvre un procédé d'estimation de la capacité de détection selon l'une des revendications 1 à 7.
10- Système (10) d'estimation d'une capacité de détection, au niveau d'un site géographique, de messages émis dans une bande fréquentielle par des 10 terminaux d'un système (60) de communication sans fil, ledit système d'estimation comportant un dispositif (20) de mesure d'un signal global représentatif de l'ensemble des signaux radioélectriques reçus, au niveau dudit site géographique, dans ladite bande fréquentielle sur une fenêtre temporelle, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (30) d'estimation 15 de la capacité de détection selon la revendication 9.
11 - Station de base (81) d'un système (60) de communication sans fil, caractérisée en ce qu'elle comporte un système (10) d'estimation d'une capacité de détection selon la revendication 10.
12 - Réseau d'accès (80) d'un système (60) de communication sans fil, 20 caractérisé en ce qu'il comporte un système (10) d'estimation d'une capacité de détection selon la revendication 10.