FR3105671A1 - Procédé d’allocation de fréquences d’émission de signaux radio entre une ou plusieurs entités de communication, permettant une réduction des interférences entre ces entités de communication utilisant le même canal en fréquence - Google Patents
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Abstract
Procédé d’allocation de fréquences d’émission de signaux radio entre une ou plusieurs entités de communication, permettant une réduction des interférences entre ces entités de communication utilisant le même canal en fréquence. Il existe différentes techniques d’allocation de canaux de fréquence pour la transmission. Ces techniques d’allocation de canaux de fréquences ne tiennent pas explicitement compte de la position des équipements terminaux et des caractéristiques antennaires qui leurs sont associées. De plus ces techniques sont consommatrices de puissances de calculs importantes afin de pouvoir allouer les canaux de fréquences au mieux entre les différents équipements terminaux. Le procédé de communication repose sur la sélection d’une fréquence d’émission courante unique à l’aide d’une métrique dite métrique représentative d’un recouvrement de surfaces de captation. La métrique de recouvrement évalue un niveau d’interférence associé à un recouvrement spatial de surfaces de captation d’un premier équipement terminal et d’un équipement interféreur pour une fréquence d’émission d’un signal radio. FIGURE 3
Description
Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui de l’allocation de fréquences d’émission de signaux radio. Plus précisément, l'invention concerne une technique d’allocation de fréquences d’émission de signaux radio entre une ou plusieurs entités de communication permettant la réduction des interférences.
Art antérieur et ses inconvénients
Il existe différentes techniques d’allocation de canaux de fréquence pour la transmission qui exploitent, dans une technologie donnée, des mécanismes dits DFS (Dynamic Frequency Selection), ou DCA (Dynamic Channel Assignment).
Le mécanisme DFS est un mécanisme associé aux technologies Wi-Fi, qui assigne des canaux de fréquences dédiés au Wi-Fi pour ne pas interférer avec des systèmes radar opérant dans les mêmes bandes de fréquences. Ainsi, le mécanisme DFS consiste à sélectionner une fréquence n'interférant pas avec des systèmes radar opérant dans la même bande de fréquences, telle que par exemple la bande à 5 GHz. Le mécanisme DFS a été développé dans le document normatif référencé 802.11h et publié par l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Le dispositif Wi-Fi détecte des impulsions radar qui induisent un blocage par un point d’accès Wi-Fi d’un canal de transmission dont la fréquence est partagée avec le système radar à l’origine de l’émission des impulsions.
Le mécanisme DCA est un mécanisme se rapportant à l’allocation de canaux de fréquences dans un contexte multicellulaire. Le mécanisme DCA alloue de façon dynamique des canaux de fréquences au sein d’une cellule en utilisant des canaux de fréquences disponibles dans des cellules adjacentes. L’algorithme repose sur la probabilité de blocage d’un canal de fréquences au sein d’une cellule considérée et dans les cellules adjacentes permettant de réattribuer les fréquences des canaux dans une autre cellule. Le calcul de cette probabilité de blocage au sein de la cellule considérée repose sur une hypothèse de demandes de canaux de fréquences qui suivrait une loi de Poisson avec un nombre limité de canaux de fréquences disponibles.
Ces techniques d’allocation de canaux de fréquences ne tiennent pas explicitement compte de la position des équipements terminaux et des caractéristiques antennaires qui leurs sont associées. De plus ces techniques sont consommatrices de puissances de calculs importantes afin de pouvoir allouer les canaux de fréquences au mieux entre les différents équipements terminaux.
Il existe un besoin d'une technique ne présentant pas tout ou parties des inconvénients précités.
L'invention répond à ce besoin en proposant un procédé de communication entre un équipement de communication et au moins un premier équipement terminal selon une fréquence courante égale à une première fréquence d’émission d’un signal radio, le procédé de communication étant mis en œuvre par l’équipement de communication et comprenant les étapes suivantes:
- sélection d’au moins une fréquence courante d’émission du signal radio en fonction d’une métrique représentative d’un recouvrement d’une première surface de captation du premier équipement terminal et d’une deuxième surface de captation d’au moins un deuxième équipement terminal, dit équipement interféreur,
- émission d’un signal radio vers l’un des deux équipements terminaux à la fréquence courante.
- sélection d’au moins une fréquence courante d’émission du signal radio en fonction d’une métrique représentative d’un recouvrement d’une première surface de captation du premier équipement terminal et d’une deuxième surface de captation d’au moins un deuxième équipement terminal, dit équipement interféreur,
- émission d’un signal radio vers l’un des deux équipements terminaux à la fréquence courante.
Un tel procédé est une alternative aux techniques d’allocation de canaux de fréquences de l’état de l’art.
Le procédé de communication repose sur la sélection d’une fréquence d’émission courante unique à l’aide d’une métrique dite métrique représentative d’un recouvrement de surfaces de captation. La métrique de recouvrement évalue un niveau d’interférence associé à un recouvrement spatial de surfaces de captation d’un premier équipement terminal et d’un équipement interféreur pour une fréquence d’émission d’un signal radio.
La solution proposée porte sur la sélection d’une fréquence d’émission courante d’un signal radio pour dissocier spatialement des équipements terminaux adjacents exploitant la même fréquence d’émission d’un signal radio pour communiquer avec l’équipement de communication, ce qui permet d’optimiser la ressource fréquentielle dans un contexte multi-utilisateurs. La solution proposée vise à limiter les interférences multi-utilisateurs et à permettre une adaptation d’un gain d’antenne en réception pour chaque communication point à point, ce qui limite les interférences multi-utilisateurs mono-fréquence et contribue à réduire les puissances rayonnées.
La solution proposée consiste à sélectionner une fréquence d’émission courante d’un signal radio utilisée pour communiquer entre l’équipement de communication et au moins un équipement terminal afin d’éviter un recouvrement des surfaces de captation des antennes d’équipements terminaux voisins. Un ajustement d’un angle solide d’un faisceau de communication en réception est effectué à l’aide de la fréquence d’émission d’un signal radio qui modifie la surface de captation d’une antenne en réception. La solution décrite repose sur la sélection de la fréquence d’émission d’un signal radio qui permet de générer une surface de captation permettant l’établissement d’une communication entre l’équipement de communication et l’équipement terminal considéré en limitant les interférences spatio-fréquentielles avec des antennes d’équipements terminaux voisins.
Dans une implémentation particulière du procédé de communication, une troisième fréquence d’émission du signal radio est sélectionnée et un signal radio est émis vers le premier équipement terminal à la fréquence courante et un signal radio est émis vers l’équipement interféreur à la troisième fréquence d’émission différente de la fréquence courante et éventuellement identique à la première fréquence.
Après sélection d’une fréquence courante, l’équipement terminal et l’équipement interféreur communiquent chacun avec l’équipement de communication selon une fréquence d’émission qui leur est propre. Ceci contribue à réduire les risques d’interférences entre les deux équipements terminaux.
Selon une caractéristique du procédé de communication, la métrique de recouvrement est un rapport d’une surface de captation fictive à laquelle appartiennent le premier équipement terminal et l’équipement interféreur sur une demi somme de la première surface de captation et de la deuxième surface de captation.
Selon une autre caractéristique du procédé de communication, la surface de captation du premier équipement terminal, ou de l’équipement interféreur, est déterminée en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par le premier équipement terminal ou par l’équipement interféreur, à la première fréquence d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication.
Dans une implémentation particulière du procédé de communication, la surface de captation fictive est déterminée en fonction d’une surface géométrique, déterminée au moyen de positions géométriques du premier équipement terminal et de l’équipement interféreur par rapport à l’équipement de communication, et d’un rendement fictif.
Cette surface de captation fictive est calculée en considérant les positions de l’équipement terminal et de l’équipement interféreur exprimées en coordonnées sphériques et en considérant la surface géométrique d’une calotte sphérique dont les axes correspondent aux directions du maximum de rayonnement de l’équipement terminal et de l’équipement interféreur. La surface de captation fictive est alors obtenue en multipliant cette surface géométrique par un rendement fictif associé à un type d’antenne donné. Dans un exemple de réalisation, l’antenne fictive est supposée être une antenne à ouverture, ce qui donne un coefficient
Lorsque la métrique de recouvrement est inférieure ou égale à un seuil, le procédé met en œuvre ladite étape de sélection de la fréquence courante d’émission du signal radio.
En effet, dans un tel cas de figure, il y a recouvrement spatial des signaux radios émis/reçus par l’équipement terminal et l’équipement interféreur. La sélection d’une nouvelle fréquence d’émission d’un signal radio est alors nécessaire pour dissocier les surfaces de captation de l’équipement terminal et de l’équipement interféreur.
Lorsque la métrique de recouvrement est inférieure ou égale à un seuil, le procédé de communication comprend en outre une étape de détermination d’une nouvelle valeur de la métrique de recouvrement déterminée en fonction de la valeur de la fréquence courante d’émission du signal radio.
Si cette métrique est supérieure au seuil fixé, alors l’équipement terminal et l’équipement interféreur sont dissociés spatialement et n’interfèrent donc pas ou peu.
Lorsque la métrique de recouvrement est supérieure à un seuil, l’équipement de communication continue de communiquer selon la fréquence courante d’émission du signal radio.
Puisque l’équipement terminal et l’équipement interféreur sont dissociés spatialement et n’interfèrent donc pas ou peu, il n’est pas nécessaire de sélectionner une nouvelle fréquence d’émission d’un signal radio.
L’invention concerne aussi un procédé de détermination d’une surface de captation d’un équipement terminal communiquant avec un équipement de communication selon une fréquence courante d’émission égale à une première fréquence d’émission d’un signal radio, le procédé étant mis œuvre par l’équipement terminal et comprenant les étapes suivantes:
- détermination d’une surface de captation de l’équipement terminal en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par l’équipement terminal à la fréquence courante d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication,
- transmission de la surface de captation de l’équipement terminal ainsi déterminée à destination de l’équipement de communication.
- détermination d’une surface de captation de l’équipement terminal en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par l’équipement terminal à la fréquence courante d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication,
- transmission de la surface de captation de l’équipement terminal ainsi déterminée à destination de l’équipement de communication.
Un objet de l’invention est un équipement de communication capable de communiquer avec au moins un premier équipement terminal selon une fréquence courante égale à une première fréquence d’émission d’un signal radio, l’équipement de communication comprenant des moyens pour:
- sélectionner au moins une fréquence courante d’émission du signal radio en fonction d’une métrique représentative d’un recouvrement d’une première surface de captation du premier équipement terminal et d’une deuxième surface de captation d’au moins un deuxième équipement terminal, dit équipement interféreur,
- émettre un signal radio vers l’un des deux équipements terminaux à la fréquence courante.
- sélectionner au moins une fréquence courante d’émission du signal radio en fonction d’une métrique représentative d’un recouvrement d’une première surface de captation du premier équipement terminal et d’une deuxième surface de captation d’au moins un deuxième équipement terminal, dit équipement interféreur,
- émettre un signal radio vers l’un des deux équipements terminaux à la fréquence courante.
Un autre objet de l’invention est un équipement terminal capable de déterminer une surface de captation permettant une communication avec un équipement de communication selon une fréquence courante d’émission égale à une première fréquence d’émission d’un signal radio, l’équipement terminal comprenant des moyens pour:
- déterminer une surface de captation de l’équipement terminal en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par l’équipement terminal à la fréquence courante d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication,
- transmettre la surface de captation de l’équipement terminal ainsi déterminée à destination de l’équipement de communication.
- déterminer une surface de captation de l’équipement terminal en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par l’équipement terminal à la fréquence courante d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication,
- transmettre la surface de captation de l’équipement terminal ainsi déterminée à destination de l’équipement de communication.
L’invention concerne enfin des produits programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre des procédés tels que décrits précédemment, lorsqu’ils sont exécutés par un processeur.
L’invention vise également un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel sont enregistrés des programmes d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes des procédés selon l’invention tels que décrits ci-dessus.
Un tel support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker les programmes. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur.
D'autre part, un tel support d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens, de sorte que les programmes d’ordinateur qu’il contient sont exécutables à distance. Les programmes selon l'invention peuvent être en particulier téléchargés sur un réseau par exemple le réseau Internet.
Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel les programmes sont incorporés, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution des procédés objets de l’invention précités.
Liste des figures
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles:
Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
La représente un équipement de communication S, tel qu’une station de base ou un point d’accès, et un équipement terminal M communiquant selon une fréquence d’émission courante égale à une première fréquence d’émission d’un signal radio.
La surface de captation d’une antenne AMde l’équipement terminal M se rapporte aux propriétés de l’antenne en réception et sa capacité à collecter l’énergie du signal radio émis par l’équipement de communication S sur une surface effective.
La surface effective maximale d’une antenne se déduit de la puissance du signal radio reçue à l’entrée de l’antenne réceptrice (PR,M,) et la surface effective se déduit de la puissance du signal radio reçue à la sortie de cette même antenne (PR,M,out) tenant compte des pertes de transmission (εR) de l’antenne AM, dites aussi pertes de désadaptation.
Cette surface effective (maximale), est appelée surface de captation (maximale) de l’antenne AM, elle dépend de la directivité de l’antenne AMen réception, i.e. du gain d’antenne, de la direction du signal radio incident si l’émission n’est pas isotrope et de la pulsation angulaire du signal émis ωc=2πfcoù fcest la fréquence courante d’émission du signal radio.
Les positions de l’équipement terminal M et celle de l’équipement de communication S sont données en coordonnées sphériques (r,θ,ϕ)=(r,ψ) par rapport à la direction du maximum de rayonnement à l’équipement terminal M et à l’équipement de communication S. Ces angles sont représentés sur la figure 1 pour l’équipement de communication S (r,θ,ϕ)S= (0, ψs) et pour l’équipement terminal M (r, θ,ϕ)M= (d, ψM)) où d est la distance entre l’équipement de communication S et l’équipement terminal M.
La capacité de l’antenne AMà collecter l’énergie du signal radio émis dépend de la direction du faisceau incident, c’est-à-dire de la directivité de l’antenne ASde l’équipement de communication S et la directivité de l’antenne AMde l’équipement terminal M, ainsi que la distance séparant l’équipement de communication S et l’équipement terminal M, des pertes d’efficacité des antennes ASεSet AMεMsi la puissance aux entrées des antennes (Ps,inet PR,M_out) est prise en considération.
La densité de puissance rayonnée est une puissance rayonnée par unité de surface. A une distance d, la puissance rayonnée par unité de surface est, si l’antenne source ASest isotrope, donnée par:
OùP s est la puissance rayonnée par l’équipement de communication S à la sortie de l’antenne AS, d la distance séparant l’équipement de communication S et l’équipement terminal M et 4πd2la surface de la sphère de rayon d sur laquelle la puissance est rayonnée. Si le rayonnement est directif alors la densité de puissance rayonnée va être pondérée par la directivité de l’antenne ASémettrice Ds(ψ), correspondant à une concentration de la puissance rayonnée dans l’angle solide de faisceau de l’antenne reliant l’équipement de communication S à l’équipement terminal M. Cette densité de puissance au niveau de l’équipement terminal M est donnée par :
La puissance incidente reçue à l’entrée de l’antenne AMdépend de la densité de puissance incidente rayonnée par l’équipement de communication S et qui est caractérisée par une directivité Ds(ψs=θs, ϕs), à une distance d de l’équipement de communication S. Le point de réception étant caractérisé par M(ψM, d), la densité de puissance incidente au niveau de l’équipement terminal M dépend de la directivité de l’antenne ASà l’émission dans la direction émetteur-récepteur au voisinage de la position de l’équipement terminal M, soit . La densité de puissance incidente au niveau de l’équipement terminal M , s’exprime sous la forme:
La puissance reçue à l’entrée de l’antenne AMest le produit de la densité de puissance incidente et de la surface de captation maximale de l’antenne AMen réception tenant compte de la direction du signal radio émis par l’équipement de communication S et la directivité de l’antenne AM. En d’autres termes, la surface de captation maximale de l’antenne AMdépend de la direction incidente du signal radio émis sur la surface effective de l’antenne AM, soit:
La surface de captation d’une antenne dépend de la directivité de l’antenne en réception et de la fréquence courante d’émission du signal radio où est la longueur d’onde du signal radio émis. est reliée à la fréquence courante d’émission du signal radiof c et la vitesse de la lumière c,f c =c/ .
Le gain d’une antenne est proportionnel à la directivité de cette antenne et tient compte des pertes de désadaptation, soit Mpour l’antenne réceptrice lorsque l’antenne est connectée à un circuit RF.
La puissance reçue à l’entrée du circuit RF, qui tient compte de la perte d’efficacité de l’antenne Ms’écrit :
La surface de captation d’une antenne en réception est reliée à sa directivité par la formule suivante:
Cette formule se déduit de l’expression de la norme vecteur de Poynting qui donne la densité de puissance par unité de surface rayonnée à une distance d d’une source et son intégration sur l’angle solide d’un faisceau correspondant à l’angle solide au travers duquel toute la puissance rayonnée est concentrée. L’équation 1-9 montre que la surface de captation diminue lorsque la fréquence courante d’émission d’un signal radio augmente, pour un gain d’antenne donné. La surface de captation d’une antenne dépend de la directivité de l’antenne, de la direction du signal radio incident et de la fréquence courante d’émission du signal radio et collectée par l’antenne réceptrice. Elle ne dépend pas explicitement de la distance d. La densité de puissance en revanche dépend de la distance d. La directivité d’une antenne fournit la distribution angulaire (ψ=θ, ϕ) de l’intensité du rayonnement de l’antenne.
La puissance totale reçue par l’équipement terminal M est donnée par:
Ce qui conduit à la formule de Friis :
La surface de captation d’une antenne peut être reliée à une surface géométrique ou à une longueur géométrique d’antenne. Lorsqu’il s’agit d’antenne à ouverture, comme une antenne de type cornet par exemple, l’efficacité d’ouverture de l’antenne dans la direction du maximum de rayonnement , est reliée à la surface de captation maximale de l’antenne par :
où peut varier entre 1 et 0.5, suivant la géométrie de l’antenne et l’expression du champ rayonné à la surface géométrique de l’antenne.
La représente les étapes des procédés de communication et de calcul d’une surface de captation mis en œuvre par l’équipement de communication S et l’équipement terminal M.
Dans une étape E1, l’équipement source S émet un signal radio à destination de l’équipement terminal M et à destination d’au moins un deuxième équipement terminal dit équipement interféreur I1. Un tel signal radio est émis à une fréquence courante d’émission égale à une première fréquence d’émissionf c .
Dans une étape E2, pouvant être mise en œuvre soit par l’équipement de communication S soit par chacun des équipements terminaux M et I1, une surface de captation de l’équipement terminal M et de l’équipement interféreur I1 est calculée.
En référence à la , à l’aide de la mesure de puissance reçue au niveau des équipements terminaux M et I1 à l’entrée de leurs antennes respectives AM et AI1, les surfaces de captation maximales des équipements terminaux M et I1 sont déduites de la formule suivante:
Lorsque l’étape E2 est mise en œuvre par les équipements terminaux M et I1, les surfaces de captation maximales ainsi calculées sont transmises à l’équipement de communication S.
Lorsque l’étape E2 est mise en œuvre par l’équipement de communication S, les équipements terminaux M et I1 transmettent des mesures de puissance en réception d'un signal reçu ou RSSI (Received Signal Strength Indication) à l’équipement de communication S afin que ce dernier puisse calculer les surfaces de captation maximales des équipements terminaux M et I1.
Dans une étape E3, connaissant les positions des équipements terminaux M et I1, c’est-à-dire les angles ψMet ψI1, supposés à une même distance d de l’équipement de communication S, on en déduit la surface géométrique d’une calotte sphérique reliant les équipements terminaux M et I1à l’aide de la formule suivante:
La surface de captation fictive peut s’exprimer à l’aide d’un rendement fictif mutuel reliant la surface géométrique à sa surface de captation maximale: .
Dans une étape E4, l’équipement de communication S détermine une première valeur d’une métrique représentative d’un recouvrement de la surface de captation de l’équipement terminal M et de la surface de captation de l’équipement interféreur I1 à la fréquence d’émission courantef c .
Il est fait l’hypothèse que l’antenne fictive reliant les équipements terminaux M et I1 est sans perte, c’est-à-dire que la surface équivalente de captation est égale à la surface équivalente de captation maximale. Par ailleurs, il est supposé que l’efficacité d’ouverture de l’antenne fictive est égale à 1, conformément à une antenne à ouverture. Toutefois, suivant les conditions de transmission, le coefficient εGpeut être inférieur à 1. La métrique de recouvrement peut donc se calculer en tenant compte des niveaux de puissance reçue en sortie des antennes AMet AI1, soit à l’entrée des circuits RF (Radio Frequency) comme suit:
Soit,
Ce qui peut encore s’écrire, compte tenu de l’équation 1-6:
La valeur numérique de la métrique de recouvrement se déduit simplement de la localisation des équipements terminaux M et I1 (θMet θI1), de la connaissance de la puissance d’entrée Ps,inde l’équipement de communication S, du gain d’antenne de l’équipement de communication S dans les direction et , d’une mesure des puissance reçues à l’entrée des circuits RF des équipements terminaux M et I1 et d’une valeur fixée arbitrairement pour εG.
Dans une étape E5, la valeur de la métrique de recouvrement déterminée au cours de l’étape E4 est comparée à un seuil β.
Lorsque la valeur de la métrique de recouvrement est strictement supérieure au seuil β alors, l’équipement terminal M et l’équipement interféreur I1 sont dissociés spatialement et n’interfèrent donc pas ou peu.En d’autres mots, leurs surfaces de captation ne se recouvrent pas.
Ainsi, les équipements terminaux M et I1 peuvent tous deux recevoir un même signal radio émis à la même fréquence d’émission courantef c .
Lorsque la valeur de la métrique de recouvrement est inférieure ou égale au seuil β alors l’équipement terminal M et l’équipement interféreur I1 interférent spatialement.
Il est donc nécessaire de modifier la fréquence courante d’émission du signal radio de du terminal M de façon à réduire la surface de captation de l’équipement terminal M .
Ainsi, dans une étape E6, une nouvelle fréquence courante d’émission d’un signal radio fc,iest sélectionnée parmi un ensemble de fréquences d’émission possibles. Les fréquences d’émission possibles peuvent appartenir à des bandes spectrales différentes, par exemple les bandes spectrales V et E s’il s’agit d’un signal radio émis en bande millimétrique.
Cette fréquence d’émission courante fc,iest utilisée pour une communication entre l’équipement source S et l’équipement terminal M. En d’autres mots, lorsque la fréquence d’émission courante fc,iest utilisée pour une communication entre l’équipement source S et l’équipement terminal M, l’équipement de communication S et l’équipement interféreur I1 communiquent par exemple à la fréquence d’émissionf c .
Dans un mode de réalisation particulier, une fréquence d’émission fc,jdu signal radio est sélectionnée en plus de la fréquence d’émission fc,iau cours de l’étape E6. Dans ce mode de réalisation, la fréquence d’émission courante fc,jest utilisée pour une communication entre l’équipement source S et l’équipement terminal M alors que l’équipement de communication S et l’équipement interféreur I1 communiquent entre à la fréquence d’émission fc,i.
Une fois la nouvelle fréquence d’émission fc,jdu signal radio sélectionnée, dite fréquence courante, une nouvelle valeur de la métrique de recouvrement est calculée au cours d’une étape E7.
La nouvelle valeur de la métrique de recouvrement est obtenue au moyen de la formule équivalente suivante:
(2-7)
Dans une étape E8, la nouvelle valeur de la métrique de recouvrement déterminée au cours de l’étape E7 est comparée au seuil β.
Lorsque la nouvelle valeur de la métrique de recouvrement est inférieure au seuil β alors les équipements terminaux M et I1 interférent spatialement. Dans un tel cas de figure, au moins une nouvelle fréquence d’émission d’un signal radio fc,kest sélectionnée, dite fréquence courante, parmi l’ensemble de fréquences d’émission possibles au cours d’une étape E9. Les étapes E7 à E9 sont répétées jusqu’à ce que la nouvelle valeur de la métrique de recouvrement soit strictement supérieure au seuil β.
Lorsque la valeur de la métrique de recouvrement est strictement supérieure au seuil β alors, alors l’équipement terminal M et l’équipement interféreur I1 sont dissociés spatialement et n’interfèrent donc pas ou peu.
Les étapes E1 à E9 sont exécutées de manière répétée dans le temps.
Le procédé de communication proposé peut être avantageusement mis en œuvre par un équipement de communication S possédant une antenne multiple composée de plusieurs groupes d’antennes élémentaires, capables d’émettre à des fréquences différentes. Chaque groupe d’antennes élémentaires peut émettre à une fréquence d’émission donnée dite fréquence courante, permettant de mettre en œuvre une technique d’ajustement de faisceaux connue pour la fréquence d’émission considérée.
Le procédé de communication proposé peut être combiné à un procédé d’adaptation de pondération d’antennes élémentaires qui modifie la surface de captation de l’antenne multiple en réception.
L’ajustement du faisceau s’effectue en modifiant la longueur d’onde déterminant la surface de captation, c’est-à-dire la fréquence d’émission à l’aide d’un procédé d’allocation de fréquences d’émission multi-bande. Un tel procédé d’adaptation de pondération consiste à sélectionner la fréquence d’émission, dite fréquence courante, dans une plage de fréquences large en lien avec un calcul de la surface de captation d’une antenne en réception.
Une antenne massive MIMO multifréquence constituée de N antennes élémentaires réparties en NGgroupes d’antennes opérant sur au plus NGfréquences d’émission distinctes peut être exploitée pour opérer le changement de fréquence d’émission et la modification de la surface de captation. Ainsi, selon l’invention des fréquences différentes peuvent être sélectionnées en fonction d’un recouvrement entre surfaces de captation pour émettre simultanément par l’équipement de communication des signaux radio à ces différentes fréquences vers des terminaux différents. Pour émettre simultanément à des fréquences différentes, l’équipement de communication comprend des circuits RF (radiofréquence) différents. Le nombre de circuits RF différents détermine le nombre de fréquences différentes pouvant être émises simultanément.
Une antenne SISO peut également être utilisée avec NGfréquences incluses dans la bande passante de l’antenne.
La représente un équipement de communication S apte à mettre en œuvre les différents modes de réalisation du procédé de communication selon la figure 3.
Un équipement de communication S peut comprendre au moins un processeur matériel 401, une unité de stockage 402, une interface 403, et au moins une interface de réseau 404 qui sont connectés entre eux au travers d’un bus 405. Bien entendu, les éléments constitutifs de l’équipement de communication S peuvent être connectés au moyen d’une connexion autre qu’un bus. Bien entendu, l’équipement de communication S comprend au moins une antenne d’émission/réception et son circuit RF. Pour une antenne de type MIMO, l’équipement de communication peut comprendre plusieurs circuits RF pour émettre simultanément à des fréquences différentes.
Le processeur 401 commande les opérations de l’équipement de communication S. L'unité de stockage 402 stocke au moins un programme pour la mise en œuvre de la méthode selon un mode de réalisation à exécuter par le processeur 401, et diverses données, telles que des paramètres utilisés pour des calculs effectués par le processeur 401, des données intermédiaires de calculs effectués par le processeur 401, etc. Le processeur 401 peut être formé par tout matériel ou logiciel connu et approprié, ou par une combinaison de matériel et de logiciel. Par exemple, le processeur 401 peut être formé par un matériel dédié tel qu'un circuit de traitement, ou par une unité de traitement programmable telle qu'une unité centrale de traitement (Central Processing Unit) qui exécute un programme stocké dans une mémoire de celui-ci.
L'unité de stockage 402 peut être formée par n'importe quel moyen approprié capable de stocker le programme ou les programmes et des données d'une manière lisible par un ordinateur. Des exemples d'unité de stockage 402 comprennent des supports de stockage non transitoires lisibles par ordinateur tels que des dispositifs de mémoire à semi-conducteurs, et des supports d'enregistrement magnétiques, optiques ou magnéto-optiques chargés dans une unité de lecture et d'écriture.
L'interface 403 fournit une interface entre l’équipement de communication S d’autres équipements non représentés sur les figures.
Au moins une interface réseau 404 fournit une connexion entre l’équipement de communication S et les équipements terminaux M et I1.
La représente un équipement terminal M, I1 apte à mettre en œuvre les différents modes de réalisation du procédé de détermination d’une surface de captation selon la figure 3.
Un équipement terminal M, I1 peut comprendre au moins un processeur matériel 501, une unité de stockage 502, une interface 503, et au moins une interface de réseau 504 qui sont connectés entre eux au travers d’un bus 505. Bien entendu, les éléments constitutifs de l’équipement de communication S peuvent être connectés au moyen d’une connexion autre qu’un bus. Bien entendu, l’équipement terminal M, I1 comprend au moins une antenne d’émission/réception et son circuit RF.
Le processeur 501 commande les opérations de l’équipement terminal M, I1. L'unité de stockage 502 stocke au moins un programme pour la mise en œuvre de la méthode selon un mode de réalisation à exécuter par le processeur 501, et diverses données, telles que des paramètres utilisés pour des calculs effectués par le processeur 501, des données intermédiaires de calculs effectués par le processeur 501, etc. Le processeur 501 peut être formé par tout matériel ou logiciel connu et approprié, ou par une combinaison de matériel et de logiciel. Par exemple, le processeur 501 peut être formé par un matériel dédié tel qu'un circuit de traitement, ou par une unité de traitement programmable telle qu'une unité centrale de traitement (Central Processing Unit) qui exécute un programme stocké dans une mémoire de celui-ci.
L'unité de stockage 502 peut être formée par n'importe quel moyen approprié capable de stocker le programme ou les programmes et des données d'une manière lisible par un ordinateur. Des exemples d'unité de stockage 502 comprennent des supports de stockage non transitoires lisibles par ordinateur tels que des dispositifs de mémoire à semi-conducteurs, et des supports d'enregistrement magnétiques, optiques ou magnéto-optiques chargés dans une unité de lecture et d'écriture.
L'interface 503 fournit une interface entre l’équipement terminal M, I1 d’autres équipements non représentés sur les figures.
Au moins une interface réseau 504 fournit une connexion entre l’équipement terminal M, I1 et l’équipement communication S.
Claims (12)
- Procédé de communication entre un équipement de communication et au moins un premier équipement terminal selon une fréquence courante égale à une première fréquence d’émission d’un signal radio, le procédé de communication étant mis en œuvre par l’équipement de communication et comprenant les étapes suivantes:
- sélection d’au moins une fréquence courante d’émission du signal radio en fonction d’une métrique représentative d’un recouvrement d’une première surface de captation du premier équipement terminal et d’une deuxième surface de captation d’au moins un deuxième équipement terminal, dit équipement interféreur,
- émission d’un signal radio vers l’un des deux équipements terminaux à la fréquence courante. - Procédé de communication selon la revendication 1 dans lequel au moins une troisième fréquence d’émission du signal radio est sélectionnée et dans lequel un signal radio est émis vers le premier équipement terminal à la fréquence courante et un signal radio est émis vers l’équipement interféreur à la troisième fréquence d’émission.
- Procédé de communication selon la revendication 1 dans lequel la métrique de recouvrement est un rapport d’une surface de captation fictive à laquelle appartiennent le premier équipement terminal et l’équipement interféreur sur une demi somme de la première surface de captation et de la deuxième surface de captation.
- Procédé de communication selon la revendication 2 dans lequel la surface de captation du premier équipement terminal, ou de l’équipement interféreur, est déterminée en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par le premier équipement terminal ou par l’équipement interféreur, à la première fréquence d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication.
- Procédé de communication selon la revendication 2 dans lequel la surface de captation fictive est déterminée en fonction d’une surface géométrique, déterminée au moyen de positions géométriques du premier équipement terminal et de l’équipement interféreur par rapport à l’équipement de communication, et d’un rendement fictif.
- Procédé de communication selon la revendication 1 dans lequel lorsque la métrique de recouvrement est inférieure ou égale à un seuil, le procédé met en œuvre ladite étape de sélection de la fréquence courante d’émission du signal radio.
- Procédé de communication selon la revendication 1 dans lequel lorsque la métrique de recouvrement est supérieure à un seuil, l’équipement de communication continue de communiquer selon la fréquence courante d’émission du signal radio.
- Procédé de détermination d’une surface de captation d’un équipement terminal communiquant avec un équipement de communication selon une fréquence courante égale à première fréquence d’émission d’un signal radio, le procédé étant mis œuvre par l’équipement terminal et comprenant les étapes suivantes:
- détermination d’une surface de captation de l’équipement terminal en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par l’équipement terminal à la fréquence courante d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication,
- transmission de la surface de captation de l’équipement terminal ainsi déterminée à destination de l’équipement de communication. - Équipement de communication capable de communiquer avec au moins un premier équipement terminal selon une fréquence courante égale à une première fréquence d’émission d’un signal radio, l’équipement de communication comprenant des moyens pour:
- sélectionner au moins une fréquence courante d’émission du signal radio en fonction d’une métrique représentative d’un recouvrement d’une première surface de captation du premier équipement terminal et d’une deuxième surface de captation d’au moins un deuxième équipement terminal, dit équipement interféreur,
- émettre un signal radio vers l’un des deux équipements terminaux à la fréquence courante. - Équipement terminal capable de déterminer une surface de captation permettant une communication avec un équipement de communication selon une fréquence courante d’émission d’un signal radio, l’équipement terminal comprenant des moyens pour:
- déterminer une surface de captation de l’équipement terminal en fonction d’un rapport d’une valeur d’une puissance du signal radio reçu par l’équipement terminal à la fréquence courante d’émission du signal radio, sur un produit d’une valeur d’une puissance d’émission du signal radio et d’un paramètre représentatif de la directivité du signal radio émis par l’équipement de communication,
- transmettre la surface de captation de l’équipement terminal ainsi déterminée à destination de l’équipement de communication. - Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d’un procédé selon la revendication 1, lorsqu’il est exécuté par un processeur.
- Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d’un procédé selon la revendication 8, lorsqu’il est exécuté par un processeur.
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