Brevet FR2438389A1 — publié le 19800430

L'invention concerne la conception d'un réseau radio-téléphonique et en particulier celle d'un réseau couvrant une zone étendue à faible densité de trafic entourant une île de forte densité. La couverture radio-téléphonique d'une zone étendue à l'aide d'un nombre limité de canaux de transmission ne peut etre assurée que si l'on trouve un moyen de réutiliser plusieurs fois les mêmes canaux. Il faut pour cela diviser la zone en cellules, et attribuer aux cellules contigiles des canaux radio-téléphoniques différents, pour que la transmission ne soit pas perturbée. On a déjà proposé de diviser une zone en cellules de forme hexagonale (voir par exemple IEEE Transactions on Vehicular Technologv, vol. VT-25, nr. 3, août 1976, pages/68-74). Ce document décrit la possibilité de desservir trois cellules contigües par trois antennes directives montées en un même site et desservant chacune une des cellules. La répartition des canaux entre différentes cellules conduit à la notion de "motif", le motif est l'ensemble des N cellules, utilisant chacune un jeu de canaux différents. La couverture d'un plan est obtenu par translation du motif. La distance entre les cellules homologues de deux motifs adjacents augmente, lorsque l'ordre du motif croit, l'ordre étant le nombre de cellules par motif. Si- l'on veut desservir trois cellules par des antennes montées en un seul site, l'ordre du motif doit être un multiple de trois ; en pratique l'ordre sera de 9, 12 ou de 21, ceci assurant une distance constante entre les cellules homologues de deux motifs adjacents quelconque. Un ordre élevé permet d'améliorer le découplage radio-électrique entre cellules homologues et de réduire les risques de brouillage par canal commun. Par contre, il nécessite davantage d'antennes et, du fait de la division de la totalité des canaux en un nombre plus élevé de petits groupes, le rendement téléphonique diminue et le nombre total d'abonnés pouvant être desservis est plus faible. S'il parait simple d'optimiser un système de couverture générale selon les principes évoqués ci-dessus, lorsque la densité de trafic est plus ou moins constante à travers tout le réseau, il est difficile d'intégrer une île de forte densité de trafic, telle qu'une métropole, dans le réseau général. Pour éviter un brouillage par canal commun entre la cellule centrale de l'île et l'une des cellules du motif de la couverture générale, il faut soit harmoniser la répartition des canaux dans l'île avec la répartition des canaux de la couverture générale, ce qui revient à une limitation du nombre de canaux dans l'île, ne permettant pas de faire face aux exigences du trafic, soit réserver un nombre important de canaux exclusivement à la desserte de cette île. L'invention propose un système de couverture radio-électrique pour une île a forte densité de trafic insérée à l'intérieur d'une zone étendue de faible densité. L'invention permet de réutiliser un nombre très élevé des canaux de la couverture générale pour desservir l'île sans qu'il y ait un risque accru de brouillage par canal commun entre les canaux utilisés dans l'île et ceux utilisés dans la zone de couverture générale. Ce résultat est obtenu grâce aux mesures caractérisées dans les revendications. L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide de plusieurs exemples de réalisation et des dessins. La figure 1 représente schématiquement un système de couverture radioélectrique selon l'invention. La figure 2 montre une variante conformément à l'invention. Dans la figure 1, on voit une partie d'une zone à couverture radioélectrique générale, dans laquelle on a inséré une île de densité de trafic accrue. Cette île est composée d'une cellule centrale A et d'un anneau de six cellules latérales marquées B, C et D. Les lettres et chiffres -inscrits dans les différentes cellules désignent les jeux de canaux utilisés dans cette cellule. Le jeu C par exemple, est différent du jeu D ; deux cellules portant la même référence sont desservies par le même jeu de canaux. La couverture générale de la zone entourant l'île utilise un motif d'ordre 9, chaque motif est délimité par une ligne interrompue. Dans chaque motif, il y a trois sites d'antennes aux coins communs des trois cellules correspondantes (triple). Les trois antennes sur chaque site sont des antennes directives, dont les courbes isopuissance sont des cercles jusqu'à une distance de l'émetteur inférieure à 30 km. Au delà, les courbes isopuissance diviennent fortement aplaties dans l'axe de rayonnement maximum. Cet effet est la traduction graphique de l'accroissement très rapide de l'affaiblissement lorsque la distance devient supérieure à la portée optique en UHF. La cellule centrale pourrait être desservie par une antenne omnidirectionnelle montée au centre de la cellule. Il est cependant plus avantageux de prévoir trois antennes directives en bordure de la cellule, et rayonnant vers le centre. Ceci réduit le risque de brouillage dans la zone extérieure et permet de réutiliser un grand nombre de canaux de la zone extérieure. Les antennes directives sont symbolisées dans les figures par des flèches indiquant l'emplacement de l'antenne et la direction principale de rayonnement. Autour de la cellule centrale de l'île, on dispose un anneau de 6 cellules tampon dans lesquelles on utilise les jeux B, C et D, qui sont rayonnés à partir des antennes situés à la frontière de la cellule centrale. Les jeux B, C, D sont exclusivement réservés à cet anneau. Cependant, le nombre de canaux ainsi réservés est relativement faible, car les cellules correspondantes sont à l'extérieur de l'île à forte densité, qui est couverte par la cellule centrale et le jeu A. Grâce à cet anneau de cellules tampon, on peut réutiliser dans la cellule centrale tous ou presque tous les canaux des jeux 1 à 9 de la couverture générale. Le choix des canaux qui seront affectés au jeu A dépend seulement du danger de brouillage existant entre la cellule centrale et certaines cellules périphériques de la couverture générale, malgré l'anneau de cellules tampon. Le plus grand risque de brouillage existe pour le jeu 7, qui est rayonné directement vers la cellule centrale, et pour les jeux 1 et 6, qui risquent également de brouiller la zone centrale.On peut résuire ce danger en émettant les différents jeux de canaux restants, à savoir les jeux 2 à 5 et 8 et 9, à partir des trois antennes de cellule centrale, en tenant compte de la structure du motif de telle façon que le risque de brouillage soit éliminé. Une répartition possible est représentée fig. 1 entre parenthèses. On constate que l'on dispose dans la cellule centrale de six fois plus de canaux que dans une cellule de la couverture générale, ce nombre pouvant etre augmenté en ajoutant -des canaux de réserve spécialement prévus à cet effet. Dans l'exemple décrit ci-dessus, l'on a prévu trois jeux de canaux spécifiques aux cellules de l'anneau, chacun de ces jeux étant utilisé deux fois sans qu'il en résulte de risque de brouillage, car les antennes correspondantes sont dirigées en sens opposé dans les deux cellules utilisant le même jeu. Il est même possible dans certains cas de réduire le nombre des jeux affectés à la desserte des cellules de l'anneau à deux en utilisant le même jeu trois fois. On note que dans ce cas, les antennes rayonnant le même jeu sont orientées à 1200 l'une de l'autre. On constate que l'implantation d'une île de forte densité dans un réseau de couverture générale conformément à l'invention conduit à une structure globale possédant une remarquable régularité. La fig. 2 donne une variante conforme à l'invention et utilisant le schéma de couverture générale déjà décrit. Une particularité- de cette variante est que la cellule à haute densité de trafic est d'une taille différente de celle des cellules de la zone de couverture générale. Une autre particularité de cette variante est que l'on prévoit deux anneaux concentriques de cellules tampon autour de la cellule centrale les six cellules du premier anneau sont desservies par trois jeux de canaux :B, C et D ; trois autres jeux de canaux, E, F, G desservent les douze cellules du deuxième anneau. Cette particularité pourrait trouver son application également dans le cas de la fig.1.On peut attribuer aux jeux du premier anneau un nombre de canaux plus grand que pour le jeu du deuxième anneau pour satisfaire ainsi un trafic de moyenne densité tel qu'il se présente en banlieue d'une métropole. Comme dans le cas précédent, le jeu A de la cellule centrale peut réutiliser tous ou presque tous les canaux de la couverture générale. L'invention n'est pas limitée aux deux exemples de réalisation décrit ci-dessus. On peut, par exemple, implanter une île de trafic accru dans un système de couverture général dont le motif est d'ordre 12. L'invention n'est pas non plus limitée aux exemples de réalisation décrits en ce qui concerne le nombre des jeux de canaux pour les anneaux et en ce qui concerne la forme du motif de la couverture générale. Bien entendu, la forme hexagonale d'une cellule ne constitue qu'une approximation théorique, et en réalité, les cellules sont plutôt de forme circulaire compte tenu du diagramme de gain des antennes directives. Un mobile peut donc continuer à communiquer sur un canal en quittant une cellule jusqu'à ce que la perte de qualité de la communication nécessite un changement de canal. REVENDICATIONS 1/ Système de couverture radio-électrique pour un réseau radio téléphonique avec au moins une île de forte densité de trafic à l'intérieur d'une zone de faible densité, ladite zone étant divisée en cellules, trois cellules contigües étant desservies par trois antennes directives montées sur un même site, plusieurs triplets de cellules étant regroupés en un "motif", dans lequel chaque antenne rayonne un jeu différent de canaux radio téléphoniques, de sorte qu'on obtienne par translation du motif une couverture sans risque de brouillage, caractérisé par le fait que ladite île est divisée en une cellule centrale et en cellules latérales formant au moins un anneau et que les antennes des cellules'latérales rayonnent des jeux de canaux différents des jeux utilisés dans ladite zone, alors que dans la cellule centrale, au moins quelques uns des canaux utilisés dans ladite zone sont réutilisés. 2/ Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sites d'antennes directives desservant les cellules latérales sont placés au bord de la cellule la plus proche de la cellule centrale et que l'on utilise un même jeu de canaux pour au moins deux cellules latérales non contigües. 3/ Système selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la taille de la cellule centrale et des cellules latérales est inférieure à la taille des cellules de la zone.