Brevet FR2906949A1 — publié le 20080411

Estimation de composantes d'atténuation d'un signal radio propagé La présente invention concerne une estimation de composantes d'atténuation d'un signal radio propagé dans un réseau de radiocommunication pour terminaux mobiles. Elle s'applique aux mesures radio collectées dans des réseaux radio terrestres ou par satellite, quelle que soit la technologie utilisée. Il est connu d'identifier les causes de l'atténuation d'un signal émis par un émetteur et reçu par un récepteur à travers un canal de propagation par l'affaiblissement de parcours pour des variations d'atténuation lentes des signaux, l'effet de masque pour des variations d'atténuation moyennes des signaux, et l'évanouissement rapide pour des variations d'atténuation rapides des signaux. L'affaiblissement de parcours est dû à la distance entre l'émetteur et le récepteur supposée sans obstacle entre ces derniers. L'effet de masque est dû à la présence d'obstacles entre l'émetteur et le récepteur. L'évanouissement rapide est dû à la réception simultanée de signaux d'amplitudes aléatoires et de phase aléatoire correspondant à de multiples trajets différents suivis par le signal émis. Ces atténuations ne sont pas déterministes et fluctuent au cours du temps à cause de facteurs aléatoires, qu'on ne peut maîtriser et qui sont liés principalement à l'environnement fluctuant du canal de propagation. De nombreux modèles de propagation théoriques ont été mis au point pour décrire ces trois atténuations et prévoir leurs valeurs, en s'appuyant 2906949 2 sur des mesures radio réelles. Ces modèles de propagation correspondent à différents environnements et situations, comme en milieu urbain ou rural par exemple. 5 L'affaiblissement de parcours AP entre l'émetteur et le récepteur supposé en visibilité directe peut être exprimé sous la forme: AP = -10 Log(K) + 10 a Log(d) + 10 Log(f), 10 où d est la distance entre l'émetteur et le récepteur, f est la fréquence du signal émis, et K, a et sont des constantes dépendantes de l'environnement de propagation. Plusieurs modèles de propagation ont été établis 15 pour l'affaiblissement de parcours. Le plus connu est le modèle Okumura-Hata qui sert de base à une grande variété de modèles plus affinés et qui s'applique en milieu urbain. L'affaiblissement de parcours est calculé en fonction de la distance à partir de 20 nombreuses mesures effectuées dans, à l'intérieur, et à proximité de Tokyo à différentes fréquences. A partir de graphes pour des prévisions en fonction de divers paramètres, des formules empiriques ont été établies. 25 Par exemple, le modèle COST 231-Hata est valable pour des fréquences comprises entre 1500 et 2000 MHz. En milieu urbain, l'affaiblissement de parcours Lu exprimé en dB dépend de paramètre fonction de la taille de la ville et des hauteurs des antennes de 30 l'émetteur et du récepteur dans la station de base et le terminal mobile. L'effet de masque m est couramment modélisé par une loi gaussienne. La fonction de répartition de 35 l'effet de masque m exprimée en dB est donnée par: 2906949 3 P (10 Log (m) >x) = 1 f e_u2 /262 du, a,/7n x En environnement urbain, l'écart type 6 de la loi gaussienne a une valeur typique de 6 dB. Pour l'évanouissement rapide dans le signal radio, l'enveloppe v du signal reçu est couramment modélisée par une loi de Rayleigh: P (v REVENDICATIONS 1 - Procédé pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu (Yk) mesurée dans un récepteur (RE) d'un réseau de radiocommunication (RR), caractérisé en ce qu'il comprend une estimation (E2, E3) de première et deuxième composantes d'atténuation (Pk, Sk) en temps réel en fonction de la grandeur mesurée, et une soustraction (E4) des première et deuxième composantes d'atténuation estimées à la grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation (Fk). 2 - Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel la première composante d'atténuation (Pk) est estimée (E2) en temps réel selon une méthode de lissage et de régression polynomiale. 3 - Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, selon lequel la première composante d'atténuation (Pk) est une fonction g qui minimise la somme suivante S (g) . k=K-1 S (g) = (Yk - g (tk)) 2 + a Jt x-1 (g., (t)) 2 dt, k=0 dans laquelle K est un nombre de périodes d'échantillonnage de la grandeur de signal reçue, Yk est un échantillon de la grandeur de signal reçu mesurée et î est un paramètre de lissage. 4 - Procédé conforme à la revendication 3, selon lequel le paramètre de lissage est compris entre 1 environ et 3 environ. 2906949 22 5 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 4, selon lequel l'estimation (E3) de la deuxième composante d'atténuation (Sk) comprend une estimation en temps réel de la somme (Zk) des première et 5 deuxième composantes d'atténuation selon une méthode de régression de super-lissage et une soustraction de la première composante d'atténuation estimée (Pk) à ladite somme de composantes d'atténuation. 10 6 - Procédé conforme à la revendication 5, selon lequel la somme (Zk) des première et deuxième composantes d'atténuation est définie par la relation i=K-1 K Whi(t) Yi. i=0 dans laquelle {Whi (t) } i=0 -1 est une séquence de 15 poids dépendant du rapport du nombre K de périodes d'échantillonnage de la grandeur de signal reçu mesurée sur un paramètre de lissage h définissant le nombre d'échantillons les plus proches d'un échantillon de la grandeur mesurée Yi. 20 7 - Procédé conforme à la revendication 6, selon lequel paramètre de lissage h est compris entre 0 et 10 environ. 25 8 - Dispositif (DE) pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu (Yk) mesurée dans un récepteur (RE) d'un réseau de radiocommunication (RR), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (MP, MS) pour estimer des 30 première et deuxième composantes d'atténuation (Pk, Sk) en temps réel en fonction de la grandeur mesurée, et un moyen (MF) pour soustraire les première et deuxième composantes d'atténuation estimées à la 2906949 23 grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation (Fk). 9 - Dispositif conforme à la revendication 8, 5 dans lequel le moyen (MP) pour estimer la première composante d'atténuation (Pk) est basé sur une méthode de lissage et de régression polynomiale. 10 - Dispositif conforme à la revendication 8 ou 10 9, dans lequel le moyen (MS) pour estimer la deuxième composante d'atténuation (Sk) comprend un moyen (RSL) pour estimer en temps réel la somme (Zk) des première et deuxième composantes d'atténuation selon une méthode de régression de super-lissage et un 15 soustracteur (SO) pour soustraire la première composante d'atténuation (Pk) à ladite somme de composantes d'atténuation. 11 - Programme d'ordinateur comprenant des 20 instructions de code de programme pour la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 25 12 - Support d'enregistrement lisible par un dispositif pour estimer des composantes d'atténuation en fonction d'une grandeur de signal reçu (Yk) mesurée dans un récepteur (RE) d'un réseau de radiocommunication (RR), ledit support 30 d'enregistrement étant caractérisé en ce qu'il a enregistré un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution d'une estimation (E2, E3) de première et deuxième composantes d'atténuation (Pk, Sk) en temps réel en fonction de la grandeur 35 mesurée, et d'une soustraction (E4) des première et 2906949 24 deuxième composantes d'atténuation estimées à la grandeur mesurée afin de produire en temps réel une troisième composante d'atténuation (Fk).