Brevet FR2997813A1 — publié le 20140509

Le trafic internet mobile fait face à une croissance sans précédent, principalement en raison de l'émergence des terminaux internet mobiles et des tablettes. On observe une densité croissante du nombre de ces émetteurs pour fournir une capacité de transmission de données toujours plus importante tout en assurant un niveau de couverture élevé. Les nouveaux réseaux de télécommunications nécessitent une topologie fondamentalement différente. Ils s'appuient sur une hétérogénéité de cellules plus petites et plus nombreuses telles que les cellules micro, pico ou femto. Cette topologie expose le réseau à des interférences plus importantes et rend la planification et l'opération traditionnelle des réseaux complexes et coûteux. L'état de l'art pour l'évaluation et la correction de la couverture radio d'un réseau de télécommunication peut se résumer soit à une planification et une opération de réseau traditionnelle utilisant des outils de prédiction de couverture radio avant déploiement suivit d'audits et de « drives test » manuels et périodiques, soit par une implémentation des fonctions dites d'auto-organisation du réseau (« Self Organizing Network »). Note : ainsi la norme « Long Term Evolution » est la première norme à contenir des fonctions d'optimisation pour l'auto-organisation du réseau. Ces fonctions ont pour but de simplifier la planification et l'optimisation du réseau, ainsi que d'éviter les interférences entre les cellules. Bien que l'auto-organisation du réseau apporte une simplification et une diminution des coûts par rapport à la méthode de planification et d'opération de réseau traditionnelle, elle reste limitée, dans les faits, à l'automatisation de la planification, l'installation et la configuration initiale des émetteurs radio. L'appareil de géoptimisation temps-réel va au-delà de cette phase de planification initiale et couvre l'évaluation et la correction dynamique de la couverture radio en phase d'exploitation du réseau de télécommunication grâce à la collection en continue de mesures radio géolocalisées et datées provenant des terminaux mobiles. L'appareil de géoptimisation permet la détection et la localisation des problèmes de couverture sur un réseau en cours d'exploitation en fournissant des informations géolocalisées et datées sous la forme d'indicateurs de couverture. Page 2 L'appareil de géoptimisation permet la correction des problèmes de couverture dans la limite des possibilités de reconfigurations à distance des émetteurs radio telles que les puissances d'émissions, les fréquences utilisées, l'orientation et la configuration des antennes radio. En dernier lieu, l'appareil de géoptimisation peut proposer le redéploiement par ajout, déplacement et/ou reconfiguration manuelle des émetteurs radio. Les émetteurs radio [C] forment un réseau ou une partie de réseau de 10 télécommunications radio cellulaire [D]. Le réseau de télécommunications radio cellulaire [D] est dit "hétérogène" car les émetteurs radio [C] qui le constituent gèrent des cellules radio de puissances différentes [Fi] et [F2]. Chaque émetteur radio [C] peut transmettre et recevoir, par 15 l'intermédiaire d'ondes radio et d'une interface de protocole radio [K], des informations avec un terminal mobile cellulaire [E] quand celui-ci se situe dans le périmètre de couverture d'une cellule géré par ce même émetteur radio. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté par l'intermédiaire 20 d'une interface de communication bidirectionnelle LB] aux émetteurs radio [C]. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté par l'intermédiaire d'une interface de communication bidirectionnelle [H] au centre de gestion [I] du réseau de télécommunications radio cellulaire [D] ou 25 directement à l'opérateur du réseau de télécommunications radio cellulaire [D] a l'aide d'une interface homme-machine [L]. L'appareil de géoptimisation [A] joue le rôle central de contrôle et de commande du procédé (voir figure 1) L'appareil de géoptimisation [A], pour une aire géographique 30 déterminée [J], reçoit périodiquement des mesures radioélectriques géolocalisées et datées de l'intensité du signal reçu par les terminaux mobiles cellulaires [E] des émetteurs radio [C]. Ces mesures géolocalisées et datées sont collectées par l'appareil de géoptimisation [A] soit par l'intermédiaire des émetteurs radio [C] 35 et l'interface de communication bidirectionnelle [B], soit via le réseau internet et l'interface de communication [Ml et le]. Afin d'optimiser l'évaluation de la couverture radio de l'aire géographique déterminée [J] qui peut s'avérer trop grande, L'appareil Page 3 de géoptimisation [A] détermine des aires plus petites [J1 et J2] ou il existe un risque de contenir des zones [N1 et N21 susceptibles de subir une dégradation de la qualité de service. L'appareil de géoptimisation [A] se base sur des facteurs de risques tels que la topologie du terrain (vallonné ou accidenté) et l'environnement urbain (la densité des immeubles, les hauteurs des immeubles, les distances entre les immeubles, les largeurs des rues, l'orientation des rues par rapport à l'orientation des antennes des émetteurs radio [C]). L'appareil de géoptimisation [A] est capable de détecter, pour une aire géographique déterminée [J] ou [J1 et J2], les zones susceptibles de subir une dégradation de la qualité de service [NU et N2] en comparant les mesures géolocalisées et datées reçues depuis les terminaux mobiles cellulaires [E] avec les estimations calculées par des modèles de propagation de couverture d'ondes radio. L'appareil de géoptimisation [A] peut alors collecter des mesures supplémentaires depuis les terminaux mobiles cellulaires [E] et limitées aux zones susceptibles de subir une dégradation de la qualité de service [Ni et N2]. L'appareil de géoptimisation [A] est capable alors de confirmer les zones [N2] qui subissent une dégradation de la qualité de service et de les indiquer au centre de gestion [I] du réseau de télécommunications radio cellulaire [D] par l'intermédiaire d'une interface de communication bidirectionnelle [B] ou directement à l'opérateur du réseau de télécommunications radio cellulaire [D] à l'aide d'une interface homme-machine [L]. L'appareil de géoptimisation [A] est capable de corriger d'une manière autonome totalement ou partiellement les problèmes de couverture dans la limite des possibilités de reconfiguration à distance des émetteurs radio [C] tel que la puissance d'émission, la fréquence utilisée et l'orientation (azimut et tilt) et la configuration des antennes radio. L'appareil de géoptimisation [A] modifie les paramètres de ses modèles de propagation pour retrouver une prédiction de couverture 35 radio proche de la situation réelle et mesurée des zones [N2] qui subissent une dégradation de la qualité de service. Puis l'appareil de géoptimisation [A] applique à ses modèles de propagation, pour les émetteurs radio [C] qui sont proches des zones dégradées [N2] différentes configurations de puissance d'émission, de 40 fréquence utilisée, d'orientation (azimut et tilt) et de configuration des antennes radio jusqu'à constater une amélioration Page 4 de la prédiction de couverture radio des zones [N2] qui subissent une dégradation de la qualité de service. L'appareil de géoptimisation [A] vérifie qu'il n'y a pas, à priori, de dégradation collatérale sur l'ensemble de l'aire géographique déterminée [J]. L'appareil de géoptimisation [A] d'indique les nouveaux paramètres de reconfiguration et de planification suggérés pour corriger les trous de couvertures constatées au centre de gestion [I] du réseau de télécommunications radio cellulaire [D] par l'intermédiaire d'une interface de communication bidirectionnelle ru ou directement à l'opérateur du réseau de télécommunications radio cellulaire [D] à l'aide d'une interface homme-machine [L]. Dans la limite des possibilités de reconfiguration à distance des émetteurs radio [C] l'appareil de géoptimisation [A] applique la 15 nouvelle configuration des émetteurs radio [C] au réseau de télécommunications radio cellulaire [D]. L'appareil de géoptimisation [A] constate l'amélioration de la couverture pour la zone dégradée ainsi que la non-détérioration du reste du réseau grâce aux mesures périodiques collectées depuis les 20 terminaux mobiles cellulaires [E]. A tout moment L'appareil de géoptimisation [A] à la possibilité de configurer les émetteurs radio [C] du réseau de télécommunications radio cellulaire [D] avec la configuration initiale afin de palier à un état instable de la qualité de la couverture du réseau. 25 Ce principe de géoptimisation de la gestion des ressources radio est basé sur la collection et l'interprétation de ces mesures géolocalisées prisent par les terminaux mobiles cellulaires [E]. Il prend la forme supposée fiable des 30 de l'utilisation télécommunications. d'une cartographie temps-réelle, détaillée et éléments géographiques, temporels et fréquentiels des ressources radio d'un réseau de Les mesures géolocalisées et datées sont ensuite triées puis combinées à des modèles de propagation de couverture d'ondes radio ainsi qu'à des modèles de trafic de transmission de données. 35 Afin d'optimiser cellulaires [E], des émetteurs bidirectionnelle indiquant aux la consommation en électricité des terminaux mobiles l'appareil de géoptimisation [A] par l'intermédiaire radio [C] et de l'interface de communication [B] à la possibilité de limiter les mesures en terminaux mobiles cellulaires [E] les aires de Page 5 localisation LAI « Location Area Identification » [LAI1 et LAI2] correspondantes à l'aire géographique déterminée [J] du réseau de télécommunications radio cellulaire [D]. Une information qui indique aux terminaux mobiles cellulaires [E] si des mesures doivent être prises sur cette LAI est ajoutée dans les messages de réponse « ATTACH ACCEPT » et « LOCATION UPDATING ACCEPT » des procédures MM (« MObility Management ») d'attachement au réseau mobile et de mise à jour de la localisation. REVENDICATIONS1. Le procédé de géoptimisation dédié à l'évaluation et la correction de la couverture radio d'un réseau de télécommunications radio 5 cellulaire sur une aire géographique déterminée est caractérisé par les étapes suivantes : (Etape 1) La collection de mesures périodiques, géolocalisées et datées de l'intensité du signal reçu par les terminaux mobiles cellulaires des émetteurs radio situés à proximité. Cette collection 10 de mesures peut être limitée aux zones susceptibles de subir une dégradation de la qualité de service. (Etape 2) La mise en oeuvre d'une cartographie temps-réelle, détaillée et supposée fiable des éléments géographiques, temporels et fréquentiels de l'utilisation des ressources radio du réseau. 15 (Etape 3) L'identification des zones qui subissent une dégradation de la qualité de service en comparant les mesures périodiques, géolocalisées et datées de l'intensité du signal reçu des émetteurs radio du réseau avec les estimations calculées par des modèles de propagation de couverture radio et des modèles de trafic de 20 transmission de données. (Etape 4) L'indication à l'opérateur du réseau de télécommunications radio cellulaire des zones qui subissent une dégradation de la qualité de service. (Etape 5) l'autocorrection totale ou partielle des problèmes de 25 couverture radio, dans la limite des possibilités de reconfiguration à distance des émetteurs radio tel que la puissance d'émission, la fréquence utilisée et l'orientation (azimut et tilt) et la configuration des antennes radio. (Etape 6) la vérification effective de l'amélioration de la 30 couverture radio sur les zones préalablement dégradées et la non-détérioration du reste du réseau. (Etape 7) L'indication à l'opérateur du réseau de télécommunications radio cellulaire des nouveaux paramètres de configuration des émetteurs radio et de planification réseau mis en oeuvre pour corriger 35 les trous de couvertures constatées. A tout moment l'opérateur du réseau de télécommunications radio cellulaire a la possibilité de réinitialiser les émetteurs radio avec la configuration initiale afin de palier à un état instable de la qualité de la couverture du réseau. 2. Le procédé de géoptimisation selon la revendication 1 est connecté avec un réseau de télécommunications radio cellulaire en ce qu'il comprend des interfaces [B]/1117/LLP1MU/M21 pour communiquer respectivement avec les systèmes [C1/11-1/[D]/[E] et un processeur qui exécute la fonction dédiée à l'évaluation et la correction de la couverture radio d'un réseau de télécommunications radio cellulaire sur une aire géographique déterminée. 3. Le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes est caractérisé par le calcul des éléments géographiques, temporels et fréquentiels de l'utilisation des ressources radio du réseau de télécommunications a partir des modèles de propagation de couverture radio et des modèles de trafic de transmission de données. 4. Le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes est caractérisé par la détermination des zones qui subissent une dégradation de la qualité de service en comparant les mesures périodiques, géolocalisées et datées reçues depuis les terminaux 20 mobiles cellulaires avec les estimations calculées à partir des modèles de propagation de couverture d'ondes radio et des modèles de trafic de transmission de données. 5. Dans la limite des possibilités de reconfiguration à distance des 25 émetteurs radio, le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes est caractérisé par la détermination des corrections à apporter pour résoudre les problèmes de couverture en appliquant à ses modèles de propagation et pour les émetteurs radio qui sont proches des zones dégradées différentes configurations de 30 puissance d'émission, de fréquence utilisée, d'orientation (azimut et tilt) et de configuration des antennes radio jusqu'à constater une amélioration de la prédiction de couverture radio des zones qui subissent une dégradation de la qualité de service. 6. Le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes est caractérisé par l'optimisation de l'évaluation de la couverture radio de l'aire géographique déterminée en identifiant des aires plus petites ou il existe un risque de contenir des zones susceptibles de subir une dégradation de la qualité de service. Le procédé se base sur des facteurs de risques tels l'environnement urbain (la densité immeubles, les distances entre les l'orientation des rues par rapport que la topologie du terrain et des immeubles, les hauteurs des immeubles, les largeurs des rues, à l'orientation des antennes des 5 émetteurs radio). 7. Le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes est caractérisé par l'optimisation de la collection de mesures en indiquant aux terminaux mobiles cellulaires spécifiquement les aires de localisation LAI « Location Area Identification » ou prendre les mesures. Pour se faire une information qui indique aux terminaux mobiles cellulaires si des mesures doivent être prises sur cette LAI est ajoutée dans les messages de réponse « ATTACH ACCEPT » et « LOCATION UPDATING ACCEPT » des procédures MM (« Mobility Management ») d'attachement au réseau mobile et de mise à jour de la localisation. 8. L'appareil de géoptimisation revendication 1 joue le rôle 20 procédé (voir figure 1). mise en oeuvre selon le procédé de la central de contrôle et de commande du