Brevet FR2999052A1 — publié le 20140606

Page 1 Description Traditionnellement, l'accès et l'utilisation du spectre radio est autorisé de deux manières: soit avec une autorisation « sous licence » ou soit avec une autorisation exempt de licence dite « sans licence ». Une autorisation « sous licence » signifie que les droits d'utilisations sont exclusivement accordés, sur une base nationale, dans le temps, dans l'espace et pour une bande de fréquences définie. Un exemple d'utilisation sous licence est les fréquences à 10 2 GHz pour la fourniture de services de communications mobiles de troisième génération. Une autorisation «sans licence» signifie que les appareils qui répondent à certaines conditions techniques (puissance d'émission, bande de fréquences opérationnelles) peuvent partager le spectre 15 radio, être utilisé partout et à tout moment, sans garantie de qualité de service. Un exemple d'utilisation est le spectre radio à 2,4 GHz pour la fourniture de services d'accès Wi-Fi et Bluetooth. La plupart des fréquences utilisées pour les applications commerciales sont « sous licence ». 20 II existe une troisième approche appelé « Licensed Shared Access niEw » qui fait référence à une nouvelle réglementation qui autorise l'usage du spectre radio « sous licence » par des titulaires dits « secondaires ». C'est un régime particulier qui autorise un nombre limité de titulaires « secondaires » d'utiliser 25 le spectre radio, déjà attribué à un ou plusieurs titulaires « primaires ». L'utilisation de spectre radio devant se faire en conformité avec les règles de partage inclus dans les droits d'utilisation du spectre accordée aux titulaires « secondaires » permettant ainsi à 30 tous, titulaires « primaires » et « secondaires », de bénéficier d'un niveau de qualité de service négocié et prédéterminé. Selon cette approche « LSA », le régulateur détermine qui pourrait être autorisé à opérer dans une bande de fréquence et déjà allouée à un ou plusieurs titulaires « primaires », et est donc bien placé 35 pour définir les conditions administratives et techniques à remplir pour répondre efficacement aux cas d'interférences qui peuvent survenir entre les titulaires « primaires » et « secondaires ». Ces titulaires « secondaires » peuvent fournir des applications ou services de radiocommunications différentes des titulaires 40 « primaires » en conformité avec la réglementation. Cependant la gestion du partage de spectre radio entre titulaires « primaires » et « secondaires » décrite ci-dessus est envisagée de Page 2 manière statique et ne permet pas une disponibilité du spectre radio optimum pour le ou les titulaires « secondaires ». Le procédé de géoptimisation décrit ci-dessous et permettant un partage dynamique dans le temps et dans l'espace du spectre radio 5 électrique vient compléter cette approche « LSA ». Les émetteurs radio [D] forment un réseau ou une partie de réseau de radiocommunication de l'opérateur dit « secondaire » [S]. Chaque émetteur radio [D] peut transmettre et recevoir, par l'intermédiaire d'ondes radio et d'une interface de protocole radio 10 [K], des informations avec un terminal radio [T] quand celui-ci se situe dans le périmètre de couverture de ce même émetteur radio. Ce réseau de radiocommunications « secondaire » [S] est autorisé, par le régulateur [R] à émettre suivant la réglementation nationale en vigueur et les conditions de partage prédéfinies sur une bande 15 de fréquences [F1], par ailleurs, déjà attribué à un titulaire « primaire » [P]. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté à l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [L]. 20 L'appareil de géoptimisation [A] est connecté à l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P] par l'intermédiaire d'une interface homme-machine ffl. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté directement au régulateur [R] par l'intermédiaire d'une interface homme-machine 25 [P.1]. L'appareil de géoptimisation [A] est connecté par l'intermédiaire d'une interface de communication bidirectionnelle [B] au centre de gestion [C] du réseau de radiocommunications « secondaire » [S]. Le centre de gestion [C] du réseau de radiocommunications 30 « secondaire » [S] et connecté aux émetteurs radio [D] par l'intermédiaire d'une interface de communication bidirectionnelle [E] L'appareil de géoptimisation [A] collecte des mesures de couverture radio géolocalisées du réseau de radiocommunications « secondaire » 35 [S] et datées reçues depuis les terminaux [T] par l'intermédiaires des interfaces [K], [E] et [B]. L'appareil de géoptimisation [A] joue un rôle central de contrôle et de commande du procédé (voir figure 1). A partir de ses modèles de prédiction de propagation des ondes 40 radio et de sa cartographie temps-réelle, détaillée et fiable de Page 3 l'environnement radio, L'appareil de géoptimisation [A], pour l'aire géographique déterminée [J], définie les zones disponibles optimum où les fréquences [Fl] peuvent être utilisées par le réseau de radiocommunications « secondaire » [S] en conformité avec la réglementation. Note : La cartographie de l'environnement radio est renseignée avec des données géolocalisées de l'usage fait par le réseau « primaire » des fréquences partagées, des emplacements et de la configuration radio des émetteurs du réseau « secondaire », et pour l'aire géographique déterminée [J], des mesures de couverture radio géolocalisées du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] et datées reçues depuis les terminaux [T], de la topologie du terrain, des conditions climatiques, de la nature de l'environnement tel que urbain, urbain dense, rural, forêts, lacs, mers ou océans, etc. et dans le cas d'un environnement urbain dense, des caractéristiques supplémentaires telles que la densité des immeubles, les hauteurs des immeubles, les distances entre les immeubles ou les largeurs des rues. L'appareil de géoptimisation [A] indique, par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [L], à l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] les zones géographiques disponibles où les fréquences [Fi] peuvent être utilisées ainsi que les contraintes radio à respecter (puissances d'émission maximum, fréquences autorisées, tilts et azimuts des antennes, hauteurs des antennes maximum). Note : L'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] planifie puis opère son réseau dans la bande de fréquences [Fi] à partir des zones géographiques et des contraintes indiquées par l'appareil de géoptimisation [A] A partir de ses modèles de prédiction de propagation des ondes radio et de sa cartographie temps-réelle, détaillée et fiable de l'environnement radio, L'appareil de géoptimisation [A], pour l'aire géographique déterminée [J], détermine les interférences générées par les émetteurs radio [D] du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] sur les zones géographiques opérées par le réseau de radiocommunications « primaire » [P]. L'appareil de géoptimisation [A] indique, par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [N], à l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P], les interférences générées par les émetteurs radio [D] du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] sur son réseau. L'appareil de géoptimisation [A] indique, par l'intermédiaire d'une 45 interface homme-machine [M], au régulateur [R], les interférences générées par les émetteurs radio [D] du réseau de Page 4 radiocommunications « secondaire » [S] sur le réseau de radiocommunications « primaire » [P]. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [N], permet à l'opérateur du réseau de 5 radiocommunications « primaire » [P] de préempter, immédiatement ou en différé, temporairement ou d'une manière permanente, des zones géographiques opérées par le réseau de radiocommunications « secondaire » [S] en réduisant la puissance et en modifiant les paramètres d'antenne des émetteurs radio [D] des zones préemptées 10 ou voisines. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [N], permet à l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] de se réàpproprier les zones préalablement préemptées après avoir été libérées par l'opérateur 15 du réseau de radiocommunications « primaire » [P] en augmentant la puissance et en modifiant les paramètres d'antenne des émetteurs radio [D] des zones préalablement préemptées ou voisines. Le contrôle par L'appareil de géoptimisation [A] de la puissance et des paramètres d'antenne des émetteurs [D] de l'opérateur du réseau 20 de radiocommunications « secondaire » [S] se fait par l'intermédiaire des interfaces [B] et [E]. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une interface homme-machine [L], alerte l'opérateur du réseau de radiocommunications « secondaire » [S] des ordres immédiats ou 25 différés de préemption de l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P] ainsi que des nouvelles configurations de puissance et d'antenne des émetteurs radio [D] de son réseau. L'appareil de géoptimisation [A], par l'intermédiaire d'une 30 interface homme-machine [14], alerte le régulateur [R] des ordres immédiats ou différés de préemption de l'opérateur du réseau de radiocommunications « primaire » [P]. REVENDICATIONS1. Le procédé de géoptimisation permettant un partage dynamique du spectre radio électrique d'un ou plusieurs titulaires « primaires » 5 avec un ou plusieurs titulaires « secondaires » sur une aire géographique déterminée est caractérisé par les étapes suivantes : (Etàpe 1) La collection des données géolocalisées de l'usage radio fait par le réseau de radiocommunication « primaire » [P] dans la bande de fréquences à partager, de la topologie du terrain, des 10 conditions climatiques, et de la nature de l'environnement. (Etàpe 2) L'indication a l'operateur du réseau de radiocommunication « secondaire » [S] des zones géographiques, temporelles et fréquentielles disponibles et pouvant être partagées. 15 (Etàpe 3) La collection des données géolocalisées de l'usage fait par le réseau « secondaire » [S] dans la bande de fréquences partagée c.à.d. des emplacements et de la configuration radio des émetteurs radio [D] ainsi que des mesures périodiques de couverture radio géolocalisées du réseau « secondaire » [S] reçues depuis les 20 terminaux [T]. (Etàpe 4) 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 par les réseaux « primaire » [P] et « secondaire » [S] dans la bande de 25 fréquences partagée. (Etàpe 5) L'indication à l'opérateur du réseau « primaire » [P], à l'opérateur du réseau « secondaire » [S] et au régulateur [R] des niveaux d'interférence induit par les émetteurs radio [D] du réseau « secondaire » [S] sur le réseau « primaire » [P]. 30 (Revendication 2) Le procédé de géoptimisation selon la revendication 1 est connecté avec un réseau de radiocommunications « secondaire » [S] en ce qu'il comprend des interfaces [13]/1-E1/[K] pour communiquer respectivement avec les systèmes [C]/[13,]/[T] et un processeur qui 35 exécute la fonction permettant le partage dynamique du spectre radio électrique d'un ou plusieurs titulaires « primaires » avec un ou plusieurs titulaires « secondaires » sur une aire géographique déterminée. (Revendication 3) 40 Le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes est caractérisé par le calcul des zones géographiques, temporellesPage 6 et fréquentielles pouvant être partagées entre un réseau « primaire » [P] et un réseau « secondaire » [S] ainsi que les conditions radio liées à ce partage à respecter par le réseau « secondaire » [S]. (Revendication 4) Le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes est caractérisé par l'évaluation en temps-réelle des interférences induites par les émetteurs radio [D] du réseau « secondaire » [S] sur le réseau « primaire » [P]. (Revendication 5) Le procédé de géoptimisation en ce qu'il comprend l'interface [N] et selon les revendications précédentes permet à l'opérateur du réseau « primaire » [P] de préempter, immédiatement ou en différé, temporairement ou d'une manière permanente, des zones géographiques opérées par le réseau « secondaire » [S] en réduisant la puissance et en modifiant les paramètres d'antenne des émetteurs radio [D] des zones préemptées ou voisines. (Revendication 6) Le procédé de géoptimisation en ce qu'il comprend l'interface [L] et selon les revendications précédentes permet à l'opérateur du réseau « secondaire » [S] d'être informé des ordres immédiats ou différés de préemption commandés par l'opérateur du réseau « primaire » [P] ainsi que des nouvelles configurations de puissance et d'antenne des émetteurs radio [D] à appliquer pour que la préemption soit effective. (Revendication 7) Le procédé de géoptimisation en ce qu'il comprend l'interface [M] et selon les revendications précédentes permet au régulateur d'être informé des ordres immédiats ou différés de préemption commandés 30 par l'opérateur du réseau « primaire » [P]. (Revendication 8) Le procédé de géoptimisation selon les revendications précédentes permet au réseau « secondaire » [S] de se réapproprier les zones préalablement préemptées après avoir été libérées par l'opérateur 35 du réseau « primaire » [P] en augmentant la puissance et en modifiant les paramètres d'antenne des émetteurs radio [D] des zones préalablement préemptées ou voisines. (Revendication9)Page 7 L'appareil de géoptimisation [A] mise en oeuvre selon le procédé de la revendication 1 joue le rôle central de contrôle et de commande du procédé (voir figure 1).