Brevet FR3013936A1 — publié le 20150529

SYSTEME POUR ECONOMISER DE L'ENERGIE DANS UN RESEAU DE COMMUNICATIONS SANS-FIL La présente invention concerne les économies d'énergie et l'amélioration de l'efficacité énergétique dans le domaine des télécommunications. Plus particulièrement, la présente invention concerne le mode de fonctionnement d'un réseau de communications dit « mode de veille ». On rappelle (cf. l'encyclopédie en ligne « Wikipedia ») qu'un dispositif électronique ou informatique est dit « en veille » lorsque la plupart de ses fonctions ont été arrêtées temporairement dans le but de diminuer sa consommation électrique. Autrefois, les appareils électriques étaient raccordés au réseau électrique lorsqu'on voulait les utiliser, puis éteints entre deux usages. Avec le besoin croissant de disponibilité des équipements s'est posé le problème du maintien en fonctionnement quasi- permanent. Le maintien en fonctionnement permanent à plein régime pose à l'évidence de nombreux problèmes : forte consommation d'énergie, usure mécanique (le cas échéant) des pièces en mouvement, nuisances sonores, et ainsi de suite. Une solution intermédiaire consiste à diminuer le régime d'activité ou d'arrêter certains composants de l'équipement, tout en gardant actifs les composants essentiels : ainsi, une fois l'équipement en veille, il va rester en attente et sera réactivé au besoin, et ceci de façon bien plus rapide que s'il avait été éteint puis rallumé ; de plus, la réactivation requiert moins de commandes de la part de l'utilisateur que le rallumage complet de l'équipement. Des techniques de mise en veille ont donc été proposées pour des appareils aussi variés que les ordinateurs, les téléphones portables, les téléviseurs ou les chaînes haute-fidélité. Il a notamment été démontré que l'utilisation du mode de veille était très avantageuse dans le cas des réseaux de communications : il s'agit en l'occurrence de mettre en veille certaines ressources (stations de base, antennes, et ainsi de suite) d'un réseau de communications pendant les périodes où ces ressources ne sont pas utilisées pour servir des utilisateurs du réseau. La présente invention concerne en particulier tous les types de réseaux d'accès radio connus (TDMA, CDMA, W-CDMA, OFDMA, et ainsi de suite). Elle s'applique par exemple aux réseaux WiFi communautaires, ou aux réseaux WiFi gérés par un opérateur, ainsi qu'aux réseaux cellulaires utilisant la technologie GSM/GPRS, ou la technologie UMTS (« Universal Mobile Telecommunications System »), telle que définie notamment dans les normes 23.002, 23.003 et 29.060 du projet 3GPP (« Third-Generation Partnership Project »), ou encore la norme LTE (« Long Term Evolution »). Les procédés de mise en veille classiques reposent généralement sur des prévisions d'intensité du trafic de communications permettant d'appliquer le mode veille à des périodes de faible trafic. Or, en pratique, il s'avère difficile de prédire correctement l'intensité du trafic, notamment sur de courtes périodes (inférieures, disons, à une heure). Ces procédés de mise en veille classiques présentent donc une mauvaise efficacité énergétique. La présente invention concerne donc un système pour économiser de l'énergie dans un réseau de communications sans-fil, ledit système étant associé à au moins un détecteur de circulation de piétons et/ou de véhicule dans une zone géographique de circulation, dite première zone, ledit système comprenant des ressources réseau aptes à servir des utilisateurs dudit réseau sans-fil dans une zone géographique de service, dite seconde zone. Ledit système est remarquable en ce qu'il comprend en outre : - une unité de transmission apte à transmettre au réseau sans-fil un signal consécutif à une détection par ledit détecteur de circulation, et - une entité de gestion du réseau sans-fil apte, suite à la réception dudit signal, à faire sortir d'un mode de veille certaines parties au moins desdites ressources réseau. Dans le cadre de la présente invention, on appelle « circulation » dans ladite première zone le déplacement physique et/ou la simple présence physique d'au moins un piéton et/ou d'au moins un véhicule dans cette zone. On notera que ladite première zone géographique peut coïncider ou non avec ladite seconde zone géographique. Dans le second cas, elle sera généralement voisine de la seconde zone géographique ; en effet, la réactivation des ressources réseau peut concerner une seconde zone adjacente à la première zone en prévision du déplacement d'un piéton ou d'un véhicule de la première zone vers la seconde zone. Ainsi, la présente invention propose de détecter localement la 15 présence ou l'absence d'utilisateurs potentiels, afin d'estimer avec précision le trafic de communications sans-fil requis pour servir ces utilisateurs potentiels. On peut alors, en fonction de cette estimation, activer ou désactiver le mode veille dans les ressources réseau locales. En effet, comme il est bien connu, des détecteurs de circulation 20 piétonnière ou routière sont déjà installés dans certaines zones publiques de nombreux pays comme les Etats-Unis, le Japon ou la France. Dans une telle zone, les réverbères sont allumés, et certains services publics (escalators, et ainsi de suite) sont mis en marche, seulement quand on détecte la présence de gens ou de véhicules dans la zone, ce qui permet 25 d'économiser de l'énergie électrique. Le système selon l'invention exploite avantageusement les données d'observation produites par de tels détecteurs de circulation pour prévoir en temps réel l'intensité locale du trafic de télécommunications, sur la base d'un modèle mettant en relation, pour l'opérateur réseau 30 concerné, cette intensité de trafic de télécommunications avec le flux local de personnes et/ou de véhicules. Il suffit alors d'activer ou désactiver partie au moins des ressources locales du réseau de communications sans-fil pour répondre adéquatement à cette prévision de trafic de télécommunications. De ce fait, l'invention présente une efficacité énergétique optimale. Selon des caractéristiques particulières, certaines parties au moins desdites ressources réseau sont mises en veille suite à une absence totale, pendant une certaine durée, de circulation dans ladite première zone. En variante (non exclusive), certaines parties au moins desdites ressources réseau sont mises en veille suite à une absence totale, pendant une certaine durée, d'enregistrement auprès du réseau via une station de base ou un point d'accès situé dans ladite seconde zone (on rappelle qu'un terminal doit nécessairement s'enregistrer sur le réseau pour pouvoir émettre ou recevoir des appels). Grâce à ces dispositions, on économise de l'énergie dans le réseau de communications en l'absence d'utilisateur du réseau. L'invention vise également un programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur. Ce programme d'ordinateur est remarquable en ce qu'il comprend des instructions pour gérer le fonctionnement d'un système pour économiser de l'énergie tel que décrit succinctement ci-dessus, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. Les avantages offerts par ce programme d'ordinateur sont essentiellement les mêmes que ceux offerts par ledit système. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous de modes de réalisation particuliers, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère à la figure 1 qui l'accompagne, laquelle représente schématiquement un système selon un mode de réalisation de l'invention associé à un éclairage urbain. Le système illustré sur la figure 1 comprend une seconde zone 2 chevauchant une première zone 1 équipée d'un éclairage urbain. Ladite 5 seconde zone 2 comprend par exemple une « petite cellule » d'un réseau de communications mobiles, servie par une « petite station ». On rappelle que, pour pouvoir augmenter la capacité d'un réseau mobile cellulaire, on utilise fréquemment des cellules de taille relativement faible, voire très faible, désignées de manière générale par « petites 10 cellules » dans le cadre de la présente invention, en plus des cellules « macro » de taille classique. On appelle généralement « microcellule » une cellule couvrant une zone dont le rayon est inférieur à 500 m, « picocellule » une cellule couvrant une zone de l'ordre de 200 x 200 m2, et « femtocellule » une cellule couvrant une zone de l'ordre de 10 x 15 10 m2. La zone de couverture de chaque station peut être limitée en contrôlant sa puissance. En effet, la souplesse en termes de taille cellulaire est une caractéristique de la technologie mobile 2G et des technologies suivantes, et représente un facteur significatif de l'accroissement de capacité des 20 réseaux. Les contrôles de puissance mis en oeuvre dans les réseaux mobiles font qu'il est plus facile de réduire les interférences entre cellules voisines utilisant les mêmes fréquences. En subdivisant des cellules et en créant plus de cellules (on parle de densification du réseau) pour pouvoir servir les utilisateurs situés dans des zones à haute densité, un opérateur 25 de réseau cellulaire peut optimiser l'utilisation du spectre et faire en sorte que la capacité de son réseau augmente. On peut ainsi, au moyen d'une station serveuse de puissance relativement faible (appelée « petite station » dans le cadre de la présente invention), couvrir une zone limitée. Cela permet d'augmenter la capacité d'un réseau dans des zones d'accès difficile ou coûteux dans l'approche « macrocellulaire » classique. Plus précisément, une microcellule peut couvrir une zone comme un centre commercial, un hôtel, ou un centre de transport. Les microcellules sont souvent déployées temporairement pendant des événements sportifs et d'autres occasions dans lesquelles on sait à l'avance que l'on aura besoin d'une capacité supplémentaire à un emplacement spécifique. Une picocellule couvre généralement une zone de petite taille, par exemple à l'intérieur d'un bâtiment (bureaux, centres commerciaux), ou, plus récemment, à l'intérieur d'un avion. Les picocellules sont généralement utilisées pour étendre la couverture aux zones intérieures, c'est-à-dire là où les signaux extérieurs ne pénètrent pas bien, ou pour augmenter la capacité de réseau dans des zones à haute densité d'utilisation du téléphone, comme dans les gares de train. Une station de base de picocellule est généralement une unité à bas prix, de petite taille, et relativement simple. On trouve des picocellules pour la plupart des technologies cellulaires telles que le GSM/GPRS, l'UMTS et le LTE. Le présent mode de réalisation de l'invention concerne les petites cellules déployées dans les villes à proximité ou autour de réverbères, dans le cas où ces réverbères sont reliés à des détecteurs de circulation (par exemple des détecteurs de mouvement classiques), de telle sorte que, pendant la nuit, un réverbère s'allume quand le déplacement (ou la simple présence) d'une personne ou d'un véhicule (motocyclette, voiture, camion, et ainsi de suite) est détecté à proximité du réverbère, et s'éteint si la circulation à proximité du réverbère est restée nulle pendant une certaine durée. S'il apparaît que la circulation est nulle, la petite station peut avantageusement être mise en veille. Inversement, si un détecteur émet un signal signifiant qu'il y a dans la petite cellule un utilisateur potentiel du réseau mobile, la petite station est réactivée. La figure 1 montre ainsi un terminal mobile 15 porté par une personne ou un véhicule situé à la fois dans la première zone 1 et dans la seconde zone 2. Le détecteur de circulation 10 est actionné lorsque cette personne ou ce véhicule est présent, ou se déplace, dans la première zone 1. De manière classique, suite à une telle détection, le détecteur de circulation 10 émet un signal ayant pour effet d'allumer un réverbère 14 servant la première zone 1. Conformément à l'invention, un signal associé est alors envoyé (par exemple, par le détecteur de circulation 10 lui-même) à une unité de transmission 11. Un signal associé est alors envoyé par l'unité de transmission 11 à une unité de gestion 12 dudit réseau mobile. Suite à la réception du signal envoyé par l'unité de transmission 11, l'unité de gestion 12 fait sortir (le cas échéant) d'un mode de veille les ressources réseau 13 alimentant la petite station, ce qui permet au terminal mobile 15 d'accéder au réseau de communications. En variante, les détecteurs de circulation selon l'invention peuvent être des détecteurs de lumière réagissant directement à l'extinction ou au rallumage des réverbères en fonction de la circulation. Compte tenu de ce que la nuit est justement la période pendant laquelle le trafic de communications est le plus bas, le présent mode de réalisation permet à un opérateur de réseau mobile de réaliser des économies d'énergie substantielles. Selon un deuxième mode de réalisation (non représenté), on considère la circulation de véhicules (motocyclettes, voitures, camions, et ainsi de suite) sur des autoroutes ou de longues routes en rase campagne. On notera que de telles routes sont souvent construites dans des zones à faible densité de population. En pratique, on peut supposer sans grand risque d'erreur que tous les utilisateurs potentiels dans le voisinage de ces routes sont des passagers d'un véhicule. Sur certaines parties de ces routes, il se passe de longues périodes sans circulation routière ou avec une circulation routière très faible. La présence ou l'absence de circulation routière sont couramment détectées à l'aide de dispositifs préinstallés de surveillance de la circulation routière (tels que des « radars » pour détecter les excès de vitesse). Dans ce deuxième mode de réalisation de l'invention, on place des cellules le long de la route. On exploite alors un signal de détection produit par ces dispositifs de surveillance pour prédire le trafic de communications dans une zone de passage d'un véhicule, ainsi que, optionnellement, une zone adjacente compte tenu de la direction et de la vitesse du véhicule. On peut ainsi activer et désactiver le mode veille dans ces zones de manière efficace. En variante, on peut appliquer ce mode de réalisation aux trains, notamment sur les grandes lignes de chemin de fer, au lieu des routes. On peut naturellement envisager bien d'autres modes de réalisations et applications de l'invention. On notera pour terminer que l'invention peut être mise en oeuvre au 20 sein de réseaux de communications au moyen de composants logiciels et/ou matériels. Les composants logiciels pourront être intégrés à un programme d'ordinateur classique de gestion de noeud de réseau. C'est pourquoi, comme indiqué ci-dessus, la présente invention concerne également un 25 système informatique. Ce système informatique comporte de manière classique une unité centrale de traitement commandant par des signaux une mémoire, ainsi qu'une unité d'entrée et une unité de sortie. De plus, ce système informatique peut être utilisé pour exécuter un programme d'ordinateur comportant des instructions pour gérer le fonctionnement d'un système pour économiser de l'énergie selon l'invention, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. En effet, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication comprenant des instructions pour gérer le fonctionnement d'un système pour économiser de l'énergie selon l'invention, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. Ce programme d'ordinateur peut être stocké sur un support lisible par ordinateur et peut être exécutable par un microprocesseur. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et se présenter sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations, inamovible, ou partiellement ou totalement amovible, lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus. Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comprendre un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou un moyen d'enregistrement magnétique tel qu'un disque dur, ou encore une clé USB (« USB flash drive » en anglais). D'autre part, le support d'informations 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. Le programme d'ordinateur selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. En variante, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans la gestion d'un système pour économiser de l'énergie selon l'invention.30 REVENDICATIONS1. Système pour économiser de l'énergie dans un réseau de communications sans-fil, ledit système étant associé à au moins un détecteur (10) de circulation de piétons et/ou de véhicule dans une zone géographique de circulation, dite première zone (1), ledit système comprenant des ressources réseau aptes à servir des utilisateurs dudit réseau sans-fil dans une zone géographique de service, dite seconde zone (2), ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - une unité de transmission (11) apte à transmettre au réseau sans-fil un signal consécutif à une détection par ledit détecteur (10) de circulation, et - une entité de gestion (12) du réseau sans-fil apte, suite à la réception dudit signal, à faire sortir d'un mode de veille certaines parties au moins (13) desdites ressources réseau. 2. Système pour économiser de l'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que certaines parties au moins (13) desdites ressources réseau sont mises en veille suite à une absence totale, pendant une certaine durée, de circulation dans ladite première zone (1). 3. Système pour économiser de l'énergie selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que certaines parties au moins (13) desdites ressources réseau sont mises en veille suite à une absence totale, pendant une certaine durée, d'enregistrement auprès du réseau via une station de base ou un point d'accès situé dans ladite seconde zone (2). 4. Système pour économiser de l'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première zone (1) est une zone urbaine comprenant au moins un réverbère (14), et en ce que ledit détecteur (10) de circulation est constitué par un dispositif apte à allumer ledit réverbère (14) quand une personne ou un véhicule circule àproximité du réverbère, et à éteindre le réverbère (14) si aucune personne ou aucun véhicule n'a circulé à proximité du réverbère (14) pendant une certaine durée. 5. Système pour économiser de l'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première zone comprend une route, respectivement une voie de chemin de fer, et en ce que ledit détecteur de circulation est constitué par un dispositif de surveillance de la circulation routière, respectivement du passage des trains. 6. Moyen de stockage de données inamovible, ou partiellement ou totalement amovible, comportant des instructions de code de programme informatique pour gérer le fonctionnement d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour gérer le fonctionnement d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.20