Brevet FR3012937A1 — publié le 20150508

- 1 - « Procédé de génération de carte de trafic améliorée et dispositif mettant en oeuvre un tel procédé » Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la planification et de l'optimisation de réseaux cellulaires et plus précisément celui de la génération de carte de trafic Etat de la technique antérieur Au sein du domaine de l'invention, la notion de trafic est prépondérante. En effet, que ce soit pour évaluer l'état d'un réseau cellulaire à travers des simulations (c'est à dire le planifier), ou pour le configurer pour qu'il fonctionne de manière optimale vis-à-vis d'un nombre de critères prédéfinis (c'est à dire l'optimiser), la connaissance de la quantité de trafic à pourvoir est essentielle. La connaissance de la distribution de cette quantité de trafic dans un espace géographique couvert par le réseau est au moins aussi importante que celle de la quantité de trafic à pourvoir dans cet espace. En effet, la planification et l'optimisation d'un réseau changent selon la position de zones à fort trafic, appelées « hotspots » en anglais. Par conséquent, les outils de planification et d'optimisation de réseaux cellulaires ont recours à des « cartes de trafic ». Ces cartes de trafic sont constituées de pixels. Un pixel représente une discrétisation d'un sous-espace de l'espace du réseau. La carte de trafic associe à chacun de ces pixels une valeur, une densité de trafic attendue. Cette valeur correspond en général aux heures de la journée et de la semaine pendant lesquelles la quantité de trafic est la plus importante. Ainsi, le réseau est planifié en tout pixel pour les conditions les plus extrêmes de trafic. Plus ces cartes sont précises, par exemple plus petits sont les sous-espaces, plus la planification et a fortiori l'optimisation du réseau dans cet espace sont précises et fidèles à la réalité des observations faites sur le terrain. Les opérateurs de télécommunications n'ont cependant pas directement accès à ce genre de carte car ils ne connaissent que la quantité de trafic gérée par des antennes qu'ils opèrent sans connaître l'origine exacte de ce trafic dans les zones de couverture de ces antennes. - 2 - On connaît des outils de planification radio permettant de générer des cartes de trafic pour un espace d'un réseau cellulaire à partir de la connaissance de la quantité de trafic collectée par chaque antenne couvrant au moins une partie de cet espace. Ces outils mettent en oeuvre des procédés utilisant des cartes géographiques couvrant l'espace pour lequel une carte de trafic va être générée. Généralement ces procédés comprennent une étape de discrétisation de l'espace par des éléments de pavage de cet espace, appelé pixels, suivie de deux étapes : - une étape d'association de chaque pixel à une antenne du réseau cellulaire ; - une utilisation d'une carte géographique partitionnant cet espace selon des types de parcelle, par exemple, rural, route, eau, urbain, dense urbain, et une attribution à chaque type de parcelle d'une pondération fonction de la probabilité que le type de parcelle a d'être associé à une forte densité de trafic. Ainsi, chaque pixel de cette carte est associé à une pondération parcellaire de la quantité de trafic gérée par une des antennes du réseau cellulaire. De manière intéressante, la zone de couverture de chaque antenne est calculée automatiquement par ces procédés de planification qui estiment la puissance reçue en chaque point géographique en provenance de chaque antenne du réseau. De manière générale, la pondération parcellaire est déterminée par l'opérateur de télécommunication. Les procédés mis en oeuvre par ces outils distribuent ensuite le trafic capturé par chaque antenne sur la zone de couverture de cette antenne selon la pondération parcellaire. Une limite de ces procédés de génération de carte de trafic est la précision de la carte générée. En effet, celle-ci ne peut être plus précise que la précision apportée par la carte géographique. Le but de l'invention est de proposer une génération de carte de trafic plus précise que les cartes de trafic actuellement générées par les outils connus.35 - 3 - Exposé de l'invention L'invention permet d'atteindre au moins ce but en proposant un procédé de génération d'une carte de trafic d'un espace couvert par un réseau cellulaire comprenant une pluralité d'antennes Aj gérant chacune un trafic TRj et agencé pour communiquer avec une pluralité de terminaux générant des événements U qui sont au moins en partie géolocalisables, l'espace couvert étant discrétisé par des pixels Pk associés chacun de manière probabilisée à une antenne parmi la pluralité d'antennes Ai, le procédé comprenant, pour chaque antenne Aj une distribution d'une quantité de trafic TRj gérée par l'antenne Aj sur les pixels Pk, cette distribution étant pondérée en chaque pixel Pk en fonction du nombre et de la distance des événements géolocalisables par rapport audit pixel Pk. Ainsi, le procédé selon l'invention propose une génération de carte de trafic plus précise que les cartes de trafic actuellement générées par les outils connus grâce à l'utilisation d'événements géolocalisables pour distribuer le trafic TRj gérée par une antenne de manière dynamique. De préférence, le procédé selon l'invention comprend en outre, pour au moins un des pixels Pk, une détermination ou une estimation de la distance séparant le pixel Pk d'au moins une partie des évènements géolocalisables U et - une détermination d'une pondération Xk, dite globale, résultant d'une fonction f, dite d'importance, et d'une détermination d'une pondération Ek, dite utilitaire, la pondération Ek étant fonction du nombre et de la distance des événements géolocalisables par rapport audit pixel Pk, - une association de la pondération Xk audit pixel Pk, et - une étape de distribution de la quantité de trafic TRj gérée par l'antenne Aj sur l'ensemble des pixels P. L'association de la détermination de la pondération globale Xk résultant de la fonction d'importance f de la pondération Ek utilitaire à des pixels Pk permet de distribuer une quantité de trafic sur l'ensemble des pixels P tout en contrôlant l'importance de la contribution des évènements géolocalisables à la génération de la carte de trafic. - 4 - Avantageusement, un événement peut être généré par une application d'un des terminaux utilisant un GPS (dispositif de géolocalisation) intégré dans le terminal, l'étape de géolocalisation de cet évènement comprenant une requête d'interrogation d'un service pour déterminer la géolocalisation de cet évènement. Ainsi, lorsqu'un utilisateur du terminal comprenant un GPS génère un événement comprenant une géolocalisation du terminal, l'opérateur de télécommunication peut interroger un service susceptible d'avoir reçu l'événement via une requête pour déterminer la géolocalisation de l'événement. De préférence, l'événement génère une réception par l'opérateur de données générées par le terminal émetteur de l'événement relatives au niveau de réception d'au moins une antenne de l'opérateur, l'étape de géolocalisation comprenant une analyse des données. Ainsi, l'opérateur peut géolocaliser le terminal émetteur de l'événement. Par exemple, lorsqu'une antenne est assez directive, la géolocalisation d'un terminal émetteur à partir d'une estimation du niveau de puissance reçue par cette antenne après émission par le terminal émetteur est possible. Une autre manière de déterminer la géolocalisation d'un terminal émetteur est de connaître sa distance à l'antenne et une estimation du niveau de puissance reçue par cette antenne après émission par le terminal émetteur. La connaissance de la distance à l'antenne permet de positionner le terminal émetteur sur le cercle centré sur l'antenne et de rayon égal à la distance. Le niveau de puissance reçue par l'antenne permet de déterminer, éventuellement en utilisant des données géographiques, la position du terminal émetteur. Par exemple, lorsque trois points du cercle centré sur l'antenne sont susceptibles d'être des positions du terminal émetteur, la connaissance de données géographiques supplémentaires peut permettre de déterminer la position du terminal émetteur : c'est le cas lorsque deux des points se situent géographiquement dans un endroit non probable ou impossible (tel par exemple le milieu d'un lac). De manière plus préférentielle, l'événement génère une réception par l'opérateur de données générées par le terminal émetteur de l'événement relatives au niveau de réception d'au moins trois antennes de l'opérateur, - 5 - l'étape de géolocalisation comprenant une analyse des données. Ainsi, l'opérateur peut géolocaliser le terminal émetteur de l'événement en utilisant ces données, par exemple par triangulation. Avantageusement, l'étape de détermination de la pondération globale Xk peut en outre comprendre une étape de détermination d'une pondération Wk, dite parcellaire, en fonction d'un type de parcelle associé au pixel Pk, le type de parcelle étant déterminé par une carte géographique partitionnant l'espace couvert par le réseau cellulaire selon des types de parcelle. La pondération parcellaire Wk permet d'utiliser des données résultant de l'utilisation d'une carte géographique. Dans le cas où la détermination de la pondération globale Xk comprend l'étape de détermination de la pondération parcellaire Wk, l'étape de détermination de la pondération globale Xk peut en outre comprendre, ultérieurement à l'étape de détermination de la pondération parcellaire Wk, la sélection d'une fonction d'importance f pour attribuer une plus grande importance à la pondération Ek par rapport à la pondération Wk. Dans le cas où la détermination de la pondération globale Xk comprend l'étape de détermination de la pondération parcellaire Wk, l'étape de détermination de la pondération globale Xk peut en outre comprendre, ultérieurement à l'étape de détermination de la pondération parcellaire Wk, la sélection d'une fonction d'importance f pour attribuer une plus grande importance à la pondération Wk par rapport à la pondération Ek. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de génération d'une carte de trafic d'un espace couvert par un réseau cellulaire comprenant une pluralité d'antennes Aj gérant chacune un trafic TRj et agencé pour communiquer avec une pluralité de terminaux générant des événements U qui sont au moins en partie géolocalisables, l'espace couvert étant discrétisé par des pixels Pk associés chacun de manière probabilisée à une antenne parmi la pluralité d'antennes Ai, le dispositif étant agencé pour générer pour chaque antenne Aj une distribution d'une quantité de trafic TRj gérée par l'antenne Aj sur les pixels Pk, cette distribution étant pondérée en chaque pixel Pk en fonction du nombre et de la distance des événements géolocalisables par rapport audit pixel Pk.35 -6 Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la figure 1 une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un procédé selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique d'une mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention. Ces modes de réalisation étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Sur les figures un élément apparaissant sur plusieurs figures conserve la même référence. La figure 1 illustre un premier procédé 100 de génération d'une carte de trafic selon l'invention. Ce procédé est mis en oeuvre par un réseau cellulaire opéré par un opérateur de télécommunication comprenant une pluralité d'antennes, dont l'ensemble est noté A. L'espace couvert par les antennes constituant l'ensemble A est notée E(A). La zone de couverture d'une antenne A sur l'espace couvert par les antennes est notée C(A). L'espace E(A) est discrétisé sous forme de pixels, dont l'ensemble est noté P. Chaque antenne Aj gère un trafic noté TRj et est agencée pour communiquer avec une pluralité de terminaux. L'ensemble des terminaux est noté T. - 7 - Les terminaux T génèrent un ensemble d'événements U. Le sous-ensemble des évènements géolocalisables de l'ensemble U est notée G(U). Lors de l'étape 102, on détermine la géolocalisation de chaque événement appartenant à G(U). La géolocalisation des évènements est décrite plus loin. Lors d'une étape 104, on associe à chaque pixel Pk une pondération Ek, dite utilitaire, résultant d'une fonction cp du nombre et de la distance des évènements par rapport au pixel Pk. Dans le mode de réalisation ici décrit du procédé selon l'invention, on a : Ek = cp(d(U1,Pk)) mec(u) où d(UI, Pk) est la distance entre l'évènement UI et le pixel Pk et cp une fonction de cette distance. Dans le mode de réalisation ici décrit du procédé selon l'invention, la fonction cp est la loi normale centrée réduite, aussi appelée gaussienne. C'est à dire que : 1 -1t2 cp(t) = -^Ire 2 L'avantage de choisir une telle fonction cp est d'attribuer à un événement une pondération utilitaire d'autant plus faible à un événement UI que sa distance est grande au pixel Pk. Ainsi la pondération utilitaire Ek est la somme des distances des évènements appartenant à G(U) au pixel Pk, chaque distance étant pondérée par son éloignement au pixel Pk selon la fonction gaussienne. Lors d'une étape optionnelle 106, il est déterminé pour chaque pixel Pk la probabilité Pkj d'un pixel Pk d'être dans la zone de couverture (Aine antenne Aj de l'ensemble A. La probabilité Pkj qu'un pixel Pk soit dans la zone de couverture de l'antenne est proche de 1 lorsque le pixel Pk est proche de l'antenne Aj et proche de 0 lorsque le pixel est éloigné de l'antenne Aj. Etant donné un pixel Pk, le procédé selon l'invention détermine la puissance de réception des antennes. Les deux antennes dont la puissance de réception déterminées sont les plus hautes sont notées Aj1 et Aj2 et - 8 - leurs puissances de réception au niveau du pixel Pk respectivement notées puk1 et puk2, et : - pour Aj1, Pkj1 = (1/pukl)/[(1/pukl)+(1/puk2)], - pour Aj2, Pkj2 = (1/puk2)/[(1/pukl)+(1/puk2)] et - Pkl=0 pour toute autre antenne Al que Aj1 et Aj2. Dans une variante de mode de réalisation, on peut choisir Pkj=1 si Aj est l'antenne dont l'estimation du niveau de puissance reçue est la plus forte, Pkj=0 sinon. Lors d'une étape 108, on attribue une deuxième pondération Xk, appelée pondération globale, à un pixel Pk. Dans ce premier mode de réalisation, le poids Xk est égal au poids Ek : Xk=Ek. Lors d'une étape 110, on attribue à un pixel Pk une quantité de trafic Trk,j qui est une estimée de la quantité de trafic générée par le pixel Pk pour l'antenne Aj. L'estimée Trk,j de la quantité de trafic générée par le pixel Pk pour l'antenne Aj est calculée ainsi : Xk Pkj TRkj - EP1EPXI Plj TRI On peut vérifier pour cette étape 110 que dans la variante du mode de réalisation pour lequel Pkj=1 si le pixel Pk est le plus proche de l'antenne Aj et 0 sinon, on retrouve : Xk TRki EptEc(j)X1 TRI Lors d'une étape 112, on attribue à un pixel Pk une quantité de trafic TRPk qui est une estimée du trafic total généré par le pixel Pk pour l'ensemble des antennes de l'opérateur : Xk Pkj TRPk = TRkj TR M M XI Plj EA EA EpiEp La connaissance de la quantité de trafic TRPk pour chaque pixel permet de générer une carte de trafic de l'espace couvert par l'opérateur de télécommunication en associant à chaque pixel Pk la quantité TRPk. On va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation de l'invention uniquement pour ses différences avec le premier mode de réalisation. - 9 - Dans ce deuxième mode de réalisation, il est mis en oeuvre au cours de l'étape 108 une carte géographique couvrant l'espace E(A) et partitionnant cet espace selon des types de parcelle, par exemple, rural, route, eau, urbain, dense urbain, et une attribution à chaque type de parcelle d'une pondération W. Ainsi, à chaque pixel Pk, est attribuée une pondération parcellaire Wk dépendant du type de parcelle sur lequel est situé le pixel Pk. Dans ce deuxième mode de réalisation, on attribue le deuxième poids Xk en fonction des poids Ek et Wk selon une fonction dite d'importance, notée f: Xk = f(Ek,Wk) Il est par exemple envisagé, dans ce second mode de réalisation, d'utiliser comme fonction d'importance : - soit une moyenne simple de Wk et Ek, Xk=(Wk+Ek)/2, - soit une moyenne pondérée (par exemple si l'opérateur a plus confiance dans la précision des évènements geolocalisés Ek que dans les pondérations parcellaires liées au terrain Wk, on peut choisir Xk = (Wk + 2 * Ek) / 3 ) Dans un troisième mode de réalisation du procédé selon l'invention uniquement décrit pour ses différences avec les deux premiers modes, l'étape 106 est réalisée en amont du procédé de génération de la carte de trafic. Ainsi, l'étape 106 est optionnelle et n'est pas nécessairement réalisée par le procédé selon l'invention. La figure 2 illustre le réseau de l'opérateur comprenant les antennes Al, A2, A3, A4, A5 formant partie de l'ensemble d'antenne A ainsi que des 25 terminaux T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7 formant partie de l'ensemble de terminal T. On va maintenant décrire plus en détail une première méthode de détermination de la géolocalisation d'un événement UI, mise en oeuvre dans l'étape 102. Lorsqu'un événement UI est généré par un terminal Tm, le 30 terminal Tm émet également les différents niveaux de puissance de réception des antennes l'entourant. Ainsi, l'étape 102 comprend une exploitation des différents niveaux de puissance de réception des antennes entourant le terminal Tm émetteur de l'événement UI. L'analyse de ces différents niveaux de puissance de - 10 - réception permet la géolocalisation du terminal Tm. Plusieurs techniques bien connues peuvent être mises en oeuvre. Dans cette première étape de détermination, il est envisagé une technique de triangulation. En variante de cette première étape de détermination, mais pouvant être complémentaire de celle-ci, on va maintenant décrire une deuxième étape de détermination de la géolocalisation d'un événement UI, mise en oeuvre dans l'étape 102. Lorsqu'un événement UI est généré par un terminal Tm et dans certains cas, le terminal Tm émet également sa position GPS à destination de certains services internet, tels que les réseaux sociaux. Certains réseaux sociaux, tels twitter, permettent de connaître la géolocalisation du terminal émetteur de l'événement UI. D'autres réseaux sociaux pourraient permettre d'interroger leur base de données pour déterminer la géolocalisation de l'événement généré par le terminal. Ainsi, l'étape 102 comprend une interrogation d'un service internet pour déterminer la géolocalisation de l'événement UI généré par un terminal Tm ayant préalablement informé le service internet de sa position, cette position étant connue par le terminal Tm grâce à un GPS intégré dans le terminal Tm. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de génération d'une carte de trafic d'un espace couvert par un réseau cellulaire comprenant une pluralité d'antennes Aj gérant chacune un trafic TRj et agencé pour communiquer avec une pluralité de terminaux générant des événements U qui sont au moins en partie géolocalisables, ledit espace couvert étant discrétisé par des pixels Pk associés chacun de manière probabilisée à une antenne parmi ladite pluralité d'antennes Ai, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque dite antenne Aj une distribution d'une quantité de trafic TRj gérée par ladite antenne Aj sur lesdits pixels Pk, cette distribution étant pondérée en chaque pixel Pk en fonction du nombre et de la distance desdits événements géolocalisables par rapport audit pixel Pk. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, pour au moins un desdits pixels Pk, une détermination ou une estimation de la distance séparant ledit pixel Pk d'au moins une partie des évènements géolocalisables U; - une détermination d'une pondération Xk, dite globale, résultant d'une fonction d'importance f et d'une détermination d'une pondération Ek, dite utilitaire, la pondération Ek étant fonction du nombre et de la distance des événements géolocalisables par rapport audit pixel Pk, - une association de la pondération Xk audit pixel Pk, et - une étape de distribution de la quantité de trafic TRj gérée par l'antenne Aj sur l'ensemble des pixels P. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé ce qu'un événement est généré par une application d'un desdits terminaux utilisant un GPS (dispositif de géolocalisation) intégré dans ledit terminal, l'étape de géolocalisation de cet évènement comprenant une requête d'interrogation d'un service pour déterminer la géolocalisation de cet évènement.- 12 - 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'événement génère une réception par l'opérateur de données générées par le terminal émetteur de l'événement relatives au niveau de réception d'au moins une antenne de l'opérateur, l'étape de géolocalisation comprenant une analyse desdites données. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la pondération globale Xk comprend en outre une étape de détermination d'une pondération Wk, dite parcellaire, en fonction d'un type de parcelle associé au pixel Pk, ledit type de parcelle étant déterminé par une carte géographique partitionnant l'espace couvert par le réseau cellulaire selon des types de parcelle. 6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la pondération globale Xk comprend en outre, ultérieurement à l'étape de détermination de la pondération parcellaire Wk, la sélection d'une fonction d'importance f pour attribuer une plus grande importance à la pondération Ek par rapport à la pondération Wk. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la pondération globale Xk comprend en outre, ultérieurement à l'étape de détermination de la pondération parcellaire Wk, la sélection d'une fonction d'importance f pour attribuer une plus grande importance à la pondération Wk par rapport à la pondération Ek. 8. Dispositif de génération d'une carte de trafic d'un espace couvert par un réseau cellulaire comprenant une pluralité d'antennes Aj gérant chacune un trafic TRj et agencé pour communiquer avec une pluralité de terminaux générant des événements U qui sont au moins en partie géolocalisables, ledit espace couvert étant discrétisé par des- 13 - pixels Pk associés chacun de manière probabilisée à une antenne parmi ladite pluralité d'antennes Ai, caractérisé en ce qu'il est agencé pour générer pour chaque antenne Aj une distribution d'une quantité de trafic TRj gérée par ladite antenne Aj sur lesdits pixels Pk, cette distribution étant pondérée en chaque pixel Pk en fonction du nombre et de la distance desdits événements géolocalisables par rapport audit pixel Pk.