Brevet FR3057422A1 — publié le 20180413

« Dispositifs et procédé de simulation d'un réseau mobile de télécommunications » Domaine technique La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé de simulation d'un réseau mobile de télécommunication. Un procédé de simulation a pour objectif d'évaluer la capacité d'un réseau de type mobile ou cellulaire à supporter la charge que constitue un nombre d'utilisateurs mobiles déployés de manière quasi aléatoire et dont les différents types de besoins, par exemple en voix, vidéo, web, diffèrent également de manière aléatoire. Etat de la technique Dans un réseau mobile, la ressource radio est le principal goulot d'étranglement du fait de sa rareté. Chaque génération de réseau mobile apporte des innovations technologiques majeures pour optimiser l'utilisation de cette ressource, tout en prenant en compte l'évolution des usages. Cette évolution s'accompagne d'une complexité accrue au niveau de l'ordonnanceur (en anglais « scheduler ») qui a pour mission d'optimiser de façon dynamique l'allocation de la ressource radio entre les différents mobiles. La flexibilité des technologies d'accès radio, telle que l'interface radio 4G LTE, autorise des innovations au niveau des algorithmes d'ordonnancement, ce que chaque équipementier exploite pour se différencier de la concurrence. Pourtant, les procédés de simulation selon l'état de l'art modélisent le fonctionnement de l'ordonnanceur de manière très générique, en fonction du type d'ordonnanceur, ce qui ne permet pas de différencier les différents modèles des constructeurs dont les caractéristiques ne sont pas connues dans le détail. Un but de l'invention est de pouvoir mieux simuler le fonctionnement d'une station de base spécifique d'un tel réseau, en simulant mieux le comportement de son ordonnanceur. Un but de l'invention est de pouvoir simuler de manière plus fidèle à la réalité un réseau radio comportant une telle station de base. 3057422 -2 Exposé de l'invention On atteint au moins un but de l'invention avec, selon un premier aspect 5 de l'invention, un procédé de simulation d'un ordonnanceur d'une station de base d'un réseau de télécommunications mettant en oeuvre une technologie d'accès radio et comprenant une pluralité de stations de base, le procédé comprenant, à partir d'un ensemble t de scénarios de test, chaque scénario de test comportant au moins une station de base, et à partir d'un 10 ensemble s de jeux de paramètres d'ordonnancement d'un ordonnanceur de simulation : pour chaque scénario de test tk de l'ensemble de scénarios de test t : o réaliser une émulation du scénario de test tk mettant en oeuvre toutes les stations de base du scénario de test tk, pour obtenir un 15 ensemble Ietk d'indicateurs, o pour chaque jeu de paramètres d'ordonnancement s, dudit ensemble de jeux de paramètres d'ordonnancement s, réaliser une simulation du test tk par ledit ordonnanceur de simulation avec le jeu de paramètre d'ordonnancement 51, pour obtenir un 20 ensemble Ise d'indicateurs, calibrer des paramètres d'ordonnancement so de l'ordonnanceur de simulation avec le jeu de paramètres d'ordonnancement smin qui minimise une erreur globale relative à l'ensemble t des scénarios de test, laquelle erreur globale est déterminée à partir des indicateurs obtenus 25 par émulation et des indicateurs obtenus par simulation, ce qui peut s'écrire : So = Simin, avec jmin = arg (mini Etk 1144 - 44.11). Les indicateurs Ietk sont calculés à partir de traces de calcul fournies par un outil d'émulation configuré pour recevoir et analyser des signaux radio 30 provenant des stations de base du scénario de test. Une émulation d'un scénario de test peut comporter de générer et d'émettre, à destination de chaque station de base du scénario de test, à 3057422 -3 partir des paramètres de scénario de test, un signal radio, dit signal émulé de voie montante. Le signal émulé de voie montante à destination d'une station de base peut correspondre à la superposition de signaux radio de voie montante reçus par ladite station de base, si lesdits signaux radio de 5 voie montante avaient été émis par des équipements configurés selon les paramètres du scénario de test. L'émulation peut comprendre en outre une réception de signaux, dits de voie descendante, provenant de chaque station de base du scénario de test. Cette réception peut être réalisée par un outil d'émulation, éventuellement 10 l'outil d'émulation configuré réaliser l'émulation, et/ou pour calculer les indicateurs 44. La simulation peut être réalisée par un simulateur, par exemple par un simulateur logiciel configuré pour mettre réaliser une simulation lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. 15 Différentes distances peuvent être utilisées pour déterminer l'erreur globale, par exemple la distance euclidienne. Différentes fonctions de distances peuvent être utilisées pour déterminer l'erreur globale, par exemple la moyenne ou encore l'erreur quadratique moyenne. 20 La mise en oeuvre de la technologie d'accès radio peut permettre à une station de base d'accéder à une ressource radio au moyen de l'ordonnanceur. La technologie d'accès radio peut être la technologie 4G LTE, ou l'une de ses présentes, ou futures, évolutions. 25 Le réseau de télécommunications est de préférence un réseau mobile, de manière plus préférentielle un réseau cellulaire. Un scénario de test décrit une utilisation d'un réseau de stations de base mettant en oeuvre une même technologie d'accès radio. Un scénario de test peut être défini par un certain nombre de paramètres 30 tels qu'une liste de stations de base ainsi que leur position et/ou configuration, et/ou un environnement, par exemple une hauteur et un type de terrain et/ou une qualité de canal de propagation, et/ou un nombre 3057422 -4 d'utilisateurs, un type et/ou une quantité de trafic que les utilisateurs reçoivent et/ou génèrent. L'émulation d'un scénario de test peut mettre en oeuvre autant de stations de base que de stations de base utilisées dans ledit scénario de 5 test. De préférence, les stations de base utilisées dans un scénario de test sont toutes identiques, c'est-à-dire que les ordonnanceurs desdites stations de base sont tous identiques. Un indicateur peut être le nombre de mobiles bloqués et/ou la qualité du 10 canal de propagation au cours de l'appel, et/ou le nombre d'utilisateurs effectivement servis par le réseau, et/ou le nombre de ressources (moyen et/ou maximum) allouées à chaque utilisateur servi par le réseau, et/ou le nombre de ressources (moyen et/ou maximum) allouées à chaque utilisateur dont le débit est garanti, et/ou le taux de retransmission des 15 paquets. La calibration de l'ordonnanceur de simulation à partir du jeu de paramètres qui minimise l'erreur globale relative permet de mieux simuler le fonctionnement d'une station de base spécifique d'un réseau, en simulant mieux le comportement de son ordonnanceur. 20 Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un procédé de simulation d'un réseau présentant une technologie d'accès radio et comprenant une pluralité de stations de base, mettant de préférence chacune en oeuvre un même algorithme d'ordonnancement, mettant en oeuvre le procédé selon le premier aspect de l'invention ou l'un de ses 25 perfectionnements, le procédé selon ce deuxième aspect comprenant en outre une étape de simuler ledit réseau de télécommunications par la mise en oeuvre de l'ordonnanceur de simulation calibré par les paramètres d'ordonnancement s0. Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre, une deuxième 30 simulation d'un deuxième réseau, le précédent réseau étant désigné comme premier réseau. Le deuxième réseau peut comprendre une deuxième pluralité de stations de base, mettant de préférence en oeuvre chacune un algorithme d'ordonnancement identique à celui d'une station de base du 3057422 -5 premier réseau, les paramètres d'ordonnancement calibrés pour la première simulation étant utilisés en tant que paramètres d'ordonnancement d'un ordonnanceur de la deuxième simulation. La simulation du réseau à partir d'une calibration de l'ordonnanceur de 5 simulation selon le jeu de paramètres qui minimise l'erreur globale relative permet de mieux simuler le fonctionnement des stations de base spécifiques d'un réseau. Dans le procédé selon le premier ou le deuxième aspect de l'invention, ou l'un de leurs perfectionnements, les scénarios de test peuvent être 10 ordonnés et les étapes d'émulation et de simulation d'un scénario de test sont effectuées selon l'ordre des scénarios de test. Un ordre des scénarios de test permet de déterminer plus rapidement le jeu de paramètres d'ordonnancement qui minimise l'erreur globale que si les scénarios de test ne sont pas ordonnés. 15 Dans le procédé selon le premier ou le deuxième aspect de l'invention, ou l'un de leurs perfectionnements, les paramètres d'ordonnancement sont ordonnés et les étapes de simulation d'un scénario de test sont effectuées selon l'ordre des paramètres d'ordonnancement dudit test. Un ordre des paramètres d'ordonnancement permet de déterminer plus rapidement le jeu 20 de paramètres d'ordonnancement qui minimise l'erreur globale que si les scénarios de test ne sont pas ordonnés. Selon une préférence, dans le procédé selon le premier ou le deuxième aspect de l'invention, ou l'un de leurs perfectionnements, l'ensemble de scénarios de test comporte des tests, dits de débit garanti, pour lesquels 25 tous les utilisateurs du test requièrent des services à débit garanti. Ces tests permettent d'identifier un certain nombre de paramètres propres à ce type de service. Avantageusement, dans le procédé selon le premier ou le deuxième aspect de l'invention, ou l'un de leurs perfectionnements, l'ensemble de 30 scénarios de test comporte des tests, dits de débit non garanti, pour lesquels tous les utilisateurs du test requièrent des services à débit non garanti. Ces tests permettent d'identifier un certain nombre de paramètres propres à ce type de service. 3057422 -6 Selon un mode de réalisation, dans le procédé selon le premier ou le deuxième aspect de l'invention, ou l'un de leurs perfectionnements, l'ensemble de scénarios de test comporte des tests, dit de priorité, pour lesquels tous les utilisateurs du test requièrent soit des services à débit 5 garanti soit des services à débit non garanti, les caractéristiques du test non liées à la garantie ou non de débit restant identiques. Selon encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un 10 microprocesseur qui, lorsqu'il est exécuté, par ledit support ou microprocesseur, met en oeuvre le procédé de simulation selon le premier ou le deuxième aspect de l'invention ou l'un de leurs perfectionnements. Description des figures D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la 15 lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, au regard de figures annexées sur lesquelles : la figure 1 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement d'une simulation d'un réseau selon l'art antérieur, 20 la figure 2 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement d'une simulation d'un réseau selon un mode de réalisation de l'invention. Description de l'invention Ces modes de réalisation n'étant nullement limitatifs, on pourra 25 notamment réaliser des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, telles que décrites ou généralisées, isolées des autres caractéristiques décrites, 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. 30 Selon l'art antérieur illustré par la figure 1, une simulation 1 d'un réseau est réalisée à partir de diverses données, telles que la topologie 2 du réseau ou des données d'environnement 3, telles que l'altitude ou le type de terrain du réseau. 3057422 -7 La simulation 1 est réalisée par un simulateur comportant un modèle 4 d'ordonnanceur. Le modèle 4 d'ordonnanceur est paramétré grossièrement par des données d'utilisateur 5 de la simulation, sans connaissance fine d'un ordonnanceur réel du réseau à simuler. 5 En sortie de la simulation 1, il est obtenu une, ou plusieurs, performance(s) 6 du réseau cellulaire. Selon un procédé 10 selon l'invention, on procède à une simulation 11 d'un réseau de télécommunications mettant en oeuvre une technologie d'accès radio et comprenant une pluralité de stations de base. 10 La simulation du réseau est réalisée à partir de diverses données, telles que la topologie 12 du réseau ou des données d'environnement 13, telles que l'altitude ou le type de terrain du réseau. La simulation 11 est réalisée par un simulateur comportant un modèle d'ordonnanceur 14 (« scheduler » en anglais). En sortie de la simulation 11, 15 il est obtenu une, ou plusieurs, performance(s) 16 du réseau cellulaire. A la différence de l'art antérieur, le modèle d'ordonnanceur 14 n'est pas paramétré par des données d'utilisateur, mais s'inscrit dans un processus de calibration 21. Le procédé 10 propose de calibrer le modèle d'ordonnanceur 14 d'une 20 station de base (non représentée) du réseau à simuler en corrélant les résultats issus d'une émulation 22 en laboratoire d'une station de base identique 23 à la station de base du réseau avec les résultats de la simulation 11. Le processus de calibration 21 peut comporter de jouer un certain 25 nombre de scénarios de test à la fois en laboratoire, au moyen de l'émulation 22, et en simulation, au moyen du simulateur, et de comparer les résultats obtenus pour trouver le jeu de paramètres qui minimise les différences. Le procédé de simulation 10 comporte, à partir d'un ensemble t de 30 scénarios de test, chaque scénario de test comportant au moins une station de base, et à partir d'un ensemble s de jeux de paramètres d'ordonnancement de l'ordonnanceur 14 de simulation : - pour chaque scénario de test tk de l'ensemble de scénarios de test t : 3057422 _g o réaliser l'émulation 22 du scénario de test tk en mettant en oeuvre toutes les stations de base 23 du scénario de test tk, pour obtenir un ensemble Ietk d'indicateurs, o pour chaque jeu de paramètres d'ordonnancement s, dudit 5 ensemble de jeux de paramètres d'ordonnancement s, réaliser une simulation du test tk par ledit ordonnanceur de simulation avec le jeu de paramètre d'ordonnancement 5,, pour obtenir un ensemble Isj d'indicateurs, calibrer 21 des paramètres d'ordonnancement so de l'ordonnanceur de 10 simulation avec le jeu de paramètres d'ordonnancement smin qui minimise une erreur globale relative à l'ensemble t des scénarios de test, laquelle erreur globale est déterminée à partir des indicateurs obtenus par émulation et des indicateurs obtenus par simulation, ce qui peut s'écrire : ( s, = simin, avec jmin = ar g i miniIIII ek - I s 1 . Il t tk 15 simuler ledit réseau de télécommunications par la mise en oeuvre de l'ordonnanceur de simulation calibré par les paramètres d'ordonnancement sc,. Lorsque le scénario de test comprend une seule station de base, le processus d'émulation d'un scénario de test comprend, sur une période de 20 temps, de générer et d'emmètre un signal radio, dit signal émulé de voie montante, à destination la station de base. Le signal émulé de voie montante est, au cours la période de temps, un signal résultant de signaux radio de voie montante qui auraient été générés par les différents terminaux, si lesdits signaux radio de voie montante 25 avaient été émis par les différents équipements configurés selon les paramètres du scénario de test. Le processus de calibration 22 peut également recevoir en entrée un ou plusieurs des indicateurs d'émulation et/ou de simulation. 30 Les indicateurs pouvant être utilisés sont, par exemple : tk 3057422 -9 le nombre d'utilisateurs effectivement servis par le réseau, le nombre de ressources (moyen et maximum) allouées à chaque utilisateur servi par le réseau, le nombre de ressources (moyen et maximum) allouées à chaque 5 utilisateur dont le débit est garanti, le taux de retransmission des paquets Les scénarios de test peuvent être ordonnés selon un ordre préétabli pour déterminer rapidement le meilleur jeu de paramètres d'ordonnancement. 10 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. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons 15 dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. REVENDICATIONS1. Procédé de simulation (10) d'un réseau de télécommunications mettant en oeuvre une technologie d'accès radio et comprenant une pluralité de stations de base, ledit procédé comprenant, à partir d'un ensemble t de scénarios de test, chaque scénario de test comportant au moins une station de base, et à partir d'un ensemble s de jeux de paramètres d'ordonnancement d'un ordonnanceur (14) de simulation : - pour chaque scénario de test tk de l'ensemble de scénarios de test t : o réaliser une émulation (22) du scénario de test tk mettant en oeuvre toutes les stations de base (23) du scénario de test tk, pour obtenir un ensemble Ietk d'indicateurs, o pour chaque jeu de paramètres d'ordonnancement s, dudit ensemble de jeux de paramètres d'ordonnancement s, réaliser une simulation du test tk par ledit ordonnanceur de simulation avec le jeu de paramètre d'ordonnancement 5,, pour obtenir un ensemble Isj d'indicateurs, calibrer (21) des paramètres d'ordonnancement so de l'ordonnanceur de simulation avec le jeu de paramètres d'ordonnancement smin qui minimise une erreur globale relative à l'ensemble t des scénarios de test, laquelle erreur globale est déterminée à partir des indicateurs obtenus par émulation et des indicateurs obtenus par simulation, ce qui peut s'écrire : ( so = simin, avec jmin = argi k miniIIII, - I s 1 .11 t tk simuler ledit réseau de télécommunications par la mise en oeuvre de l'ordonnanceur de simulation calibré par les paramètres d'ordonnancement sc,. tk 3057422 2. Procédé de simulation selon la revendication 1, dans lequel les scénarios de test sont ordonnés et les étapes d'émulation et de simulation d'un scénario de test sont effectuées selon l'ordre des scénarios de test. 5 3. Procédé de simulation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'ensemble de scénarios de test comporte des tests, dits de débit garanti, pour lesquels tous les utilisateurs du test requièrent des services à débit garanti. 10 4. Procédé de simulation selon les revendications 1 à 3, dans lequel l'ensemble de scénarios de test comporte des tests, dits de débit non garanti, pour lesquels tous les utilisateurs du test requièrent des services à débit non garanti. 15 5. Procédé de simulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'ensemble de scénarios de test comporte des tests, dits de priorité, pour lesquels tous les utilisateurs du test requièrent soit des services à débit garanti soit des services à débit non garanti, 20 les caractéristiques du test non liées à la garantie ou non de débit restant identiques. 6. Produit programme d'ordinateur, téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur 25 et/ou exécutable par un microprocesseur, qui, lorsqu'il est exécuté, met en oeuvre le procédé de simulation selon l'une des revendications 1 à 5.