Brevet FR3052939A1 — publié le 20171222

Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux pointant respectivement vers une pluralité d'équipements terminaux, équipement émetteur et programme d'ordinateur associés 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des communications radio. Plus précisément, l'invention propose une technique permettant de construire les diagrammes de rayonnement d'un réseau d'antennes d'un émetteur, encore appelé faisceaux, pointant respectivement vers une pluralité d'équipements terminaux présents dans la cellule de l'équipement émetteur, de façon à aboutir à une focalisation spatiale efficace tout en minimisant les interférences inter-utilisateurs. Ladite cellule correspond à la zone géographique couverte par le rayonnement de l'équipement émetteur. L'invention trouve des applications dans tous domaines nécessitant l'échange d'informations entre un émetteur et plusieurs récepteurs. Un tel émetteur peut être une station de base, par exemple de type eNodeB (en anglais « evolved Node B ») pour les réseaux basés sur les technologies LTE ou LTE Advanced, un point d'accès Wi-Fi, etc. Un terminal peut être de type smartphone, tablette, objet connecté, etc. En particulier, l'invention trouve des applications dans les réseaux mobiles de communication actuels (3G, 4G, LTE, etc) ou à venir (5G et suivantes), notamment pour les transmissions en visibilité directe (LOS) au sein de systèmes dits « Massive MIMO » (pour Multi Input Multi Output, en anglais), qui sont des systèmes à grand nombre d'antennes au niveau de de l'équipement émetteur. Elle est particulièrement adaptée aux cellules de communication radio de petite taille, (Femto cells, en anglais) agencées pour exploiter des fréquences très élevées, correspondant à des ondes millimétriques. 2. Art antérieur Avec le développement des réseaux d'antennes, les stations de base présentent une plus grande intelligence, et peuvent notamment focaliser leur diagramme de rayonnement selon une direction particulière. 3052939 2 De telles techniques d'orientation de faisceau, appelées « beam steering » ou « beamforming » en anglais, reposent sur l'utilisation de plusieurs antennes en réseau, et sur l'activation ou le déphasage de certaines antennes pour diriger le faisceau. L'utilisation de plusieurs antennes en réseau permet en effet de combiner leur capacité de rayonnement pour augmenter le 5 gain ou réduire les interférences dans une ou plusieurs directions prédéterminées. Les premières techniques de beamforming ne s'appuyaient que sur un calcul de déphasage entre les antennes (mis en oeuvre par exemple grâce à des déphaseurs analogiques). Elles permettaient de ne « pointer » que vers un seul utilisateur. Dans la suite du document on appellera « réseau analogiques» ce type de système. Les techniques de beamforming plus récentes, encore appelées 10 techniques de précodage permettent de pointer simultanément vers plusieurs utilisateurs en utilisant des informations du canal. Les traitements sont réalisés en bande de base de façon numérique. Dans les systèmes hybrides, on peut mixer ces deux types de traitements, analogique et numérique. On assiste aujourd'hui à une densification des réseaux mobiles en milieu urbain, avec 15 l'installation de nouveaux émetteurs couvrant des zones de service plus localisées, afin de répondre à des besoins accrus des usagers en connectivité. On forme ainsi des cellules de petites tailles (femtocells, en anglais). Dans le même temps, la raréfaction du spectre radio pousse à l'exploitation de fréquences porteuses très élevées (ondes millimétriques - mmWaves) afin de bénéficier de bandes passantes 20 potentiellement très larges et dont certaines jusqu'alors inexploitées. On s'attend notamment à un accroissement notable du nombre de bandes à ces fréquences allouées aux télécommunications (WRC15). Notons qu'en pratique, on parle de systèmes de transmissions en ondes millimétriques pour des fréquences porteuses supérieures à 6 GHz. Il en résulte que le recours à des cellules de petite taille comprenant des émetteurs dotés d'un 25 grand nombre d'antennes présente plusieurs avantages : - Elles sont bien adaptées à des transmissions en ondes millimétriques. En effet, à ces fréquences, les atténuations en espace libre sont très importantes et imposent une réduction des distances de propagation ; - la probabilité qu'un utilisateur se retrouve en visibilité directe de l'émetteur (canal de type LOS pour « Line-of-Sight », en anglais) y est élevée ; - l'utilisation d'émetteurs équipés d'un nombre important d'antennes rend possible, par les mécanismes de formation de faisceaux, la focalisation de l'énergie des signaux dans des 3052939 3 directions stratégiques de l'espace correspondant aux positions des utilisateurs notamment. La focalisation spatiale est ainsi une solution naturelle à la lutte contre les pertes en espace libre. On comprend que dans une telle cellule, les utilisateurs sont proches les uns des autres et que 5 la communication entre l'émetteur de la cellule et le terminal récepteur d'un utilisateur génère des interférences sur les signaux transmis entre cet émetteur et les terminaux des utilisateurs voisins. Sur la Figure 1A, on a représenté un équipement émetteur EE comprenant un réseau d'antennes RA doté d'une pluralité M d'antennes. L'équipement EE émet des données vers K, entier supérieur ou égal à 2, terminaux d'utilisateurs Uk, sur N sous-porteuses, avec N entier non nul. 10 Pour ce faire, il comprend une unité de précodage spatial PC 12 de son réseau d'antennes, apte à partager entre les équipements terminaux Uk les ressources spatiales du réseau d'antennes, selon une technologie de type SDMA (pour « Spatial Division Multiple Access », en anglais), connue de l'homme de métier. Plus précisément, cet unité de précodage 12 détermine les caractéristiques des K faisceaux d'ondes à émettre vers les différents utilisateurs en allouant un niveau de puissance 15 aux N sous-porteuses de chaque antenne pour chaque utilisateur, de façon à répartir la puissance totale disponible et à orienter les faisceaux de façon adéquate. Cette répartition est réalisée par NRF chaînes RF, avec 1 = 1 k=1 ',1,- 0 12 L'ilicL1=1 Pi' ap ai I Ainsi, l'invention garantit de répartir la puissance totale entre les équipements terminaux tout en assurant que tous les terminaux subissent un niveau équivalent de puissance interférente de la part des autres équipements terminaux. 15 Selon un autre aspect de l'invention, l'étape de formation du faisceau vers le terminal d'utilisateur (Uk) comprend l'application d'un précodage (Wn) à au moins un symbole numérique alimentant une antenne dudit réseau, ledit précodage étant pondéré par la puissance (Dp) allouée à l'équipement terminal (Uk) et défini comme suit : = rii.W.Dp12 20 où W est la matrice de précodage initiale sans allocation de puissance ni contrainte de puissance totale, basée sur les angles exprimé dans l'équation (Eq. 4),W = [41, --- , a*Kil , DP est la matrice diagonale de pondération des puissances allouées à la pluralité d'équipements terminaux Ul, Uk, ...UK, et 25 n est un coefficient de normalisation tel que 3052939 11 K. M. PT 1 rk( =1 vK vLi T * 2 L^j#k Lq,11-'7",j/",k11 où M désigne le nombre d'antennes du réseau d'antennes. Un avantage de ce facteur de normalisation est qu'il garantit une puissance totale constante et égale à PT quelles que soient les variations des valeurs de puissances Pk allouées par la matrice Dk. 5 Les différents modes ou caractéristiques de réalisation mentionnés ci-après peuvent être ajoutés indépendamment ou en combinaison les uns avec les autres, aux caractéristiques du procédé de formation d'une pluralité de faisceaux défini ci-dessus. Le procédé qui vient d'être décrit dans ses différents modes de réalisation est avantageusement mis en oeuvre par un équipement émetteur. 10 L'invention concerne également un équipement émetteur adapté pour mettre en oeuvre le procédé de formation d'un faisceau selon l'un quelconque des modes particuliers de réalisation définis ci-dessus. Cet équipement émetteur pourra bien sûr comporter les différentes caractéristiques relatives au procédé de formation d'une pluralité de faisceaux selon l'invention. 15 Ainsi, les caractéristiques et avantages de cet équipement émetteur sont les mêmes que ceux du procédé de formation d'une pluralité de faisceaux, et ne sont pas détaillés plus amplement. L'invention concerne encore un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit précédemment, lorsque ce programme est 20 exécuté par un processeur. Ces programmes peuvent utiliser n'importe quel langage de programmation. Ils peuvent être téléchargés depuis un réseau de communication et/ou enregistrés sur un support lisible par ordinateur. L'invention se rapporte enfin à des supports d'enregistrement, lisibles par un processeur, 25 intégrés ou non à l'équipement émetteur selon l'invention, éventuellement amovible, mémorisant respectivement un programme d'ordinateur mettant en oeuvre un procédé de formation d'une pluralité de faisceaux, tels que décrits précédemment. 6. Liste des figures 77= 3052939 12 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - les figure lA et 1B (déjà décrites) présentent de façon schématique un exemple 5 d'équipement émetteur comprenant un réseau d'antennes apte à former un faisceau pointant vers un terminal d'utilisateur, respectivement avec une mise en oeuvre numérique et avec une mise en oeuvre hybride; - la figure 1C détaille un exemple de structure d'un réseau d'antennes analogique piloté par une seule chaîne RF, tel que ceux présentés dans la figure 1B ; 10 - la figure 2 (déjà décrite) présente de façon schématique les directions dans lesquelles un faisceau formé par l'équipement émetteur à destination d'un terminal d'utilisateur génère des interférences sur d'autres terminaux d'utilisateurs ; - la figure 3 présente de façon schématique les étapes d'un procédé de formation d'un faisceau pointant vers un terminal d'utilisateur d'une pluralité de terminaux selon 15 l'invention ; - la figure 4 présente de façon schématique une représentation angulaire des trajets d'un canal de transmission radio entre l'équipement émetteur et un terminal d'utilisateur ; - la figure 5 illustre la direction d'arrivée d'un terminal d'utilisateur perçue par un équipement émetteur ; 20 - la figure 6A illustre de façon schématique la représentation d'un réseau multicouches dans le référentiel d'un réseau plan comprenant une antenne de référence ; - la figure 6B illustre de façon schématique une représentation d'un déphasage entre antennes d'un réseau d'antennes multi-couches ; - la figure 6C illustre de façon plus détaillée les coordonnées des antennes d'un réseau 25 multicouches en projection sur un plan ; - les figures 7A à 7D illustrent de façon schématique les informations prises en compte pour l'évaluation de l'interférence inter utilisateur selon différents modes de réalisation de l'invention. Dans un souci de clarté, seuls les angles en azimut sont représentés ; - -la figure 8 présente des courbes de capacité d'un équipement émetteur en fonction du 30 nombre de terminaux d'utilisateur avec l'invention et selon l'art antérieur ; 3052939 13 - la figure 9 illustre le déplacement d'un équipement terminal dans la cellule d'un équipement émetteur selon l'invention ; et - -la figure 10 présente de façon schématique la structure matérielle d'un équipement émetteur apte à former un faisceau pointant vers un équipement terminal selon l'invention. 5 7. Description d'un mode de réalisation particulier de l'invention 7.1 Principe général Le principe général de l'invention repose sur l'exploitation d'une estimation de la structure angulaire du canal de transmission entre un équipement émetteur et une pluralité de terminaux 10 d'utilisateurs pour former à partir du réseau d'antennes de l'équipement émetteur une pluralité de faisceaux pointant respectivement vers chacun des équipements terminaux, qui minimise l'interférence générée sur les autres terminaux. La figure 3 illustre les principales étapes mises en oeuvre par un équipement émetteur EE comprenant au moins un réseau d'antennes RA pour la formation d'une pluralité de faisceaux 15 pointant vers une pluralité K de terminaux d'utilisateurs Ul, Uk, ...UK, avec k entier compris entre 0 et K. Au cours d'une première étape T1 (Get DOAk,I), l'équipement émetteur EE obtient au moins une direction d'arrivée de chacun des terminaux de la pluralité de terminaux situés dans sa cellule et aptes à communiquer avec lui. 20 Au cours d'une deuxième étape T2 (Calc Fk), l'équipement émetteur EE calcule pour chacun des terminaux Uk vers lequel il doit transmettre des données, la puissance d'interférence totale Fk générée par le faisceau pointant vers Uk sur les autres terminaux Ui, avec j distinct de k. Cette puissance d'interférence est fonction des directions d'arrivée DoA; ;1 précédemment obtenues. Au cours d'une troisième étape T3 (Alloc Pk), il alloue une puissance d'émission Pk au 25 faisceau destiné à chacun des terminaux Uk en fonction de la puissance d'interférence inter utilisateur calculée. En T4, il forme un faisceau (Form Fk) pointant vers le terminal d'utilisateur Uk en précodant les symboles alimentant le réseau d'antennes à partir des directions d'arrivées et de la puissance allouée. 3052939 14 Ces différentes étapes sont détaillées ci-après dans un mode de réalisation particulier de l'invention. 7.2 Mode de réalisation détaillé Dans la suite de la description, on considère un équipement émetteur EE, tel que 5 représenté sur la Figure 1A, ou 1B. Il s'agit par exemple d'une station de base d'un réseau de télécommunications mobile de type eNodeB pour les réseaux basés sur les technologies LTE ou LTE Advanced, d'un point d'accès Wi-Fi, etc., mettant en oeuvre une technologie de modulation multiporteuses. Plus précisément, l'équipement émetteur EE est capable de transmettre des données à une pluralité d'utilisateurs dans un contexte MIMO. 10 7.2.1 Obtention d'au moins une direction d'arrivée par terminal d'utilisateur Uk En relation avec la Figure 4, on considère un exemple de représentation angulaire (en puissance) d'un canal de transmission entre l'équipement émetteur EE et un équipement terminal Uk. Il présente autant de raies qu'il existe de rayons géométriques reliant l'équipement émetteur au terminal d'utilisateur Uk. On définit un tel rayon par un angle d'arrivée correspondant à une 15 direction d'arrivée (pour « Direction of Arrivai » ou DoA, en anglais). Dans un espace à trois dimensions, un angle d'arrivée comprend une composante d'élévation cp et une composante d'azimut O. Par exemple, pour le terminal d'utilisateur Uk, on a représenté les raies correspondant aux 4 trajets principaux. 20 Au cours de l'étape T1, on détermine la structure angulaire du canal de transmission entre l'équipement émetteur EE et chaque terminal d'utilisateur Uk vers lequel l'équipement émetteur doit émettre des données. Pour ce faire on cherche à obtenir la direction d'arrivée réelle (DoA) d'un signal émis par l'équipement émetteur EE sur le terminal Uk, i.e. la DoA vue du terminal. Différentes techniques 25 connues de l'homme de métier peuvent être mises en oeuvre pour l'estimation de la direction d'arrivée DoA vue de l'équipement émetteur. Par exemple, une première technique a été proposée par S. Han et al. dans le document « Reference Signais Design for Hybrid Analog and Digital Beamforming » (IEEE Communications Letters, vol. 18, juillet 2014). Selon cette technique, l'équipement émetteur envoie des symboles pilotes portés par 30 plusieurs faisceaux visant des zones précises dans la cellule associée à l'équipement émetteur, 3052939 15 avec au moins un symbole pilote identique par fréquence porteuse. Chaque fréquence porteuse focalise dans une direction particulière. L'équipement terminal Uk mesure la puissance qu'il reçoit sur chaque fréquence porteuse. Afin de déterminer la DoA principale vue de l'équipement émetteur, le terminal Uk repère la sous- 5 porteuse qui présente le niveau de puissance le plus élevé et renvoie l'information à l'équipement émetteur. A partir de cette information, l'équipement émetteur déduit la direction d'arrivée DoAk,i de l'équipement terminal Uk qui correspond au trajet de propagation principal. Pour déterminer les trajets secondaires, l'équipement terminal Uk identifie les sous-porteuses correspondant à des pics de puissance secondaires et renvoie l'information à l'équipement émetteur qui peut alors en 10 déduire les directions d'arrivée DoAk,2,...DoAk,L correspondantes, L entier non nul désignant le nombres de trajets de propagation. Une estimation des pertes en espace libre de chaque trajet par l'équipement émetteur s'appuie sur la valeur de puissance reçue par l'équipement terminal Uk sur chaque sous-porteuse dont l'Indice est remonté à l'équipement émetteur par l'équipement terminal Uk. 15 On obtient ainsi un couple de composantes angulaires d'élévation et d'azimut pour chacune des 4 directions d'arrivées correspondant aux 4 raies représentées. Sur la Figure 5, on a représenté le réseau d'antennes RA de l'équipement émetteur EE, la direction d'arrivée DoA de l'équipement terminal Uk et les deux composantes angulaires d'élévation cp et d'azimut e qui la représentent. Dans cet exemple, il s'agit d'un réseau d'antennes plan 20 comprenant Mc colonnes et MR lignes. Les McxMR éléments rayonnants sont régulièrement espacés. Bien sûr l'invention ne se limite pas à cet exemple et s'applique à tout type de réseau d'antennes. Par exemple, l'invention s'applique à un réseau d'antennes multicouches, tel que celui représenté sur les Figures 6A, 6B et 6C. La figure 6A illustre un exemple de réseau d'antennes 25 multicouches montrant le réseau plan sur lequel sont représentées les antennes en projection. Afin que l'équipement émetteur soit capable de diriger son faisceau, il convient d'appliquer à chaque antenne un déphasage adapté. La direction du faisceau est déterminée par rapport un réseau plan et les figures 6B et 6C illustrent respectivement les cordonnées des antennes en coupe verticale perpendiculaire au plan, et les cordonnées des antennes en projection sur ce plan 30 par rapport à une antenne de référence Ar, choisie arbitrairement et ayant les coordonnées (0,0) dans le plan. 3052939 16 Le déphasage &Im à appliquer à l'antenne m de coordonnées (dx,dy,w), avec w l'épaisseur de la couche, afin de former le faisceau dirigé dans la direction (6),yo) s'écrit de la façon suivante : 2n 3Am - (à(1)azimut 34)elevation) avec w M'azimut = (dx - w tan O cos yo) sin 0 cos yo cos O cos yo w cos (i0 Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on considère, en relation avec la Figure 7A que le canal de transmission est purement LOS, ce qui revient à ne pas prendre en compte les trajets secondaires de l'équipement émetteur EE vers l'équipement terminal Uk. Dans 10 ce cas, la structure du canal se réduit à la connaissance de deux angles fakl, r (D correspondant à la direction d'arrivée DoAki du terminal Uk. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, en relation avec la Figure 7B, on considère, en supplément de ces deux angles, une information représentative d'un taux d'affaiblissement d'un signal transmis sur ce trajet. De façon équivalente, ceci revient à estimer un 15 facteur d'affaiblissement noté 13k1, représentatif des pertes en espace libre subies par un faisceau sur le trajet direct entre l'équipement émetteur EE et l'équipement terminal Uk. On obtient ainsi le triplet tekl, (Pkl,flklj- Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, en relation avec la Figure 7C, on décrit de façon plus complète la structure angulaire du canal en prenant en compte les trajets 20 secondaires. On identifie donc non pas un seul couple d'angles mais autant de couples par terminal d'utilisateur Uk, que de trajets de propagation secondaires empruntés par le faisceau en plus de celle de la vue directe (LOS) entre l'équipement émetteur et le terminal d'utilisateur. Ainsi, en considérant non plus une direction d'arrivée par terminal d'utilisateur, mais L directions, la quantité d'information nécessaire à la description de la structure angulaire du canal de transmission s'élève 25 alors à 2L angles par terminal d'utilisateur. On peut alors décrire la structure angulaire du canal pour les K terminaux d'utilisateurs, par les deux matrices suivantes, chacune de dimension [LxK]: = [01, e2, SK], [4'1, cl3K], avec Ok Olaf el3k = [(Pkl, (PkL]T Selon un quatrième mode de réalisation, en relation avec la Figure 7D, on prend en compte 30 en plus des L trajets de propagation, un facteur d'atténuation de puissance Jgki par trajet et par utilisateur. On décrit alors la structure angulaire du canal de transmission à l'aide des deux 5 à(1)elevation = (dy - w tan yo) sin yo 3052939 17 matrices précédentes auxquelles on ajoute la matrice B de dimension (LxK] comprenant les niveaux d'atténuation de puissance associés à chaque trajet : B = [131, Ba, ..., BK] avec Bk = kl, --- Piaf A titre d'exemple, une solution décrite par Han et ai, dans l'article déjà cité, permet d'estimer une 5 ou plusieurs DoA par utilisateur. Elle permet également d'obtenir les coefficients d'atténuation en espace libre associés à chaque angle puisqu'une mesure de la puissance de réception par angle d'arrivée est effectuée. On comprend que le niveau de connaissance sur la structure angulaire du canal dont bénéficie l'équipement émetteur EE dépend directement de la quantité d'information remontée par chaque 10 terminal d'utilisateur sur une voie de retour dédiée. On notera en particulier que dans le cas où un seul couple d'angles est disponible par équipement terminal, la perte en espace libre correspondante peut être déduite de la remontée de CQI (Channel Quality Index) qui, de façon classique, est régulièrement effectuée en début de trame sur des canaux de signalisation et de contrôle dédiés (différents des canaux de données). 15 12.2 Exatmatigrujelinterfeence aértéséeser un terminal d'utilisateur sur les autres terminaux à jaajr Oéla..griature angulaire ou canai de transmi sion On détaille ci-après l'étape T2 de calcul d'une puissance d'interférence inter utilisateur générée par un terminal Uk sur les K-1 autres terminaux. 20 En relation avec la Figure 5, déjà décrite, on considère la direction d'arrivée principale DoAk1 du terminal d'utilisateur Uk. Dans cet exemple, l'équipement émetteur EE est doté d'un réseau d'antennes RA plan comprenant Mc colonnes et MR lignes d'éléments rayonnants. On suppose Ici un espacement uniforme entre toutes les lignes et colonnes du réseau d'antennes du terminal, pour simplifier la notation, mals une architecture non uniforme de réseau d'antennes est 25 tout à fait possible. De façon connue, l'équipement émetteur EE est agencé pour calculer un vecteur de dépointage (pour « steering vector », en anglais) de taille M = MR x Mc qui répartit un symbole de données à transmettre sur les éléments MRxMC du réseau d'antennes RA de façon à former un faisceau dont les lobes sont déphasés dans la direction d'arrivée du terminal Uk. 3052939 18 Plus généralement, pour une lème direction de propagation parmi les L directions de propagation associées au terminal d'utilisateur Uk, le vecteur de dépointage associé au couple d'angles ek, et (pk, s'écrit de la façon suivante : akl = [1, ..., eiDV c-1)dc cos(cp sin(Oki) e j((4c-1)dc cos(cp sin(Oki)+(VR -1)dRsin(cpkiIT (Eq. 5 2) où de (resp. dR) représente un espacement entre deux colonnes consécutives du réseau d'antennes (resp. deux lignes consécutives). Il s'agit donc d'un vecteur contenant la phase avec laquelle arrive une onde incidente au niveau de chaque antenne d'un réseau d'antennes. Cette phase dépend de la direction de l'onde incidente et de la structure du réseau d'antennes. 10 Remarque : De manière générale, on peut exprimer le vecteur de dépointage d'un réseau d'antennes de structure quelconque, de la façon suivante : akl = [ei(Acleinut+ Aclavation) ei(Acleilinut+ Acevation) ei(Acl)rezlinut+Aclee`ation)iT ù cpainzkin/ ",ekvl uth 'A ai'correspondent au déphasage de l'onde observée sur l'antenne Am pour le trajet I de l'onde arrivant au terminal Uk, avec 301Dainii uth la partie du déphasage liée à l'angle 15 d'incidence en azimut et CID Ikvi a t i' celui lié à l'angle d'incidence en élévation. Dans un mode de réalisation particulier, l'étape de formation d'un faisceau pointant dudit terminal vers ledit émetteur est mise en oeuvre de manière numérique. On applique dans ce cas un précodage à au moins un symbole de données d'au moins un signal radiofréquence numérique alimentant au moins une antenne dudit réseau d'antennes, pour obtenir un décalage de l'axe du 20 lobe principal de l'antenne globale dans la direction d'arrivée du terminal). Un tel précodage permet de répartir au moins un symbole de données sur la totalité des antennes (ou groupe d'antennes dans le cas hybride) en leur appliquant le déphasage induit par le vecteur de dépointage calculé. A l'aide de ce vecteur de dépointage, qui peut être vu comme un filtre adapté au canal de 25 transmission entre l'équipement émetteur et le terminal Uk, l'équipement émetteur EE forme un faisceau pointant dans la direction d'arrivée DoAki du terminal Uk. Dans un autre mode de réalisation, l'étape de formation d'un faisceau pointant dudit équipement émetteur vers ledit terminal peut être mise en oeuvre de manière hybride si chaque terminal se voit attribuer l'exclusivité d'au moins un réseau d'antennes analogique parmi une 30 pluralité de réseaux d'antennes analogiques de l'équipement émetteur. Chacun de ces réseaux d'antennes analogiques de l'équipement émetteur, dont le faisceau est dirigé à l'aide de 3052939 19 déphaseurs en amont de chaque antenne, comme illustré par la Figure 1B, doit être relié à une chaîne RF dédiée afin de pouvoir créer une pluralité de faisceaux indépendants, un faisceau étant dédié à un réseau d'antennes analogique. Une telle mise en oeuvre avec un étage analogique est moins complexe et moins coûteuse 5 qu'une mise en oeuvre entièrement numérique mais ne bénéficie pas des mêmes gains. De plus une estimation simultanée de l'ensemble des DoA des terminaux de la cellule n'est plus possible dans ce cas de figure, et un balayage de la cellule dans le temps doit alors être mis en place pour détecter et déterminer la DoA de tous les équipements terminaux. En particulier, la formation d'un faisceau de manière numérique ou hybride permet 10 d'exploiter la totalité des antennes du réseau d'antennes de l'équipement émetteur. En particulier, les étapes de détermination d'une orientation dudit terminal, détermination d'une direction d'arrivée et/ou formation d'un faisceau pointant dudit terminal vers ledit émetteur sont mises en oeuvre en temps réel, périodiquement, et/ou lors de la détection d'un changement dans la position dudit terminal. 15 On pilote ainsi en temps réel, ou régulièrement, les antennes du réseau d'antennes de l'équipement émetteur, de façon à s'assurer que, pour chaque équipement terminal visé, l'axe du lobe principal de l'antenne globale formée par le réseau d'antennes pointe toujours dans la direction de l'équipement terminal, et optimiser ainsi en permanence la réception de données en voie descendante, ou l'émission de données en voie montante. 20 A partir de la définition des vecteurs de dépointage de l'équation (Eq. 2), on exprime de manière générale une puissance d'interférence Fi ;(12 (Eq. 5) Ainsi, contrairement à l'expression de la puissance d'interférence donnée par l'équation (Eq. 25 1), décrite ci-dessus en lien avec la présentation de l'arrière-plan technologique, l'expression de la puissance d'interférence inter utilisateur générée par le terminal Uk (Eq. 5) proposée par les inventeurs ne dépend ni de la réponse en fréquence g, ni de la réponse impulsionnelle du canal, ni du nombre de sous porteuses N, mais uniquement de la structure géométrique de celui-ci telle que décrite au paragraphe précédent. 3052939 21 On notera que si on ne considère que les interférences inter utilisateur produites par le trajet principal du faisceau du terminal Uk sur l'ensemble des trajets des terminaux Uj, l'expression de l'équation Eq. 5 se simplifie comme suit : K Fi( (0, (D, Pk) = Pic f3j air a;(1 j=k 5 f31 est l'atténuation en espace libre du trajet direct de l'utilisateur j et aj est le steering vector lié à la DoA du trajet direct de l'utilisateur j (a1 = 7.2.3 Allocation à la pluralité d'équipements terminaux Uk de puissances d'émission Pk minimisant les interférences inter-utilisateurs On détaille ici l'étape T3 d'allocation d'une puissance au faisceau destiné à chacun des équipements 10 terminaux Uk selon un mode de réalisation de l'invention. Il s'agit d'allouer les puissances individuelles Pk de sorte à minimiser la puissance d'interférence générée par un équipement terminal Uk sur les autres terminaux U; avec j différent de k. Sur cette base, une situation d'équité entre équipements terminaux est de garantir que tous les équipements terminaux génèrent le même niveau de puissance d'interférence inter utilisateurs, ce 15 qui revient à affirmer l'égalité suivante : Fk (0, 4, B, Pk) = a, Vk où À est une constante. Cette égalité est atteinte si : K LJ Fke 3, a Pk) = PkIII6j1 1 altwk 12 = j#k 1=1 20 Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, on répartit l'intégralité de la puissance d'émission disponible entre les K équipements terminaux. A l'aide de l'égalité précédente, on obtient : À Pk = rK 1,T',' 12 Z.^ j=k Lq=1Fii i`rj1"ki La valeur de À peut être choisie de sorte à assurer la contrainte de puissance totale, soit : K 25 Pk = PT donne PT k=1 = 1 rk( =1 L, ajiWk 12 3052939 22 En pratique, on applique la contrainte sur la puissance d'interférence inter utilisateur à un vecteur de précodage global Wn intégrant le vecteur de dépointage akl et la puissance Pk allouée à l'équipement terminal Uk. Ainsi, soit Dp E IRK) i, - - - , ), 10 Ti un coefficient de pondération assurant le respect de la puissance totale émise et Wn le vecteur du précodeur normalisé en puissance et contenant les pondérations respectives de la puissance allouée à chaque utilisateur. On a donc : w1 [ W. D,'" 2 = W2 WK 2 ,\IvK , 2 T 2 Z.,j#2 v/1 1-'111"j/ ."2 1 ell#1( ÉlL 15 Pour assurer que la puissance totale émise par l'équipement émetteur EE est égale à PT, on introduit un coefficient de normalisation scalaires tel que : PT 71 = Tr (WD p1/2 - (WDp1/2)H où Tr() désigne la trace d'une matrice, OH sa transconjuguée et Dp est une matrice diagonale on 20 obtient donc : PT 1 rk( =1 L 2 Tr(WWH) vK I,T I L^j#k Pii 1``ji`, 411 Avec une telle formulation, on garantit un niveau de puissance totale constant et égal à PT quels que soient les coefficients de puissance Pk alloués aux équipements terminaux Uk par la matrice Dp. 25 Par exemple, pour un précodeur tel qu'exprimé dans l'équation (Eq. 4), on a Tr(WWH) = KM et donc : 3052939 23 K. M. PT 1 rk( =1 vK vLi ,T ,* 12 L'i#k 1 1 ``j1``ki 1 avec M le nombre d'antennes du réseau d'antennes de l'équipement émetteur EE. On notera que la valeur choisie pour la constante n'a pas d'importance car elle disparait après multiplication des différents facteurs et W. D p1/2 , de l' équation (Eq. 7). 5 Dans le cas d'une chaîne de transmission hybride, telle qu'illustrée par la figure 1B avec NRF chaînes RF et NA antennes contrôlées en phase de manière analogique derrière chaque chaîne RF, on note aA le vecteur de dépointage de taille NAx1 du réseau d'antennes analogiques formant son faisceau dans la direction (OA,(pA). On forme ensuite un vecteur de dépointage de taille NAx1 10 pour chaque trajet I de chaque équipement terminal Uj aj,i ce qui nous permet de déterminer le gain du réseau analogique sur le lien entre l'équipement émetteur et le terminal Uj : T - aA fi aA Cela transforme alors l'expression de la puissance d'interférence de la manière suivante : K Li j1 T 12 Fk(e, `13, wk, Pk) = P J#k 1=1 15 Et la puissance allouée à l'équipement terminal Uk : À Pk = aa e#k a 2 liwk 7.2.4 Formation des faisceaux vers les équipements terminaux Uk Au cours de l'étape T4, l'émetteur exploite les directions d'arrivées des équipements terminaux et les puissances allouées pour former les faisceaux vers les équipements terminaux. 20 Dans le cas d'une chaîne de transmission numérique, telle que celle de la figure 1A, l'unité de calcul 12 détermine les caractéristiques des K faisceaux d'ondes à émettre vers les différents équipements terminaux. Notamment, elle réalise : - le pointage du faisceau Fk en fonction de la direction d'arrivée DoAk estimée de l'équipement terminal Uk ; 25 - l'allocation d'un niveau de puissance Pk calculé pour cet équipement terminal aux N sous- porteuses de chaque antenne, de façon à répartir la puissance totale disponible et à orienter les faisceaux de façon adéquate. Cette répartition est réalisée par NRF chaînes RF, '7= 3052939 24 avec 1 REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux (Fk) pointant respectivement vers une pluralité d'équipements terminaux (Uk), à partir d'au moins un réseau d'antennes (RA) d'un équipement émetteur (EE), ledit au moins un réseau d'antennes comprenant au moins deux antennes, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape (T1) d'obtention de mesures d'angles représentatives d'au moins une direction d'arrivée (DoAk,l) par équipement terminal de la pluralité d'équipements terminaux, et pour un équipement terminal (Uk) de la pluralité de terminaux : - une étape (T2) de calcul d'une puissance d'interférences générée par le faisceau dudit terminal sur les autres terminaux en fonction des mesures d'angles déterminées pour la pluralité d'équipements terminaux, - une étape (T3) de calcul d'une puissance d'émission à allouer au terminal en fonction de la puissance d'interférences calculée, et - une étape (T4) de formation du faisceau pointant vers ledit équipement terminal en fonction des mesures d'angles obtenues et de la puissance d'émission allouée. 2. Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites mesures de direction d'arrivée estimées comprennent au moins une mesure d'angle d'élévation et une mesure d'angle d'azimut par équipement terminal. 3. Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de calcul d'une puissance d'interférence générée par le faisceau de l'équipement terminal sur les autres équipements terminaux est en outre fonction d'un facteur d'affaiblissement associé à au moins un trajet de propagation vers un autre équipement terminal. 4. Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de formation du faisceau vers l'équipement terminal (Uk) comprend l'application d'un précodage à au moins un symbole numérique destiné au terminal (Uk) et alimentant une antenne dudit réseau d'antennes, en ce que le précodage est fonction des mesures d'angles calculées pour l'équipement terminal et en ce que la puissance d'interférence calculée s'exprime comme suit : /, - (Eq. 3) rk D rK k z- 1Tw k12 '13,13, Wk, Pk) k L^j#q=i 3052939 28 où Pk : désigne une puissance allouée à l'équipement terminal Uk )3ii désigne un facteur d'atténuation de puissance sur le trajet / vers l'équipement terminal Uj a11: désigne le vecteur de dépointage de la pluralité d'antennes vers l'équipement terminal Uj, 5 fonction d'une direction d'arrivée du terminal Uj pour le trajet / Lj : correspond au nombre de trajets pris en compte entre l'équipement émetteur et l'équipement terminal Uj o : désigne la matrice des composantes d'angles en azimut des directions d'arrivées de la pluralité d'équipements terminaux 10 (13 : désigne la matrice des composantes d'angles en élévation des directions d'arrivées de la pluralité d'équipements terminaux B : désigne la matrice facteurs d'atténuations de puissance sur les trajets vers la pluralité d'équipements terminaux. wk : désigne un vecteur de précodage appliqué à l'équipement terminal Uk 15 5. Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsqu'on considère un canal de transmission comportant un seul trajet entre l'équipement émetteur et l'équipement terminal (Uk), le précodage correspond à un dépointage du faisceau dans la direction d'arrivée principale du terminal (Uk) wk = a*ki 20 et la puissance d'interférence générée par l'équipement terminal (Uk) sur les autres équipements terminaux (Uj), avec j différent de k, s'exprime de la façon suivante : K LJ Fk(e,(13, Pk) = PkIIfljllaliak112 j#1( 1=1 6. Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape de calcul d'une puissance d'interférence fixe une valeur uniforme 25 pour la pluralité d'équipements terminaux : Fk(0, el), a Pk) =À Vk et en ce que l'étape d'allocation de puissance répartit une puissance totale d'émission (PT) entre la pluralité d'équipements terminaux de la façon suivante : 3052939 29 À 13k = L, - VK V r? T ,* 12 Z,j#k Z-7/ =1 7-'i7 ajl`'Icl I K PT 1Pk = PT => k=1 rk( =1 L 1 vK v 1 I,T I L^j#k Lq,17-'/71``ji``*in2 7. Procédé de formation d'une pluralité de faisceaux selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de formation du faisceau vers l'équipement terminal (Uk) comprend l'application 5 d'un précodage (Wn) à au moins un symbole numérique alimentant une antenne dudit réseau, ledit précodage étant pondéré par la puissance (Dp) allouée à l'équipement terminal (Uk) et défini comme suit : = W. Dp1/2 où 10 W est la matrice de précodage initiale sans allocation de puissance ni contrainte de puissance totale, basée sur les angles exprimé dans l'équation (Eq. 4),W = [a>h, --- , DP est la matrice diagonale de pondération des puissances allouées à la pluralité d'équipements terminaux U1, Uk, ...UK n est un coefficient de normalisation tel que K. M. PT 1 rk( =1 vK T * 2 L^j#k Lq,11-'111" ,j/",k11 où M désigne le nombre d'antennes du réseau d'antennes. 8. Equipement émetteur (EE, 100) apte à former une pluralité de faisceaux pointant 20 respectivement vers une pluralité d'équipements terminaux, ledit équipement émetteur comprenant au moins un réseau d'antennes comprenant au moins deux antennes, caractérisé en ce qu'il comprend une machine de calcul reprogrammable ou une machine de calcul dédiée, apte à et configurée pour : - obtenir des mesures d'angles représentatives d'au moins une direction d'arrivée par 25 équipement terminal, pour un équipement terminal de la pluralité de terminaux : - calculer une puissance d'interférences générée par le faisceau dudit équipement terminal sur les autres terminaux en fonction des mesures d'angles déterminées pour la pluralité 15 77= 3052939 30 d'équipements terminaux, - calculer une pondération de la puissance d'émission à allouer à l'équipement terminal en fonction de la puissance d'interférences calculée, et - former le faisceau pointant vers ledit équipement terminal à partir du réseau d'antennes en 5 fonction des mesures d'angles obtenues et de la puissance d'émission allouée. 9. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.