Brevet FR3074395A1 — publié le 20190531

Page 1 Reconfiguration et densification du réseau d'un utilisateur secondaire lors d'une préemption de spectre par un utilisateur primaire DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 montre un exemple d'architecture conforme au LSA. La figure 2 montre un exemple de préemption de spectre conformément à l'état de l'art. La figure 3 montre un exemple de reconfiguration de réseau secondaire conformément à la présente invention. La figure 4 décrit un exemple de séquence de messages permettant de réaliser la reconfiguration de réseau illustrée figure 3. La figure 5 montre un exemple de reconfiguration de réseau secondaire avec densification conformément à la présente invention. La figure 6 décrit un exemple de séquence de messages permettant de réaliser la reconfiguration de réseau illustrée figure 5. DESCRIPTION DE L'INVENTION Etat de l'art sur le partage de spectre Afin de maximiser l'utilisation du spectre, de nouveaux modèles permettant de partager le spectre entre différents utilisateurs ont été définis. Par exemple le LSA (« Licensed Shared Access ») permet de partager le spectre entre des utilisateurs primaires et des utilisateurs secondaires. Les utilisateurs primaires ont un accès au spectre prioritaire sur les utilisateurs secondaires. Lorsque des utilisateurs primaires utilisent du spectre sur une zone géographique donnée, les émetteurs des utilisateurs secondaires, (par exemple les stations de base radio, dans le cas d'un opérateur mobile) susceptibles d'interférer sur cette zone géographique sont reconfigurés de manière à ne pas générer d'interférences sur les utilisateurs primaires. Lorsque l'utilisateur primaire utilise la même technologie radio que l'utilisateur secondaire, il serait avantageux de réutiliser le réseau de l'utilisateur secondaire au bénéfice de l'utilisateur primaire La présente invention répond à ce besoin et décrit une méthode pour reconfigurer et densifier le réseau d'un utilisateur secondaire lors d'une préemption de spectre par un utilisateur 30 primaire, afin de fournir une couverture radio optimale sur la zone géographique de préemption de cet utilisateur primaire. Architecture LSA La figure 1 montre un exemple d'architecture conforme au LSA. Page 2 Dans cette figure, un utilisateur primaire est connecté à un LR (« LSA Repository »). Le LR est connecté aux LC (« LSA Controller »). Chaque LC est chargé de traiter les demandes de préemption en provenance du LR et d'identifier les éléments du réseau devant être reconfigurés afin ne pas générer d'interférence sur l'utilisateur primaire ; cette tâche du LC peut 5 également être partiellement réalisée par le NM (« Network Manager »), selon le découpage fonctionnel choisi par l'opérateur. Le NM, les stations de base radio (par exemple des eNodeBs ou « eNBs »), sont les éléments du réseau de l'utilisateur secondaire. Ce réseau peut par exemple être un réseau 3GPP LTE. Le NM est l'entité permettant de reconfigurer les stations de base radio. 10 La figure 2 montre un exemple de préemption de spectre conformément à l'état de l'art. La partie gauche de la figure 2 montre l'état du réseau d'un utilisateur secondaire lorsqu'il n'y a pas de préemption de spectre. Les cercles autour des stations de base radio indiquent leur couverture radio respectives. Dans cette figure, une station de base radio est colorée en blanc si celle-ci est utilisée par le 15 réseau de l'utilisateur secondaire. Une station de base radio est colorée en gris si celle-ci est éteinte. Le rectangle en pointillé indique une zone géographique de préemption, sur laquelle l'utilisateur primaire souhaite avoir accès au spectre. Dans la partie gauche de la figure 2, la demande de préemption n'a pas encore été traitée. De 20 ce fait, toutes les stations de base radio peuvent être utilisées par le réseau de l'utilisateur secondaire. La partie droite de la figure 2 montre l'état du réseau une fois que la demande de préemption a été traitée. Les stations de base radio 1, 2, et 3 sont éteintes afin de ne pas générer d'interférence sur la 25 zone géographique de préemption illustrée en pointillés. Les stations de base radio 4 et 5 sont toujours autorisées à émettre, mais leur puissance de transmission a été réduite afin de ne pas générer d'interférence sur la zone géographique de préemption. Les figures 3 à 6 décrivent, le modèle avancé de partage de spectre conformément à la présente invention, en prenant pour exemple l'architecture LSA. Reconfiguration simple de réseau secondaire lors d'une préemption de spectre La figure 3 montre un exemple de reconfiguration de réseau secondaire conformément à la présente invention. Page 3 Dans cette figure, une station de base radio est colorée en blanc si celle-ci est utilisée par le réseau de l'utilisateur secondaire. Une station de base radio est colorée en noir si celle-ci est totalement ou partiellement au service de l'utilisateur primaire. 5 Dans la partie gauche de la figure 3, la demande de préemption de spectre n'a pas encore été traitée. De ce fait, toutes les stations de base radio peuvent être utilisées par l'utilisateur secondaire, et sont donc colorées en blanc dans la figure. La partie droite de la figure 3 montre l'état du réseau une fois que la demande de préemption de spectre a été traitée. 10 Les stations de base radio 1, 2 et 3 sont colorées en noir pour indiquer qu'elles ont été reconfigurées afin de servir l'utilisateur primaire. De plus la zone de couverture de ces stations de base radio a été ajustée afin de couvrir la zone de préemption illustrée en pointillés. En revanche, les stations de base radio 4 et 5 continuent de servir uniquement les usagers du réseau de l'utilisateur secondaire car elles sont trop éloignées de la zone de préemption pour 15 être utiles à l'utilisateur primaire. Leur puissance de transmission a cependant été réduite afin de ne pas interférer sur la zone de préemption. Description de la séquence de messages (reconfiguration simple) La figure 4 décrit un exemple de séquence de messages permettant de réaliser la reconfiguration de réseau illustrée figure 3, dans une architecture LSA. 20 Un utilisateur primaire envoie une demande de préemption de spectre à l'utilisateur secondaire via le LR et le LC (étapes 1 et 2). En plus des informations décrivant les détails de la préemption de spectre (telles que la zone géographique, le niveau d'interférence maximal toléré par l'utilisateur primaire), un nouveau paramètre « Utiliser_Réseau_Secondaire» est inclus dans cette notification. Le message transmis à l'utilisateur secondaire via le LR et le LC peut par 25 exemple correspondre au message « LSRAI Notification » tel que défini dans le document ETSI TS 103 379, enrichi par ce nouveau paramètre. La présence de ce paramètre « Utiliser_Réseau_Secondaire» indique à l'utilisateur secondaire que l'utilisateur primaire souhaite utiliser les stations de base radio de l'utilisateur secondaire. L'utilisateur secondaire, le LC dans le cas du LSA, identifie les nouveaux paramètres du réseau 30 de l'utilisateur secondaire afin de fournir une couverture radio optimale à l'utilisateur primaire, sur la zone géographique de préemption. Les paramètres du réseau de l'utilisateur secondaire pouvant être modifiés par le LC ou via le NM peuvent consister par exemple, pour une station de base radio donnée du réseau, en: - Une modification de la puissance de transmission, - Une modification des paramètres de l'antenne (azimuth, tilt, largeur de faisceau, paramètres de « beamforming »), - Une modification des paramètres de priorité (ARP ou « Allocation and Retention Priority », ACB ou « Access Class Barring » dans un réseau tel que défini par le 3GPP), Page 4 Une modification de la liste des stations de base radio voisines (ou « neighbour cell list »), - Une modification des paramètres de « hand over », - Une modification de l'identifiant d'une cellule associée à cette station de base radio. 5 L'identification par l'utilisateur secondaire, le LC dans le cas du LSA, de ces nouveaux paramètres du réseau de l'utilisateur secondaire peut avoir notamment pour objectif: - de modifier la couverture radio d'une station de base radio afin que celle-ci couvre tout ou partie de la zone géographique de préemption, et soit ainsi en mesure de servir les usagers du réseau de l'utilisateur primaire, lorsque cette station de base radio est située 10 dans la zone géographique de préemption ou à proximité de celle-ci. de modifier la couverture d'une station de base radio afin de limiter les interférences de cette station de base radio sur la zone géographique de préemption, lorsque cette station de base radio est identifiée comme étant trop éloignée de la zone géographique de préemption pour pouvoir être utile à l'usager primaire. 15 - de modifier l'accès des terminaux aux cellules d'une station de base radio afin de privilégier les usagers de l'utilisateur primaire, lorsque cette station de base radio est située dans la zone de préemption ou à proximité de celle-ci. L'utilisateur secondaire, le LC dans le cas du LSA, peut utiliser une carte d'environnement radio ou REM (« Radio Environment Map »), construite en calculant la propagation de chaque 20 stations de base radio, afin de déterminer au plus juste ces paramètres. A l'étape 3, l'utilisateur secondaire, le LC dans le cas du LSA, transmet ces nouveaux paramètres au NM. Lorsque le NM est tel que défini dans une architecture 3GPP, ces paramètres du réseau de l'utilisateur secondaire peuvent être fournis au NM au travers du message « cellsConstraintsUpdate» tel que défini dans le document 3GPP TS 28.302. 25 Le NM reconfigure ensuite les stations de base radio du réseau de l'utilisateur secondaire conformément à ces paramètres. Une fois que la reconfiguration du réseau de l'utilisateur secondaire a été effectuée, une confirmation est transmise à l'utilisateur primaire, via le LC et le LR (étapes 4 à 6). L'utilisateur primaire peut alors se connecter aux stations de base radio qui couvrent la zone de 30 préemption, sans recevoir d'interférences en provenance de l'utilisateur secondaire. Dans une alternative à l'étape 3 du diagramme illustré figure 4, la demande de préemption de spectre est transmise du LC au NM au travers du message « notifyZoneCreation» ou du message « notifyZoneModification » tels que définis dans le document 3GPP TS 28.302 . Dans cette alternative, les nouveaux paramètres du réseau de l'utilisateur secondaire sont identifiés par le 35 NM. Reconfiguration avec densification de réseau secondaire lors d'une préemption de spectre La figure 5 montre un exemple de reconfiguration de réseau secondaire avec densification conformément à la présente invention. Page 5 Dans cette figure, une station de base radio est colorée en blanc si celle-ci est utilisée par le réseau de l'utilisateur secondaire. Une station de base radio est colorée en noir si celle-ci est totalement ou partiellement au service de l'utilisateur primaire. 5 Dans la partie gauche de la figure 5, la demande de préemption de spectre n'a pas encore été traitée. De ce fait, toutes les stations de base radio peuvent être utilisées par l'utilisateur secondaire, et sont donc colorées en blanc dans la figure. Dans cet exemple, préalablement à la demande de préemption de spectre, l'utilisateur primaire a installé une nouvelle station de base radio (« nv_eNB », colorée en gris dans la partie gauche de la figure 5 pour indiquer que 10 celle-ci n'est pas encore opérationnelle). Dans le cas par exemple d'une intervention d'urgence par un utilisateur primaire, cette station de base radio peut être installée sur un véhicule, ou encore posé à terre. Dans la partie droite de la figure 5, la demande de préemption de spectre a été traitée. Les stations de base radio 1, 3, 4 et nv_eNB sont colorées en noir pour indiquer qu'elles ont été 15 reconfigurées afin de servir l'utilisateur primaire. Description de la séquence de messages (reconfiguration avec densification) La figure 6 décrit un exemple de séquence de messages permettant de réaliser la reconfiguration de réseau illustrée figure 5, dans une architecture LSA. Un utilisateur primaire envoie une demande de préemption à l'utilisateur secondaire, via le 20 LR et le LC (étapes 1 et 2). En plus des informations décrivant les détails de la préemption de spectre et du paramètre « Utiliser_Réseau_Secondaire» précédemment décrit, la liste des paramètres de chaque station de base radio installée par l'utilisateur primaire est également inclue dans cette notification. L'utilisateur secondaire, le LC dans le cas du LSA, identifie les nouveaux paramètres du 25 réseau de l'utilisateur secondaire afin de fournir une couverture radio optimale à l'utilisateur primaire, sur la zone géographique de préemption, en tenant compte de la présence des nouvelles stations de base radio installées. A l'étape 3, le LC transmet ces nouveaux paramètres au NM. Lorsque le NM est tel que défini dans une architecture 3GPP, ces paramètres du réseau de l'utilisateur secondaire peuvent être 30 fournis au NM au travers du message « cellsConstraintsUpdate» tel que défini dans le document 3GPP TS 28.302. Le NM reconfigure ensuite les stations de base radio du réseau de l'utilisateur secondaire et les stations de base radio nouvellement installées conformément à ces paramètres. Alternativement seules les stations de base radio du réseau de l'utilisateur secondaire sont 35 reconfigurées par le NM. Une fois que la reconfiguration du réseau de l'utilisateur secondaire a été effectuée, une confirmation est transmise à l'utilisateur primaire, via le LC et le LR (étapes 4 à 6). Page 6 L'utilisateur primaire peut alors se connecter aux stations de base radio qui couvrent la zone de préemption, y compris les stations de base radio nouvellement installées, sans recevoir d'interférences en provenance de l'utilisateur secondaire. Dans une alternative à l'étape 3 du diagramme illustré figure 6, la demande de préemption de 5 spectre est transmise du LC au NM au travers du message « notifyZoneCreation» ou du message « notifyZoneModification » tels que définis dans le document 3GPP TS 28.302. Dans cette alternative, les nouveaux paramètres du réseau de l'utilisateur REVENDICATIONS1) Un procédé pour reconfigurer et densifier le réseau d'un utilisateur secondaire lors d'une préemption de spectre par un utilisateur primaire, afin de fournir une couverture radio optimale sur la zone géographique de préemption de cet utilisateur primaire, caractérisée par les opérations suivantes : i. envoi d'une demande de préemption de spectre par un utilisateur primaire à un utilisateur secondaire, incluant les paramètres de préemption suivants: - la zone géographique de préemption, - un paramètre indiquant que l'utilisateur primaire souhaite utiliser les stations de base radio du réseau de l'utilisateur secondaire, - la liste des paramètres de chaque station de base radio installée par l'utilisateur primaire. ii. identification par l'utilisateur secondaire des nouveaux paramètres de son réseau afin de fournir une couverture radio optimale à l'utilisateur primaire, sur la zone géographique de préemption, en tenant compte de la présence éventuelle des nouvelles stations de base radio installées. Ces nouveaux paramètres peuvent consister, pour une station de base radio donnée du réseau, en: - une modification de la puissance de transmission, - une modification des paramètres de l'antenne tel que l'azimuth, le tilt, la largeur de faisceau, et les paramètres de « beamforming », - une modification des paramètres de priorité tel que l'ARP ou « Allocation and Retention Priority », l'ACB ou « Access Class Barring » dans un réseau tel que défini par le 3GPP, - une modification de la liste des stations de base radio voisines (ou « neighbour cell list »), - une modification des paramètres de « hand over », - une modification de l'identifiant d'une cellule associée à cette station de base radio. 30 iii. transmission des paramètres identifiés en ii. au network manager (ou «NM »), puis reconfiguration des stations de base radio du réseau de l'utilisateur secondaire et des éventuelles stations de base radio nouvellement installées conformément à ces paramètres. 2) Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite identification par 35 l'utilisateur secondaire des nouveaux paramètres du réseau de l'utilisateur secondaire consiste à: i. identifier les paramètres optimaux de la couverture radio d'une station de base radio afin que celle-ci couvre tout ou partie de ladite zone géographique de préemption, et soit ainsi en mesure de servir les usagers du réseau de l'utilisateur 40 primaire, lorsque cette station de base radio est située dans la zone géographique de préemption ou à proximité de celle-ci. 25 Page 8 5 identifier les paramètres optimaux de la couverture radio d'une station de base radio afin de limiter les interférences de cette station de base radio sur la zone de préemption, lorsque cette station de base radio est identifiée comme étant trop éloignée de la zone de préemption pour pouvoir être utile à l'usager primaire. identifier les paramètres optimaux d'accès des terminaux aux cellules d'une station de base radio afin de privilégier les usagers de l'utilisateur primaire, lorsque cette station de base radio est située dans la zone de préemption ou à proximité de celle-ci. 3) Le procédé selon les revendications 1 à 2 caractérisé en ce que lesdits paramètres de 10 préemption sont fournis au « LSA Controller » (ou « LC ») tel que défini dans l'architecture LSA au travers du message « LSRAI notification » tel que défini dans le document ETSI TS 103 379. 4) Le procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit NM est tel que défini dans une architecture 3GPP, et dans laquelle lesdits paramètres du réseau de 15 l'utilisateur secondaire sont fournis au NM au travers du message « cellsConstraintsUpdate» tel que défini dans le document 3GPP TS 28.302. 5) Le procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite demande de préemption est transmise du LC au NM au travers du message « notifyZoneCreation» ou bien du message « notifyZoneModification » tels que définis dans le document 3GPP 20 TS 28.302 et dans laquelle lesdits nouveaux paramètres radio du réseau de l'utilisateur secondaire sont identifiés par le NM.