Brevet FR3078226A1 — publié le 20190823

I Procédé d'allocation de fréquences dans un système de radiocommunication satellitaire multifaisceaux, et système associé L'invention porte sur un procédé d'allocation de fréquences dans un système de radiocommunication satellitaire multifaisceaux, et un système associé. Les satellites actuels de radiocommunications à débit élevé offrent des capacités de transmission élevées, de l'ordre de la centaine de Gbps (100 à 600 Gbps), grâce à l'utilisation de faisceaux ou pinceaux fins d'antenne, combinée à une réutilisation spatiale des ressources fréquentielles dans une large bande fixée et à une stratégie efficace de modulation et de codage adaptatifs des canaux de transmission. L'optimisation de la capacité de transmission est un enjeu majeur, et les techniques de réutilisation de fréquences en sont un élément clé. Il est connu des techniques de réutilisation de fréquences 20 communément appelées schéma de colorisation à deux couleurs, à quatre couleurs ou de réutilisation fractionnée de fréquences d'acronyme FFR pour "Fractional Frequency Reuse" en langue anglaise. Parmi les schémas classiques de réutilisation de fréquences, le 25 schéma qui correspond à une allocation de quatre sous-bandes distinctes sur l'ensemble des cellules ou spots de couverture de l'antenne multifaisceaux suivant un motif à quatre couleurs est bien connu. Un schéma de réutilisation de fréquences à quatre couleurs, désigné par l'acronyme 4- FR pour acronyme de "4 colours Frequency" en langue anglaise, divise la 30 totalité de la bande de fréquences allouée au système en quatre sous-bandes de fréquences distinctes. Une couleur correspond à une sous-bande et une polarisation associée (parmi les deux polarisations possibles: sens horaire PH et anti-horaire PAH). 2 Un schéma de colorisation à 4 couleurs 4-FR laisse des faisceaux adjacents de l'antenne satellite d'émission ou de réception, émettre sur les différentes sous-bandes suivant une voie allant depuis le satellite vers le sol, ou recevoir sur les différentes sous-bandes suivant une voie retour depuis le 5 sol vers le satellite. Un schéma de réutilisation de fréquences à quatre couleurs 4-FR permet d'avoir une distance minimale inter-faisceaux constantes entre des faisceaux de même couleur, et en conséquence d'obtenir un compromis raisonnable entre le facteur de réutilisation de la bande de fréquences et l'isolation entre les faisceaux pour limiter les 10 interférences. Il est également connu un schéma de réutilisation de fréquences à deux couleurs, qui conduit à des niveaux d'interférents très élevés. 15 Les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement les plans de fréquences pour un schéma de colorisation à deux couleurs, à quatre couleurs et de réutilisation fractionnée de fréquences FFR. Tel qu'illustré sur les figures 4a et 4b, il est également connu un schéma de réutilisation de fréquences dit FFR pour "Fractional Frequency Reuse" en langue anglaise en langue anglaise, à 4 couleurs (on mélange du 4 couleurs en bordure de spot à 2 couleurs en centre de spot (qui n'est que la réunion des 2 couleurs de même polarisation d'une polarisation d'un schéma 4 couleurs) dans lequel une sous-bande commune à toutes les cellules est allouée à une zone interne de chaque cellule Cell. La figure 4a correspond à des cellules hexagonales, et la figure 4b correspond à des cellules carrées. Un premier état de polarisation et un deuxième état de polarisation sont respectivement alloués aux cellules d'une première grille G1 et aux cellules d'une deuxième grille G2. Les cellules de la première grille G1 ont une couleur A allouée à 35 une zone interne centrale de chaque cellule, et deux autres couleurs B et C 3 respectivement allouées à l'autre partie non centrale de chaque cellule, de manière à ce que deux cellules contiguës de la première grille G1 n'aient pas la même couleur B ou C dans leur partie externe respective. 5 De manière similaire, les cellules de la deuxième grille G2 ont une couleur D allouée à une zone interne centrale de chaque cellule, et deux autres couleurs E et F respectivement allouées à l'autre partie non centrale de chaque cellule, de manière à ce que deux cellules contiguës de la deuxième grille G2 n'aient pas la même couleur E ou F dans leur partie 10 externe respective. Les couleurs A, B, C et D, E, F correspondent généralement au même découpage en sous-bandes de fréquences, seules les polarisations sont différentes. 15 Sur la figure 4a, à cellules hexagonales, en prenant pour référence la partie centrale indicée a d'une cellule, qui a pour interférents importants les parties centrales indicées b de deux cellules, pour interférents moins importants les parties centrales indicées c de deux cellules, et pour 20 interférents encore moins importants les parties centrales indicées d de quatre cellules. Sur la figure 4b, à cellules carrées, en prenant pour référence la partie centrale indicée a d'une cellule, qui a pour interférents importants les 25 parties centrales indicées b de quatre cellules, et pour interférents moins importants les parties centrales indicées c de quatre cellules. Un but de l'invention est de pallier les problèmes précédemment cités, et notamment de limiter les interférents, avec un taux amélioré de 30 réutilisation de fréquences. Il est proposé, selon un aspect de l'invention, un procédé d'allocation de fréquences dans un système de radiocommunication satellitaire multifaisceaux, dans lequel: 4 - une zone géographique de service couverte par le système est décomposée en une pluralité de cellules, réparties en une première grille et une deuxième grille de cellules, les cellules de la première grille et les cellules de la deuxième grille étant respectivement 5 associées à des polarisation inverses des signaux de transmissions ; - une cellule est décomposée en deux parties, une partie étant respectivement associée à une couleur correspondant à une sous-bande de fréquences et à la polarisation de la grille à laquelle elle appartient, la bande de fréquences totale étant décomposée en trois 10 sous-bandes de fréquences ; et - deux parties de cellule contigües d'une même grille sont associées à des couleurs différentes. Une telle allocation de fréquences, de complexité limitée, permet 15 d'améliorer la capacité de la voie retour des systèmes multispots ou multicellules. Selon un mode de réalisation, les deux parties d'une cellule sont égales. 20 Ainsi, on maximise les distances entre cellules interférentes. Dans un mode de réalisation, les sous-bandes de fréquences sont de même largeur, correspondant à un tiers de la largeur de bande de 25 fréquences totale. Ainsi, par rapport à un schéma FFR, on minimise la bande de fréquences utilisée : dans chaque cellule 2/3 de la bande de fréquences est utilisée, là où un schéma FFR utiliserait toute la bande de fréquences. 30 Selon un mode de réalisation, les cellules ont une forme hexagonale. En variante, les cellules ont une forme carrée. 5 Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé un système d'allocation de fréquences dans un système de radiocommunication satellitaire multifaisceaux, configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes. 5 L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : les figures 1, 2 et 3 représentent schématiquement les plans de 10 fréquences pour un schéma de colorisation à deux couleurs, à quatre couleurs et de réutilisation fractionnée de fréquences FFR, selon l'état de la technique ; la figure 4a illustre schématiquement une colorisation FFR à cellules hexagonales, selon l'état de la technique ; 15 la figure 4b illustre schématiquement une colorisation FFR à cellules carrées, selon l'état de la technique; la figure 5a illustre schématiquement une colorisation à cellules hexagonales, selon un aspect de l'invention; la figure 5b illustre schématiquement une colorisation à cellules 20 carrées, selon un aspect de l'invention ; et la figure 6 illustre schématiquement le plan de fréquences pour un schéma de colorisation selon la figure 5a, selon un aspect de l'invention. 25 Sur l'ensemble des figures, les éléments ayant des références identiques sont similaires. Sur la figure 2a, un premier état de polarisation et un deuxième état de polarisation sont respectivement alloués aux cellules d'une première 30 grille G1 et aux cellules d'une deuxième grille G2. Les cellules hexagonales de la première grille G1 sont toutes séparées, de manière identique, en deux parties P, par exemple égales. La bande de fréquences totale est décomposée en trois sous-bandes de 35 fréquences, en l'espèce de même largeur de fréquences. Trois couleurs 1, 2, 6 et 3 sont allouées pour la première grille G1 correspondant à un premier état de polarisation. Chaque partie P de cellule Cell de la première grille G1 est associée à une des trois couleurs 1, 2 et 3, de sorte que deux parties de cellule contigües sont associées à des sous-bandes de fréquences 5 différentes. De manière similaire, les cellules hexagonales de la deuxième grille G2 sont toutes séparées, de manière identique, en deux parties P, par exemple égales. La bande de fréquences totale est décomposée en trois 10 sous-bandes de fréquences, en l'espèce de même largeur de fréquences, et identiques à la décomposition faite pour la première grille G1. Trois couleurs 4, 5, et 6 sont allouées pour la deuxième grille G2 correspondant à un deuxième état de polarisation, inverse de celui de la première grille G1. Chaque partie P de cellule Cell de la deuxième grille G2 est associée à une 15 des trois couleurs 4, 5 et 6, de sorte que deux parties de cellule contigües sont associées à des sous-bandes de fréquences différentes. Les couleurs 1, 2, 3 et 4, 5, 6 correspondent généralement au même découpage en sous-bandes de fréquences, seules les polarisations 20 sont différentes. Comme illustré sur la figure 2a, en comparaison avec la colorisation FFR carrées de la figure 4a, le schéma de colorisation selon l'invention à cellules carrées permet de minimiser les interférents, i.e. 25 d'augmenter les distances entre les zones interférentes, et permet de diminuer la bande de fréquences à traiter (2/3 de la bande de fréquences du schéma FFR). Sur la figure 2b, un premier état de polarisation et un deuxième 30 état de polarisation sont respectivement alloués aux cellules d'une première grille G1 et aux cellules d'une deuxième grille G2. Les cellules carrées de la première grille G1 sont toutes séparées, de manière identique, en deux parties P, par exemple égales. La bande de 35 fréquences totale est décomposée en trois sous-bandes de fréquences, en 7 l'espèce de même largeur de fréquences. Trois couleurs 1, 2, et 3 sont allouées pour la première grille G1 correspondant à un premier état de polarisation. Chaque partie P de cellule Cell de la première grille G1 est associée à une des trois couleurs 1, 2 et 3, de sorte que deux parties de 5 cellule contigües sont associées à des sous-bandes de fréquences différentes. De manière similaire, les cellules carrées de la deuxième grille G2 sont toutes séparées, de manière identique, en deux parties P, par exemple 10 égales. La bande de fréquences totale est décomposée en trois sous-bandes de fréquences, en l'espèce de même largeur de fréquences, et identiques à la décomposition faite pour la première grille G1. Trois couleurs 4, 5, et 6 sont allouées pour la deuxième grille G2 correspondant à un deuxième état de polarisation, inverse de celui de la première grille G1. Chaque partie P de 15 cellule Cell de la deuxième grille G2 est associée à une des trois couleurs 4, 5 et 6, de sorte que deux parties de cellule contigües sont associées à des sous-bandes de fréquences différentes. Les couleurs 1, 2, 3 et 4, 5, 6 correspondent généralement au 20 même découpage en sous-bandes de fréquences, seules les polarisations sont différentes. Comme illustré sur la figure 2b, en comparaison avec la colorisation FFR carrées de la figure 4b, le schéma de colorisation selon 25 l'invention à cellules carrées permet de minimiser les interférents, i.e. d'augmenter les distances entre les zones interférentes, et permet de diminuer la bande de fréquences à traiter (2/3 de la bande de fréquences du schéma FFR), i.e. d'augmenter REVENDICATIONS1. Procédé d'allocation de fréquences dans un système de radiocommunication satellitaire multifaisceaux, dans lequel : - une zone géographique de service couverte par le système est décomposée en une pluralité de cellules (Cell), réparties en une première grille (G1) et une deuxième grille (G2) de cellules, les cellules de la première grille (G1) et les cellules de la deuxième grille (G2) étant respectivement associées à des polarisation inverses des signaux de transmissions ; - une cellule (Cell) est décomposée en deux parties (P), une partie étant respectivement associée à une couleur (1, 2, 3, 4, 5, 6) correspondant à une sous-bande de fréquences et à la polarisation de la grille (G1, G2) à laquelle elle appartient, la bande de fréquences totale étant décomposée en trois sous-bandes de fréquences ; et - deux parties de cellule contigües d'une même grille sont associées à des couleurs différentes. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les deux parties d'une cellule sont égales. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les sous-bandes de fréquences sont de même largeur, correspondant à un tiers de la largeur de bande de fréquences totale. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cellules ont une forme hexagonale. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les cellules ont une forme carrée. 6. Système d'allocation de fréquences dans un système de radiocommunication satellitaire multifaisceaux, configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.