Brevet FR3112917A1 — publié le 20220128

Ajustement dynamique de contour de PPA Un procédé pour ajuster dynamiquement le contour d’une PPA en fonction de l’évolution de l’utilisation du spectre à proximité de cette PPA. ajustement dynamique de contour de PPA Description des figures La montre l’architecture du CBRS (« Citizens Broadband Radio Service ») conformément à l’état de l’art. La montre un exemple de déploiement de CBSDs ainsi que la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque CBSD à l’issue d’une première procédure CPAS. La montre les étapes permettant de déterminer et de transmettre à des CBSDs la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque « grant » conformément à l’état de l’art. La montre une modification du déploiement des CBSDs décrit en [Fig. 2] ainsi que les puissances maximales de transmission autorisées pour chaque CBSDs à l’issue d’une seconde procédure CPAS conformément à l’état de l’art. La montre les étapes permettant de déterminer et de transmettre à des CBSDs la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque « grant » conformément à la présente invention. La montre une modification du déploiement des CBSDs décrit en [Fig. 2] ainsi que les puissances maximales de transmission autorisées pour chaque CBSDs à l’issue de la procédure décrite en [Fig. 5]. La montre une alternative à la procédure décrite en [Fig. 5] dans laquelle le contour d’une PPA est mis à jour avant l’exécution de la procédure CPAS. La montre un exemple d’ajustement de contour de PPA en fonction de la qualité du signal. Etat de l’art sur le CBRS (Citizens Broadband Radio Service) Le CBRS est un service défini par l’autorité de régulation FCC (« Federal Communications Commission », document 15-47) permettant le partage de fréquences sur la bande de fréquence 3.5 GHz entre trois niveaux de priorités, ou 3 tiers : les utilisateurs primaires (ou utilisateurs prioritaires), les utilisateurs secondaires PAL (Priority Access Licensees), les utilisateurs du troisième tiers GAA (General Authorized Access). Le Wireless Innovation Forum définit l’architecture ainsi que les protocoles du service CBRS, conformément aux exigences de la FCC. La montre l’architecture du service CBRS. Un serveur centralisé SAS (« Spectrum Access System ») ou contrôleur d’accès au spectre radio, contrôle l’accès et l’utilisation du spectre des stations de base radio, appelées CBSDs (Citizens Broadband Radio Service Devices), connectées à ce SAS. Ces CBSDs peuvent être connectées directement au SAS (ainsi qu’illustré par le « CBSD 4 » dans la [Fig. 1]), ou bien indirectement au travers d’un Serveur Proxy (SP) connecté à des CBSDs. Le Serveur Proxy (SP) est également appelé Domain Proxy (DP) dans le cadre du service CBRS. Le protocole entre le SAS et des CBSDs ou entre le SAS et un SP permet de contrôler les canaux radio utilisés par les CBSDs pour la transmission et / ou la réception radio, ainsi que la puissance maximale de transmission autorisée. Avant de pouvoir émettre sur un canal radio dans la bande CBRS à 3.5 GHz, chaque CBSD doit demander au SAS une autorisation d’émission ou « grant », à l’aide du message « Grant Request », en indiquant une puissance maximale de transmission (au travers du paramètre « maxEirp »). Le SAS ne peut autoriser une CBSD à émettre sur les canaux associés à un « grant » sans préalablement s’être assuré que l’agrégation, à l’emplacement de chaque utilisateur primaire ou secondaire situé à proximité de cette CBSD, des émissions des « grants » déjà autorisés, associés à d’autres CBSDs, et de ce nouveau « grant » ne dépasse pas le seuil d’interférence maximal autorisé pour cet utilisateur primaire ou secondaire. Cette vérification est effectuée à intervalles réguliers, durant une procédure appelée CPAS (« Coordinated Periodic Activities among SASes »). Les utilisateurs secondaires sont protégés des interférences sur des zones appelées PPAs (ou « PAL Protection Area »). Une PPA est associée un intervalle de fréquences et un ensemble de CBSDs. Le contour maximal d’une PPA est déterminé à partir d’une union de la couverture de chaque CBSD appartenant à cette PPA, ainsi qu’illustré . Pour chaque PPA, durant la procédure CPAS, le SAS détermine la puissance maximale de transmission des « grants » des CBSDs situés hors de cette PPA, de sorte que l’agrégation des émissions de ces « grants » en tout point de la PPA soit inférieure à un seuil maximal prédéfini (par exemple -80 dBm / MHz). La méthode de création d’une PPA est décrite dans l’exigence R2-PAL-02 du document WINNF-TS-0112. La montre un exemple de déploiement de CBSDs ainsi que la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque CBSD à l’issue d’une première procédure CPAS. Dans cet exemple, 6 CBSDs sont déployées. On suppose que chaque CBSD a demandé un « grant » sur la même fréquence, par exemple l’intervalle 3550 MHz - 3560 MHz. Les deux valeurs indiquées en-dessous de chaque CBSD indiquent respectivement la puissance maximale de transmission demandée par la CBSD pour ce « grant » et la puissance maximale de transmission autorisée pour ce « grant » à l’issue de la procédure CPAS. Par exemple, la CBSD 2 a demandé à émettre avec une puissance de « 37 dBm / 10 MHz », et est autorisée à émettre à une puissance de « 35 dBm / 10 MHz ». Dans cet exemple, un utilisateur primaire est présent (la FSS 1, pointée par la flèche A1 dans la ). Les CBSD 4, 5 et 6 appartiennent à la PPA 1. On suppose que la PPA 1 est associée à l’intervalle de fréquences 3550 MHz -3560 MHz. Durant la procédure CPAS, le SAS met à jour la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque CBSD de manière à s’assurer que l’agrégation des émissions de tous les « grants » ne dépasse pas le seuil maximal d’interférence autorisé, pour chaque utilisateur primaire et secondaire. Le SAS s’assure qu’en chaque point de la grille se superposant avec la PPA 1, l’agrégation des grants des CBSDs non inclues dans cette PPA est inférieure au seuil maximal d’interférence autorisé pour les PPAs. Cette grille est constituée de points séparés d’une distance de deux arcs-seconde. Dans cet exemple, on suppose qu’à l’emplacement du carré en pointillés noirs dans la et pointé par la flèche A2, l’agrégation des grants des CBSD 1 et 2 est supérieure au seuil maximal d’interférence autorisé pour les PPAs. De ce fait, durant la procédure CPAS, le SAS diminue la puissance maximale de transmission des CBSDs 1 et 2. Dans cet exemple, la puissance maximale de transmission autorisée pour la CBSD 1 est de 33 dBm / 10 MHz et la puissance maximale de transmission autorisée pour la CBSD 2 est de 32 dBm / 10 MHz. Par ailleurs, dans cet exemple, on suppose que l’agrégation des « grants » des CBSDs 1 à 6 est inférieure au seuil de protection autorisé pour la FSS 1. De ce fait, à l’issue de la procédure CPAS, la puissance maximale de transmission autorisée reste identique à la valeur de la puissance maximale de transmission demandée (37 dBm / 10 MHz) pour les CBSDs 3 à 6. La montre les étapes permettant de déterminer et de transmettre à des CBSDs la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque « grant » conformément à l’état de l’art. Dans un premier temps la procédure CPAS est exécutée. Le SAS à l’étape 1.1 génère le FAD (ou « Full Activity Dump »). Ce FAD est un ensemble de fichiers contenant notamment la liste des CBSDs enregistrées dans ce SAS ainsi que la liste des PPAs enregistrées dans ce SAS. Durant l’étape 1.2, chaque SAS récupère les FAD de tous les autres SAS. Ainsi à l’issue de cette étape, chaque SAS à une connaissance de la totalité des CBSDs et des PPAs déployées. Durant l’étape 1.3, le SAS exécute la procédure IAP (ou « Iterative Allocation Process ») à l’emplacement de chaque utilisateur primaire et en chaque point de PPA. Cette procédure a pour but de déterminer la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque « grant », de sorte que l’agrégation de tous les « grants » situés à proximité d’un utilisateur primaire ou à proximité d’un point de PPA ne dépasse pas le seuil maximal d’interférence autorisé pour cet utilisateur primaire ou ce point de PPA. Par exemple le seuil maximal d’interférence autorisé par la FCC pour un point de PPA est de « -80 dBm / 10 MHz ». Cette procédure IAP est définie dans l’exigence R2-SGN-16 du document « WINNF-TS-112 CBRS Operational and Functional Requirements » défini au « Wireless Innovation Forum ». A l’issue de la procédure CPAS, le SAS transmet à chaque CBSD et pour chaque « grant » la puissance maximale de transmission autorisée pour ce « grant », si celle-ci a changé depuis la précédente exécution de la procédure CPAS, en incluant cette valeur dans le message « Hearbeat Response » du protocole SAS-CBSD. Ce protocole est défini dans le document WINNF-TS-0016 du « Wireless Innovation Forum ». La procédure décrite à la est exécutée quotidiennement. La montre une modification du déploiement des CBSDs décrit en [Fig. 2] ainsi que les puissances maximales de transmission autorisées pour chaque CBSDs à l’issue d’une seconde procédure CPAS. Dans cet exemple, deux nouvelles CBSDs sont apparues (CBSD 7 et CBSD 8). On suppose que ces deux CBSDs ont un « grant » sur l’intervalle de fréquence 3550 MHz – 3560 MHz et que l’agrégation des CBSDs 1 à 8 à l’emplacement de FSS 1 (pointé par la flèche A1 dans la ), est supérieur au seuil maximal d’interférence autorisé des FSS. De ce fait, durant la procédure CPAS, le SAS diminue la puissance de transmission autorisée de sorte que l’agrégation des grants à l’emplacement de FSS 1 (pointé par la flèche A1 dans la ), soit inférieure au seuil maximal d’interférence autorisé des FSS. Ainsi à l’issue de la procédure CPAS, la puissance maximale de transmission autorisée pour la CBSD 4 et la CBSD 5 et de « 35 dBm / 10 MHz », et de « 34 dBm / 10 MHz » pour la CBSD 6. La puissance maximale de transmission autorisée pour la CBSD 1 et la CBSD 2 est diminuée de la même manière que lors de la procédure CPAS précédent ( ). En effet, le contour de la PPA 1 reste inchangé durant la procédure CPAS, bien que la puissance de transmission « grants » des CBSD 4, CBSD 5 et CBSD 6 appartenant à la PPA 1 ait diminué. Cependant, cette diminution de la puissance maximale de transmission pour les CBSDs 1 et 2 est inutile car le point pour lequel l’interférence agrégée de ces CBSDs dépasse le seuil autorisé (illustré en A2 dans la ) se trouve en dehors de la zone de couverture des CBSDs appartenant à la PPA 1. Il s’en suit un gaspillage de l’usage du spectre. Description de l’invention La présente invention décrit un procédé pour ajuster dynamiquement le contour d’une PPA en fonction de l’évolution de l’utilisation du spectre. La montre les étapes permettant de déterminer et de transmettre à des CBSDs la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque « grant » conformément à la présente invention. Les étapes 1.1 et 1.2 de la sont identiques aux étapes 1.1 et 1.2 de la [Fig. 3] et à l’état de l’art. Durant l’étape 1.3 de la , le SAS exécute la procédure IAP pour chaque utilisateur primaire devant être protégé (par exemple pour chaque FSS et pour chaque GWPZ), et met à jour la puissance maximale de transmission autorisée pour chaque « grant ». En revanche, durant cette étape 1.3 de la , le SAS n’exécute pas la procédure IAP sur les PPAs, contrairement à l’étape 1.3 de la [Fig. 3] et à l’état de l’art. A l’issue de l’étape 1.3 de la , le SAS vérifie, pour chaque PPA, si la puissance maximale de transmission autorisée d’un « grant » d’une CBSD appartenant à cette PPA a été diminuée durant cette étape. Dans le cas où la puissance maximale de transmission autorisée obtenue à l’étape 1.3 de la est inférieure à la puissance maximale de transmission demandée pour au moins l’un des « grants » d’une PPA donnée, le SAS met à jour durant l’étape 1.4 de la [Fig. 5] le contour de cette PPA en utilisant, pour chaque « grant » de cette PPA, la puissance maximale de transmission autorisée obtenue à l’étape 1.3 de la [Fig. 5]. Durant l’étape 1.5 de la , le SAS exécute la procédure IAP en chaque point du contour de chaque PPA, en utilisant les contours éventuellement mis à jour durant l’étape 1.4 de la [Fig. 5]. Durant l’étape 2 de la , le SAS transmet à chaque CBSD et pour chaque « grant » la puissance maximale de transmission autorisée pour ce « grant », si celle-ci a changé depuis la précédente exécution de la procédure CPAS, en incluant cette valeur dans le message « Hearbeat Response » du protocole SAS-CBSD. Pour un « grant » donné, cette valeur est le minimum entre la valeur de la puissance maximale de transmission autorisée obtenue à l’issue de l’étape 1.3 et celle obtenue à l’issue de l’étape 1.5. La montre une modification du déploiement des CBSDs par rapport au déploiement initial décrit en [Fig. 2] ainsi que les puissances maximales de transmission autorisées pour chaque CBSDs à l’issue de la procédure décrite en [Fig. 5]. Dans cette figure, le contour de la PPA 1 affiché correspond au contour calculé durant l’étape 1.4 de la . Ce contour est plus petit que le contour du jour précédent, affiché en pointillés noirs, car la puissance de maximale de transmission des « grants » des CBSDs 4, 5 et 6 a été diminuée suite au déploiement des CBSDs 7 et 8. Dans cette nouvelle configuration, la puissance maximale de transmission de la CBSD 1 et de la CBSD 2 n’a pas été réduite (et reste à la valeur 37 dBm / 10 MHz) durant exécution de la procédure décrite en . En effet, l’emplacement pour lequel l’agrégation de la CBSD 1 et de la CBSD 2 dépassait le seuil maximal d’interférence (illustré par A2 dans la [Fig. 6]) n’est plus inclus dans la PPA 1. Cet exemple met en valeur le fait que la diminution du contour de PPA durant la procédure CPAS tel qu’introduit dans la présente invention permet à d’autres CBSDs situées dans le voisinage de cette PPA d’obtenir une puissance maximale de transmission supérieure à la procédure définie selon l’état de l’art. La montre une alternative à la procédure décrite en [Fig. 5] dans laquelle le contour d’une PPA est mis à jour avant l’exécution de la procédure CPAS. Durant l’étape 1 de la , le SAS détermine pour chaque PPA, si le contour doit être mis à jour. L’étape 2 de la est identique à l’étape 1 de la [Fig. 3]. L’étape 3 de la est identique à l’étape 2 de la [Fig. 3]. Le critère pour mettre à jour le contour d’une PPA durant l’étape 1 de la est basé sur l’un des critères suivants: - une estimation de la puissance maximale de transmission autorisée des « grants » d’une PPA à l’issue de l’exécution du prochain CPAS. - des informations sur la qualité du signal à l’intérieur de la PPA. Ces deux critères sont décrits plus en détails ci-dessous. 1. Estimation de la puissance maximale de transmission autorisée à l’issue de l’exécution de la prochaine procédure CPAS Dans une alternative, cette estimation est basée sur la valeur de la puissance de transmission obtenue, pour un « grant » donné, à l’issue de l’exécution des CPAS précédents. Par exemple si cette valeur est constante, pour un « grant » donné, durant plusieurs CPAS consécutifs, cette même valeur peut être utilisée comme valeur estimée pour le prochain CPAS. Dans une autre alternative, le SAS obtient une estimation de la puissance maximale de transmission qui sera obtenue lors du prochain CPAS pour un « grant » donné en exécutant la procédure IAP pour chaque utilisateur primaire situé à proximité de ce « grant ». Le SAS peut ainsi recalculer le contour d’une PPA donnée en se basant sur la puissance maximale de transmission estimée pour chaque « grant » associé à cette PPA, puis exécuter le CPAS durant l’étape 2 de la conformément à l’état de l’art. 2. Mise à jour du contour en fonction de la qualité du signal Il est avantageux d’utiliser un contour de PPA inférieur au contour maximal de PPA autorisé. En effet, plus un contour de PPA est grand, plus les CBSDs situées à proximité de cette PPA sont susceptibles d’avoir une puissance maximale de transmission réduite à l’issue de la procédure CPAS, ce qui contribue à un gaspillage de l’usage du spectre. Un opérateur de PPA peut donc choisir d’utiliser un contour de PPA inférieur au contour maximal de PPA autorisé (obtenu selon l’exigence R2-PAL-02 du document WINNF-TS-0112), afin de limiter l’impact de cette PPA sur d’autres CBSDs situées dans le voisinage de cette PPA, et d’augmenter la taille de ce contour uniquement lorsque la qualité du signal reçu en provenance de CBSDs associées à cette PPA n’est pas satisfaisante. La montre un exemple d’ajustement de contour de PPA en fonction de la qualité du signal. L’emplacement A1 en pointillé indique une zone où la qualité du signal reçu en provenance de la CBSD 1 appartenant à la PPA est faible. L’information sur la qualité du signal peut par exemple être obtenue par des terminaux mobiles connectés aux CBSDs appartenant à la PPA. Cette information peut inclure par exemple : - la valeur du RSRP (ou « Reference Signal Received Power), du RSRQ (ou « Reference Signal Received Quality ») ou du RSSI (ou « Receive Strength Signal Indicator ») pour une latitude et une longitude donnée. Ces informations peuvent être transmises au SAS par les CBSDs, par exemple dans le message « Heartbeat Response » du protocole SAS-CBSD. Lorsque l’information sur la qualité du signal ou sur le niveau d’interférence dépasse un seuil prédéfini, à un emplacement situé en dehors du contour d’une PPA, mais à l’intérieur du contour maximal de PPA autorisé, le SAS peut, durant l’étape 1 de la , agrandir le contour de cette PPA de sorte que cet emplacement soit inclus dans la PPA, et ainsi protégé des interférences. Par exemple, dans la partie droite de la , le contour de la PPA a été agrandi par le SAS afin d’inclure, dans le contour de la PPA mis à jour, la zone en pointillé A1 où une faible qualité de signal a été détectée. Suite à cette mise à jour du contour, Cette zone se retrouve ainsi protégée des interférences ainsi qu’illustré en A2. Un procédé pour ajuster dynamiquement le contour d’une PPA, ou « PAL Protection Area », en fonction de l’évolution de l’utilisation du spectre par les autres CBSDs et utilisateurs primaires situés dans le voisinage de cette PPA, ladite PPA étant associée à un intervalle de fréquences et à une ou plusieurs CBSDs, chaque CBSD ayant une ou plusieurs autorisations à émettre, ou « grants », caractérisé par les opérations suivantes effectuées par un contrôleur d’accès au spectre, ou SAS, durant la procédure CPAS, ou « Coordinated Periodic Activities among SASes » : Exécution de la procédure IAP pour chacun dedits utilisateurs primaires et mise à jour de la puissance maximale de transmission autorisée pour chacun desdits « grants ». Dans le cas où la puissance maximale de transmission autorisée obtenue à l’étape i. est inférieure à la puissance maximale de transmission demandée pour au moins l’un des « grants » d’une PPA donnée, mise à jour du contour de cette PPA en utilisant, pour chaque « grant » de cette PPA, la puissance maximale de transmission autorisée obtenue à l’étape i. Exécution de la procédure IAP, ou « Iterative Allocation Process », en chaque point de chaque PPA, en utilisant les contours éventuellement mis à jour durant l’étape ii. Transmission par le SAS, pour chaque « grant », de la puissance maximale de transmission autorisée, si cette valeur a changé depuis la précédente exécution de la procédure CPAS, dans le message « Heartbeat Response », cette valeur étant constituée du minimum entre la valeur de la puissance maximale de transmission autorisée obtenue à l’étape i et la valeur de la puissance maximale de transmission autorisée obtenue à l’étape iii. Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite mise à jour du contour de ladite PPA est effectuée avant l’exécution de la procédure CPAS, et en ce que le critère pour mettre à jour le contour est basé soit sur une estimation de la puissance maximale de transmission autorisée des « grants » de cette PPA à l’issue de l’exécution du prochain CPAS, soit sur des informations sur la qualité du signal à l’intérieur de cette PPA. Le procédé selon les revendications 1 à 2 caractérisé en ce que lesdites informations sur la qualité du signal à l’intérieur de ladite PPA sont obtenues par des terminaux mobiles connectés aux CBSDs appartenant à cette PPA, lesdites informations consistantes, pour une latitude et une longitude donnée, en la valeur du RSRP ou « Reference Signal Received Power, la valeur du RSRQ ou « Reference Signal Received Quality », ou la valeur du RSSI ou « Receive Strength Signal Indicator ». Le procédé selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la taille du contour de ladite PPA est augmentée durant ladite mise à jour de ce contour lorsque la qualité du signal reçu en provenance de CBSDs associées à cette PPA est en deçà d’un seuil pre-défini à un emplacement donné, de sorte que cet emplacement soit inclus dans le contour de PPA mis à jour.