Brevet FR3048150A1 (20170825)
REVENDICATIONS1. Système intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée dans lequel une cellule de couverture de niveau supérieur couvre une ou plusieurs cellules de niveau inférieur, Ledit système intégré comprenant un premier système de radiocommunication (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tayant un premier niveau de couverture N1 et une première station relai (124) et un deuxième système de radiocommunication (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tayant un deuxième niveau de couverture N2 et une deuxième station relai (126), le premier niveau de couverture N1 étant supérieur au deuxième niveau de couverture N2; et un ensemble de terminaux bi-modes (114,\n<CLM>\1\tconfigurés pour utiliser sélectivement le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tou le deuxième système (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\t; Ledit système intégré étant caractérisé en ce que Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tet le deuxième système (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tsont configurés pour partager de manière simultanée une portion commune Bc d'une première bande B1 de fréquences respectivement sur une première voie montante (158) et une deuxième voie montante (156), et gérer respectivement des premières ressources de transmission et des deuxièmes ressources de transmission correspondantes; Le deuxième système de transmission (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tde niveau inférieur N2 étant libre de gérer ses deuxièmes ressources de transmission 25 sans contrainte de coordination vis-à-vis du premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tde niveau supérieur N1, et Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tde niveau supérieur N1 étant configuré pour ne pas perturber le deuxième système (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tdans la portion commune Bc de bande de fréquences ; 30 Ledit système intégré étant également caractérisé en ce que Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\test configuré pour transmettre des paquets de données sur un canal aléatoire à contention d'accès de première voie montante et pour gérer ses premières ressources, caractérisées par des tranches de temps et/ou des tranches de fréquence 35 3048150 et/ou des codes d'accès, de manière optimale en termes de capacité de transmission du canal, En mesurant au niveau de la première station relai (124) l'occupation en ressources de transmission des deuxièmes ressources radio actuellement 5 utilisées par le deuxième système (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tet des premières ressources partagées de la portion commune Bc de la première bande B1, puis En déterminant, en fonction de la mesure de l'occupation en deuxièmes ressources radio actuellement utilisées par le deuxième système 10 (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tet des premières ressources actuellement utilisées par le premier système (104 ; 304 ; 424), les premières ressources en termes de tranches de temps et/ou des tranches de fréquence et/ou des codes d'accès à utiliser par de nouveaux terminaux bi-modes intéressés de façon à optimiser la capacité de transmission du canal aléatoire ; puis 15 En notifiant à l'aide d'un canal de signalisation diffusé sur la voie descendante aux terminaux bi-modes intéressés, non localisés dans la couverture cellulaire du deuxième système (106 ; 306 ; 406), les premières ressources à utiliser et déterminées précédemment. 20\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon la revendication 1, dans lequel la première station relai (124) du premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tcomporte un dispositif de mesure de l'occupation spectrale des deuxièmes 25 ressources radio actuellement utilisées par le deuxième système, en déterminant l'énergie moyenne reçue dans une pluralité de canaux élémentaires de fréquence à partir d'une transformée à ondelettes ou une transformée de Fourier de l'énergie reçue d'un faisceau de couverture en réception de l'antenne de réception de la première station relai ; et/ou 30 un dispositif de mesure de la distribution sur l'ensemble des codes d'accès et l'ensemble des tranches de l'énergie reçue d'un faisceau de réception de l'antenne de réception correspondant aux deuxièmes ressources radio actuellement utilisées par le deuxième système. 36 3048150\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel, lorsque la première station relai (124) est mobile par rapport aux terminaux bi-modes (114, 116), la première station relai (124) du 5 premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tcomporte un dispositif de mesure d'une répartition géographique de l'occupation spectrale reçue par un ou plusieurs faisceaux de réception se recouvrant, déterminée à partir d'une pluralité de profils d'occupation spectrale mesurés à des instants différents le long de la trajectoire et d'un modèle prédictif de lo ladite trajectoire.\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel 15 Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\test configuré pour gérer des premières ressources supplémentaires utilisant une deuxième bande B2 de fréquences réservées exclusivement à la première voie montante (158) et les premières ressources partagées de la portion commune Bc de la première demande B1, caractérisées par des tranches de temps et/ou des tranches de 20 fréquence et/ou des codes d'accès, de manière optimale en termes de capacité maximale de transmission du canal aléatoire et de minimisation du taux de collision sur le canal aléatoire, En mesurant au niveau de la première station relai (124) l'occupation des deuxièmes ressources radio actuellement utilisées par le deuxième 25 système (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tet des premières ressources partagées de la portion commune Bc de la première bande Bl, puis En déterminant, en fonction de la mesure de l'occupation des deuxièmes ressources radio actuellement utilisées par le deuxième système (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tet des premières ressources actuellement utilisées par le 30 premier système (104 ; 304 ; 424), les premières ressources en termes de tranches de temps et/ou des tranches de fréquence et/ou des codes d'accès à utiliser par de nouveaux terminaux bi-modes intéressés de façon à optimiser la capacité de transmission du canal aléatoire et à minimiser le taux de collision sur le canal aléatoire; puis 37 3048150 En notifiant à l'aide d'un canal de signalisation diffusé sur la voie descendante vers les terminaux bi-modes intéressés, non localisés dans la couverture cellulaire du deuxième système, les premières ressources à utiliser et déterminées précédemment. 5\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon la revendication 4, dans lequel Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\test configuré pour répartir les premières ressources partagées de la portion commune de la première 10 bande et les premières ressources supplémentaires exclusivement réservées au premier système, de façon à minimiser les collisions entre deux terminaux accédant au premier système via la première voie montante en utilisant la même première ressource de la première bande ou de la deuxième bande dans une cellule 15 de couverture de premier niveau.\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, dans lequel 20 Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\test configuré pour répartir les premières ressources partagées de la portion commune de la première bande et les premières ressources supplémentaires exclusivement réservées au premier système, de façon à minimiser les collisions entre deux terminaux accédant pour l'un au premier système via la première voie montante et pour l'autre au deuxième système via la deuxième voie montante, et utilisant tous une même première ressource partagée de la portion commune de la première bande.\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\test configuré pour répartir les premières ressources partagées de la portion commune de la première 38 3048150 bande et les premières ressources supplémentaires de la deuxième bande exclusivement réservées au premier système, de façon à minimiser les collisions non discriminables des paquets de données reçus sur la première voie montante, le procédé de discrimination 5 étant compris dans l'ensemble formé par .- la technique générale de l'estimation conjointe à maximum de vraisemblance d'une séquence (JMLSE), .- la technique générale de l'annulation synchrone successive d'interférence (SIC) qui sépare deux signaux en fonction d'une différence de 10 puissance existant entre lesdits deux signaux, .- la technique de l'annulation asynchrone successive d'interférence qui sépare deux signaux ayant le même rythme symbole en fonction d'un décalage temporel d'une fraction d'une période symbole existant entre lesdits signaux ; 15 .- les techniques JMSLE et SIC appliquées dans le cas où le protocole d'accès aléatoire à contention utilise un protocole ALOHA segmenté à diversité et résolution de contention (CRDSA) ; .- la technique de séparation spatiale lorsque la station relai du premier système comporte une antenne à balayage électronique 20 adaptatif, déterminé en fonction des caractéristiques des signaux reçus, ou à balayage déterministe, prédéterminé en fonction de critères incluant une date, une position géographique, et une direction privilégiée de l'antenne. 25\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\tcomprend un récepteur configuré pour mettre en oeuvre un traitement combiné des signaux en 30 provenance de plusieurs cellules de couverture de premier niveau, et Le premier système est configuré pour répartir les premières ressources partagées de la portion commune de la première bande et les premières ressources supplémentaires de la deuxième bande exclusivement réservées au premier système, 39 3048150 de façon à minimiser les collisions non discriminables des paquets de données reçus par le récepteur multifaisceaux, le procédé de discrimination étant fondé sur la différence de puissance reçue des signaux en provenance de différentes cellules de couverture de premier niveau, et compris dans 5 l'ensemble formé par la technique générale de l'estimation conjointe à maximum de vraisemblance d'une séquence (JMLSE), .- la technique générale de l'annulation synchrone successive d'interférence (SIC), 10 .- la technique de l'annulation asynchrone successive d'interférence, .- les techniques JMSLE et SIC appliquées dans le cas où le protocole d'accès aléatoire à contention utilise un protocole ALOHA segmenté à diversité et résolution de contention (CRDSA) ; et - la technique de séparation spatiale lorsque la station relai du premier 15 système comporte une antenne à balayage électronique.\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon la revendication 8, dans lequel Le procédé de discrimination est fondé en outre sur la différence en 20 temps, fréquence, puissance, direction d'arrivée du faisceau des signaux en provenance des signaux en provenance de différentes cellules de couverture de premier niveau.\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire 25 hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel Les premier et deuxième systèmes (104,\n<CLM>\1\tcomprennent en commun un récepteur configuré pour mettre en oeuvre un traitement combiné des signaux en provenance d'une cellule de couverture de premier niveau et 30 d'au moins une cellule de couverture de deuxième niveau et Le premier système (104) est configuré pour répartir les premières ressources partagées de la portion commune de la première bande et les premières ressources supplémentaires de la deuxième bande exclusivement réservées au premier système, 40 3048150 de façon à minimiser les collisions non discriminables des paquets de données reçus par le récepteur multifaisceaux, le procédé de discrimination étant fondé sur la différence en temps, fréquence, puissance, direction d'arrivée du faisceau, des signaux en provenance de la cellule de couverture 5 de premier niveau et de l'au moins une cellule de couverture de deuxième niveau, et compris dans l'ensemble formé par la technique générale de l'estimation conjointe à maximum de vraisemblance d'une séquence (JMLSE), .- la technique générale de l'annulation synchrone successive 10 d'interférence (SIC), .- la technique de l'annulation asynchrone successive d'interférence, .- les techniques JMSLE et SIC appliquées dans le cas où le protocole d'accès aléatoire à contention utilise un protocole ALOHA segmenté à diversité et résolution de contention (CRDSA) ; et 15 - la technique de séparation spatiale lorsque la station relai du premier système comporte une antenne à balayage électronique.\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 20 dans lequel Les premier et deuxième systèmes (104 ; 304 ; 404, 106 ; 306 ;\n<CLM>\1\tsont configurés pour acheminer des trafics sporadiques de données pour des applications de communication entre machines. 25\n<CLM>\1\tSystème intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel Le premier système (104 ; 304 ;\n<CLM>\1\test un système de radiocommunication satellite comprenant et utilisant au moins un satellite 30 géostationnaire (GSO) ou non géostationnaire (NGSO), et Le deuxième système (106 ; 306 ;\n<CLM>\1\test un système de radiocommunication comprenant un ou plusieurs réseaux de stations relais parmi les stations de plateformes à altitude élevée (HAPS), les stations de base desservant des macro-cellules, les stations de base desservant des micro, pico ou femto cellules ; ou 41 3048150 Le premier système (104) est un système de radiocommunication à altitude élevée comprenant et utilisant au moins stations de plateformes à altitude élevée (HAPS), et Le deuxième système (106) est un système de radiocommunication 5 cellulaire comprenant un ou plusieurs réseaux de stations relais parmi les stations de base desservant des macro-cellules, les stations de base desservant des micro, pico ou femto cellules ; ou Le premier système (104) est un système de radiocommunication cellulaire comprenant un ou plusieurs réseaux de stations relais comprises 10 parmi les stations de base desservant des macro-cellules, et Le deuxième système (106) est un système de radiocommunication cellulaire comprenant un ou plusieurs réseaux de stations relais comprises parmi les stations de base desservant des micro, pico ou femto cellules. 15 .13 Système intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel Le premier système (104) est un système de radiocommunication satellitaire comprenant et utilisant une constellation de satellites défilant en 20 orbites basses (LEO). .14 Système intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, configuré pour mettre en oeuvre les fonctionnalités d'un système de 25 radiocommunication hétérogène de 5ème génération combinant l'utilisation de stations de base desservant cellules parmi les micro, pico et femto cellules, de stations de base desservant des cellules de type Macro Cell, de stations plateformes à altitudes élevées HAPS et de systèmes satellitaires non géostationnaires ou géostationnaires. 30 .15 Procédé de radiocommunication cellulaire, mis en oeuvre par un système intégré de radiocommunication à couverture cellulaire hiérarchique ordonnée dans lequel une cellule de couverture de niveau supérieur couvre une ou plusieurs cellules de niveau inférieur, 35 Le système intégré (102) de radiocommunication comprenant : 42 3048150 .- un premier système de radiocommunication (104) ayant un premier niveau de couverture et une première station relai et un deuxième système de radiocommunication (106) ayant un deuxième niveau de couverture et une deuxième station relai, le premier niveau de couverture étant supérieur 5 au deuxième niveau de couverture ; et .- un ensemble de terminaux bi-modes, configurés pour utiliser sélectivement le premier système ou le deuxième système ; le premier système (104) et le deuxième système (106) étant configurés pour partager de manière simultanée une portion commune d'une 10 bande de fréquences respectivement sur une première voie montante et une deuxième voie montante, et gérer respectivement des premières ressources de transmission et des deuxièmes ressources de transmission correspondantes; Le deuxième système de radiocommunication (106) de niveau 15 inférieur étant libre de gérer ses deuxièmes ressources de transmission sans contrainte de coordination vis-à-vis du premier système de niveau supérieur, et Le premier système (104) de niveau supérieur étant configuré pour ne pas perturber le deuxième système dans la portion de bande de fréquences 20 commune ; Ledit procédé de radiocommunication étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistante en ce que Dans une première étape (604), un premier ensemble de terminaux bi-modes connectés au premier système transmettent des paquets de 25 données sur un canal aléatoire à contention d'accès de première voie montante en utilisant des premières ressources de la portion partagée de la première bande, et un deuxième ensemble de terminaux, connectés au deuxième système, utilisent des deuxièmes ressources de la portion partagée de la première demande ; puis 30 Dans une deuxième étape (606), le premier système mesure au niveau de la première station relai l'occupation des deuxièmes ressources radio actuellement utilisées par le deuxième système et des premières ressources radio actuellement utilisés par le premier système; ensuite Dans une troisième étape (608), en fonction de la mesure de 35 l'occupation des deuxièmes ressources radio actuellement utilisées par le 43 3048150 deuxième système et des premières ressources actuellement utilisées par le premier système, le premier système détermine les premières ressources en termes de tranches de temps et/ou des tranches de fréquence et/ou des codes d'accès à utiliser par de nouveaux terminaux bi-modes qui le 5 souhaitent de façon à optimiser la capacité de transmission du canal aléatoire ; puis Dans une quatrième étape (610), le premier système notifie à l'aide d'un canal de signalisation diffusé sur la voie descendante aux terminaux bimodes intéressés les informations pertinentes concernant les premières 10 ressources à utiliser et déterminées dans la troisième étape (608). .16 Procédé de radiocommunication cellulaire selon la revendication 15, dans lequel Le premier système (104) est configuré pour gérer des premières 15 ressources supplémentaires utilisant une deuxième bande de fréquences réservée exclusivement à la première voie montante et les premières ressources partagées de portion commune de la première demande, caractérisées par des tranches de temps et/ou des tranches de fréquence et/ou des codes d'accès, de manière optimale en termes de capacité 20 maximale de transmission du canal aléatoire et de minimisation du taux de collision sur le canal aléatoire, et Les troisième et quatrième étapes (608,\n<CLM>\1\tsont respectivement remplacées respectivement par des cinquième et sixième étapes (658,\n<CLM>\1\tconsistant en ce que 25 dans la cinquième étape (658), en fonction de la mesure de l'occupation des deuxièmes ressources radio actuellement utilisées par le deuxième système et des premières ressources actuellement utilisées par le premier système, le premier système (104) détermine les premières ressources en termes de tranches de temps et/ou des tranches de 30 fréquence et/ou des codes d'accès à utiliser par de nouveaux terminaux bimodes intéressés de façon à optimiser la capacité de transmission du canal aléatoire et à minimiser le taux de collision sur le canal aléatoire; et dans la sixième étape (660), le premier système (104) notifie à l'aide d'un canal de signalisation diffusé sur la voie descendante aux terminaux bi- 35 modes intéressés, non localisés dans la couverture cellulaire du deuxième 44 3048150 système, les informations pertinentes concernant les premières ressources à utiliser et déterminées dans la cinquième étape (658).