EP3977629A1 - Procede de determination d'au moins un precodeur pour un dispositif emetteur d'un systeme de communication sans fil - Google Patents

Procede de determination d'au moins un precodeur pour un dispositif emetteur d'un systeme de communication sans fil

Info

Publication number
EP3977629A1
EP3977629A1 EP20726441.7A EP20726441A EP3977629A1 EP 3977629 A1 EP3977629 A1 EP 3977629A1 EP 20726441 A EP20726441 A EP 20726441A EP 3977629 A1 EP3977629 A1 EP 3977629A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
precoder
regulatory
directions
overshoot
updated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20726441.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Dinh Thuy Phan Huy
Raphaël Visoz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
Orange SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orange SA filed Critical Orange SA
Publication of EP3977629A1 publication Critical patent/EP3977629A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H04B7/046—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account
    • H04B7/0465—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting taking physical layer constraints into account taking power constraints at power amplifier or emission constraints, e.g. constant modulus, into account
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming

Definitions

  • radio-type networks such as mobile networks (eg 3G, 4G, 5G, etc.), WiFI (Wireless Fidelity), etc.
  • mobile networks eg 3G, 4G, 5G, etc.
  • WiFI Wireless Fidelity
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • a precoder For a transmitter device belonging to a wireless communication system and comprising a plurality of transmitting antennas, it is known to use a precoder making it possible to transmit simultaneously, to a receiver device belonging to the same system , one or more data streams via the various transmitting antennas of the transmitting device.
  • a precoder is based on the knowledge by the transmitting device of the propagation channel (or transmission channel) which separates it from the receiving device. It allows the transmitter device to deliver data to the receiver device with high spectral efficiency thanks to the formation of beams (also called “beamforming” in the English literature) transporting the data streams.
  • Each precoder is further designed so that the output of
  • a criterion determined operating mode such as for example a data transmission quality of service criterion (maximization of the throughput or of the power received at the level of the receiving device, absence of interference between time symbols at the level of the receiving device, etc.) , or a network spectral efficiency criterion taking into account interference generated on other users, or a network energy efficiency criterion, etc.
  • a precoders are for example those of the zero forcing type (or ZF for “Zero Forcing” in English), those of the maximum ratio transmission type (or MRT for “Maximum Ratio Transmission” in English), those carrying out training. clean beams (or “eigenbeamforming” in English), those carrying out a formation of beams by decomposition into eigenvalues (or “SVD” for “Singular Value Decomposition” in English), and so on.
  • an exposure limit is associated with a regulatory distance from the transmitting device, typically imposed by geographical implementation constraints of the transmitting device and defined by an entity in charge of the management of the transmission system. communication (for example a telephone operator). In this way, it is possible to define a regulatory zone around the emitting device beyond which an exposure limit must not be exceeded.
  • FIG. 1A represents schematically, in a sectional view
  • a data stream transmission mode between a transmitter device 2 and a receiver device 3 this transmission being optimized with regard to an operating criterion determined using a precoder.
  • FIG. 1A corresponds more particularly to a superposition of two representations respectively associated with distinct physical quantities, namely:
  • FIG. 1A also illustrates diffuser elements D_i, for i varying from 2 to 6, of a type known per se, and positioned in the environment of the transmitter 2 and receiver 3 devices in order to ensure the convergence of the data transmitted towards the receiver device 3.
  • the relative positions of the transmitter 2 and receiver 3 devices, as well as of the diffusers D_i, according to this first representation, can therefore be identified by geographical coordinates, for example in a Cartesian coordinate system;
  • FIG. 1A illustrates the formation of six beams F_i, for i varying from 1 to 6, generated by the emitting device 2 by means of the precoder.
  • a circle C_P is also represented, this circle C_P surrounding the emitting device 2.
  • this circle C_P is here representative of a maximum transmission power of the “EIRP” type (acronym of the expression “Power.
  • said circle C_P corresponds to a maximum transmission power EIRP not to be exceeded as a function of an angular direction considered with respect to the emitting device 2. It should be noted that in practice, the shape taken by this circle C_P defined by said maximum transmission power EIRP is arbitrary. It is nevertheless represented here in the form of a circle to simplify FIG. 1 A. In addition, it is important to note that said circle C_P is not an effective representation of said regulatory zone, the latter also being able to take any form whatsoever. , but is nevertheless linked to it via in particular said exposure limit
  • beam takes a substantially oblong shape delimited by a border also representative of an EIRP type emission power according to the direction associated with this beam (direction also called azimuth).
  • the implementation of the precoder implies that the regulatory constraint is not respected along the direction of the beam F_1. Indeed, a portion of the beam F_1 extends outside the circle C_P, which means that the maximum transmission power associated with the regulatory constraint is exceeded outside the regulatory zone.
  • the beam F_1 is now contained in the circle C_P, so that the regulatory constraint is now respected by the transmitter device 2. It can nevertheless be observed that the other beams F_2 to F_6 saw their respective sizes significantly decrease, so as to be now very far from the maximum transmission power associated with the circle C_P. These reductions greatly degrade the transmission of data from the sending device 2 to the receiving device 3.
  • the present invention aims to remedy all or part of the
  • the invention relates to a method for determining at least one precoder for a transmitter device equipped with a plurality of transmitting antennas, the transmitter device being associated with:
  • said method of determination comprises:
  • the method is based on obtaining such a set G with the help of which the precoder P_1 is then decomposed. It should in fact be understood that simply consulting the P_1 precoder does not, in general, easily determine the directions associated with the emission beams resulting from the use of said P_1 precoder.
  • the precoder P_1 is structured above all so that its application to data stream symbols allows the generation of beams achieving an optimization of the operating criterion.
  • it is not possible, a priori to identify directly from the single precoder P_1, which directions of space are involved in this optimization.
  • said set G is obtained with the objective of facilitating the identification of these directions of space used by the precoder P_1.
  • the set G is then used to identify the directions from among those of G which are requested by the precoder P_1, thus making it possible to overcome the difficulties of reading said precoder P_1.
  • the precoder P_2 thus obtained consists of a representation of the precoder P_1 as a function of the set G.
  • the invention therefore makes it possible, on the basis of the precoder P_2 and of the set G, to precisely identify the directions of the overrun, so as to obtain a very precise description of the behavior on transmission of the transmitter device at the with regard to regulatory constraint.
  • the precoder P_2 and of the set G we avoid assuming that all the directions contributing to the formation of the beams participate in exceeding the threshold value. In other words, one distinguishes, among said directions of the set G, those for which it is useful to envisage a reduction in the transmission power of the emitting device.
  • the P_3 precoder has the effect of correcting the effects of the P_2 precoder, and therefore also of the P_1 precoder, in that it targets a reduction in radiated power specifically in the direction of the excess that has been identified.
  • the invention therefore makes it possible not only to comply with the regulatory constraint, but also to very effectively limit the degradation of the operating criterion in comparison with the solutions of the prior art. It is in fact understood that by targeting a reduction in power along only the direction of the overrun, it is thus possible to avoid abruptly reducing the overall transmission power of the emitting device. In other words, we avoid reducing the transmit power in directions that are not overshoot directions.
  • the determination method may further include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
  • the column vectors of this matrix are respectively associated with said distinct directions between them, and are also mutually orthogonal for the inducing Hermitian scalar product the Frobenius matrix norm.
  • the step of determining the precoder P_3 comprises, for each direction of overshoot considered: an estimate of the power radiated by the transmitting device associated with the precoder P_2 and received beyond said regulatory zone along said direction of overshoot,
  • non-overshoot direction a direction associated with a precoder of the set G and distinct from the overshoot directions
  • the method comprising, for at least one direction of non-overshoot, a step of updating the precoder P_3, so that:
  • the step of updating the precoder P_3 is iterated for each of the directions considered of non-overshoot, an update step associated with an iteration being carried out from the precoder P_3 obtained during the previous iteration.
  • each beam obtained thanks to the precoder P_1 is associated with a direction, called "beam direction",
  • regulatory in said beam direction is greater than the corresponding received power before said update.
  • the invention according to this second preferred embodiment makes it possible to obtain a plurality of updated P_3 precoders.
  • Each of these updates retains most of the advantages of the pre-update P_3 precoder, namely that the regulatory constraint remains respected according to the beam directions distinct from the beam direction considered during the update.
  • each of these updates also offers the possibility of exploiting the transmitting capabilities of the transmitting device to obtain an emission beam whereby the regulatory constraint is exceeded.
  • the invention here offers the possibility of exceeding the threshold value associated with the regulatory constraint for a beam direction.
  • Such an implementation is advantageous because it allows, when it is planned to transmit by means of the plurality of updated P_3 precoders, in turn and during determined respective times, to improve the criterion d 'exploitation associated with the sending device, while respecting the regulatory constraint on average over time.
  • said method is intended to be implemented by a device, called an "ancillary device", distinct from said transmitter device, said method further comprising a step of transmitting the ancillary device to the device.
  • sending device a device, called an "ancillary device", distinct from said transmitter device, said method further comprising a step of transmitting the ancillary device to the device.
  • the invention relates to a method of transmitting at least one data stream by a transmitter device equipped with a plurality of transmitting antennas, the data stream being intended to be received. by a receiving device equipped with at least one receiving antenna, the transmitting device being associated with:
  • the invention relates to a method of transmitting at least one data stream by a transmitter device equipped with a plurality of transmission antennas, the data stream being transmitted in directions beams and intended to be received by a receiving device equipped with at least one receiving antenna, said transmitting device being associated with:
  • said method comprising successive transmission steps associated respectively with said updated precoders P_3, each of said transmission steps being carried out for a determined fraction of the duration regulatory emission, so that said regulatory constraint is observed on average during said regulatory duration in any beam direction.
  • the determination of the precoder P_3 is here redistributed in turn for the emission of each of the beams for a determined duration.
  • the operating criterion is improved on average over time, compared to the sole use of the non-updated P_3 precoder, while respecting the regulatory constraint on average over time.
  • the invention relates to a computer program comprising instructions for implementing a method of
  • the invention relates to a recording medium readable by a computer on which is recorded a computer program according to the invention.
  • the invention relates to a device for determining at least one precoder for a transmitter device equipped with a plurality of transmitting antennas, the transmitter device being associated with:
  • a first precoder P_1 making it possible to optimize, with regard to a determined operating criterion, a transmission of data streams in the form of beams to a receiving device, said first precoder P_1 being known to the determination device,
  • said determination device comprises:
  • an obtaining module configured to obtain an assembly G comprising a plurality of precoders respectively associated with distinct directions between them
  • a first determination module configured to determine a precoder P_2 corresponding to a projection of the precoder P_1 on the set G
  • an identification module configured to identify, from among the directions associated with the precoders of the set G, directions called “overshoot directions” according to which the regulatory constraint is not respected when the sending device is associated with said precoder P_2 ,
  • a second determination module configured to determine a precoder P_3 as a function of the precoder P_2, so that the regulatory constraint is complied with along said overrun directions when the sending device is associated with the precoder P_3.
  • the determination device may further include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
  • said determining device corresponds to:
  • ancillary device configured to transmit at least one precoder to the transmitter device.
  • said annex device corresponds to the receiving device equipped with at least one receiving antenna.
  • the invention relates to a system for
  • wireless communication comprising a sending device equipped with a plurality of transmitting antenna and a receiving device equipped with at least one receiving antenna, said transmitting device being associated with:
  • precoder P_3 determined beforehand according to the invention; or an updated precoder P_3 determined beforehand according to said first preferred embodiment; or
  • FIG. 1A schematically represents, in a horizontal sectional view and in accordance with the state of the art, a mode of transmission of data streams between a transmitter device and a receiver device, this transmission being optimized with regard to an operating criterion determined by means of a precoder;
  • Figure 1 B corresponds to Figure 1 A after a power reduction in accordance with the prior art has been applied to the transmitter device;
  • FIG. 2 schematically represents an exemplary embodiment, according to the invention, of a wireless communication system comprising a transmitter device and a receiver device;
  • FIG. 3 shows schematically in the form of a flowchart an embodiment, according to the invention, of a method for determining at least one precoder for the sending device;
  • FIG. 4 schematically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 1A of a precoder P_3 according to the invention
  • FIG. 5 schematically represents a first preferred mode of implementation of the determination method of FIG. 3;
  • FIG. 6 schematically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 1A of an updated P_3 precoder obtained according to said first preferred mode of implementation
  • FIG. 7 schematically represents a second preferred embodiment of the determination method of FIG. 3;
  • FIG. 8A schematically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 1A of a first updated precoder P_3 obtained according to said second preferred embodiment, said first precoder P3 being associated with a beam F_1;
  • FIG. 8B diagrammatically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 8A of a second updated precoder P_3 obtained according to said second preferred embodiment, said second precoder P3 being associated with a beam F_2 ;
  • FIG. 8C schematically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 8B of a third updated precoder P_3 obtained according to said second preferred embodiment, said third precoder P3 being associated with a beam F_3 ;
  • FIG. 8D schematically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 8C of an updated fourth precoder P_3 obtained according to said second preferred mode of implementation, said fourth precoder P3 being associated with a beam F_4 ;
  • FIG. 8E schematically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 8D of an updated fifth precoder P_3 obtained according to said second preferred mode of implementation, said fifth precoder P3 being associated with a beam F_5 ;
  • FIG. 8F schematically represents the effects of the application to the emitting device of FIG. 8E of an updated sixth precoder P_3 obtained according to said second preferred mode of implementation, said sixth precoder P3 being associated with a beam F_6 ;
  • the present invention finds its place in the field of data flow exchanges in a wireless telecommunications network.
  • Figure 2 shows schematically an embodiment of a
  • the communication system 1 is a system comprising:
  • a transmitter device 2 equipped with M transmit antennas TX1, TX2, ..., TXM, M designating an integer greater than 1;
  • RXN N denoting an integer greater than 1.
  • the communication system 1 forms a multi-antenna system or MIMO (acronym for the English expression "Multiple Input Multiple Output).
  • the transmitter device 2 and the receiver device 3 are configured here to communicate with each other via the wireless telecommunications network.
  • no limitation is attached to the form taken by the transmitter 2 and receiver devices 3.
  • the transmitter device 2 is a base station
  • the receiver device 3 is a terminal.
  • TDD mode (acronym for the English expression "Time Division Duplex").
  • wireless telecommunications fixed or mobile, operating in TDD mode, but also in FDD mode (acronym of the English expression "Frequency Division Duplex"), those skilled in the art being able to make the necessary adjustments to adapt the invention as described below.
  • the transmitter device 2 and the receiver device 3 are separated by a propagation channel 4.
  • the communication system 1 uses during communications between the transmitter device 2 and the receiver device 3, a waveform multi-carrier of the OFDM type (for “Orthogonal Frequency Division Multiplexing”).
  • the use of such a waveform has for consequence that for a given (sub) carrier, the propagation channel 4 is flat in frequency (ie all the frequencies are attenuated in a similar way by the propagation channel 4) and is written in the form of a complex matrix noted H, of dimension equal to the product of the number of receiving antennas considered (N in this example) by the number of transmitting antennas considered (M in this exemplary embodiment). Because of this property, in the remainder of the description, the effect of the invention is described only with reference to a single carrier, the invention being applied in the same way to the other carriers on which it is based. the waveform used by the communication system 1.
  • the transmitter device 2 is configured to apply in transmission, on the
  • a precoding which is based on knowledge, at all times, by the sending device 2 of the propagation channel 4 which separates it from the receiving device 3 (ie of the coefficients of the matrix H) .
  • the estimate of a propagation channel in a wireless network is a
  • pilot sequences also called “pilot sequences” hereinafter
  • the transmitter device 2 is associated with a precoder P_1, hereinafter also referred to as "first precoder P_1".
  • This first precoder P_1 for example calculated by the sending device 2 on the basis of the knowledge of the Hr channel obtained by TDD reciprocity, has been designed so as to optimize, with regard to a determined operating criterion, a transmission of data streams in the form of beams to the receiver device 3.
  • the number of independent data streams that can be sent simultaneously by the sending device 2 to the receiving device 3 is denoted K, and is conventionally less than or equal to the smallest number among the integers N and M.
  • Said operating criterion corresponds for example to a criterion of quality of service of the data transmission (maximization of the throughput or of the power received at the level of the transmitter device 3, absence of interference between temporal symbols at the level of the device. transmitter 3, etc.).
  • Known examples of precoders capable of optimizing a quality of service criterion are for example those of the zero forcing type (or ZF for “Zero Forcing”), those of the maximum ratio transmission type (or MRT for “Maximum Ratio Transmission”). "In English), those performing clean beam formation (or”
  • the precoder P_1 is of the MRT type, so as to optimize a quality of service criterion corresponding to a maximization of the throughput received at the level of the receiver device 3.
  • the choice of a Such a precoder of course only constitutes a variant implementation of the invention, any other precoder based on knowledge of the transmission channel and making it possible to simultaneously transport several data streams being able to be considered.
  • the first precoder P_1 admits a representation in the form of a matrix with complex coefficients and of dimension equal to M x K (ie M multiplied by K).
  • the precoder P_1 also being of the MRT type here, the matrix which is associated with it corresponds to l H, that is to say the conjugate transpose of the channel matrix H (the index "t" applied to a matrix corresponds thus to the operation of transposition-conjugation).
  • the representations of the precoding matrices in the case where the precoder differs from an MRT precoder are well known to those skilled in the art. These details are therefore not repeated here because they go outside the scope of the invention.
  • an operating criterion which differs from a quality of service criterion, such as, for example, a criterion of spectral efficiency of the network taking into account the interference generated on d other users, or a criterion of energy efficiency of the network, or even an operating criterion combining several criteria between them, these criteria possibly being of the quality of service type or not.
  • the operating criterion is a criterion set by an entity that owns the communication system, such as for example a company wishing to offer communication services capable of satisfying customers as part of an optimization of the quality of service. Therefore, said operating criterion differs from any regulatory framework with which the communication system 1 is likely to face due to national legislation applicable to it.
  • the transmitter device 2 is associated with a regulatory constraint corresponding to the non-exceeding, outside a zone defined around said transmitter device, called "regulatory zone", of a threshold value relating to an electromagnetic quantity.
  • regulatory zone a zone defined around said transmitter device
  • the communication system 1 is located in France. Therefore, this system 1 is subject to a regulatory framework aimed at defining limits for the exposure of the public to electromagnetic field emissions, as specified in Decree No. 2002-775. More particularly, it is considered here that the radio signals generated by the transmitter device 2 have a frequency between 2 GHz and 300 GHz. Consequently, the regulation indicates in its appendix 2.2 (table A) that the threshold value of electric field E not to be exceeded, for such a frequency range, is equal to 61 V / m (volt per meter).
  • an emission scenario corresponding to a rural environment (Rma scenario, acronym of the English expression “Rural Macrocell”) is also considered for which the sending device is implemented in height, namely here a height of 35 meters.
  • a regulatory distance D is imposed here by geographical implementation constraints of the transmitter device 2 (height of the transmitter device 2, as well as typically an access zone prohibited to the public around said transmitter device 2), and defined for example by an entity in charge of the management of the communication system 1 (for example a telephone operator). This distance D corresponds to a distance counted from the sending device 2.
  • the unit of E is the volt per meter
  • the unit of EIRP is here the Watt (the conversion between Watts and dBm being known to those skilled in the art)
  • the unit of D is the meter.
  • the maximum transmission power is calculated to be substantially equal to 63 kW (ie 78 dBm).
  • Said regulatory zone is then in correspondence with said maximum transmission power EIRP, as has already been described above in the case of Figures 1 A and 1 B (in Figures 1A and 1 B, said maximum power EIRP is represented as a circle C_P).
  • the regulatory constraint concerns the maximum transmission power EIRP, the calculation of which is presented above according to the threshold value of the electric field and the regulatory distance.
  • another electromagnetic quantity such as for example said threshold value of electric field
  • another quantity such as for example a magnetic field intensity (expressed in amperes per meter), a magnetic induction ( expressed in teslas), etc.
  • those skilled in the art know how to translate a threshold value associated with a given electromagnetic quantity into an equivalent threshold value associated with another electromagnetic quantity.
  • the regulatory area is obtained by numerical simulations from a modeling of the emitting device 2, taking into account the environment around the latter. It is also recalled that no limitation is attached to the shape of the regulatory zone defined around the transmitter device 2.
  • the first precoder P_1 and the regulatory constraint associated with the transmitting device 2 are both used by a device configured for carry out processing aimed at determining at least one precoder:
  • the processing carried out by the device in question is carried out by implementing a method for determining said at least one precoder.
  • the device intended to carry out said processing comprises for example one or more processors and storage means (magnetic hard disk, electronic memory, optical disc, etc.) in which data and a computer program are stored, as a set
  • said device also comprises one or more programmable logic circuits, of FPGA, PLD, etc. type, and / or specialized integrated circuits (ASIC), and / or a set of discrete electronic components, etc. suitable for implementing all or part of the steps of the method for determining at least one precoder.
  • programmable logic circuits of FPGA, PLD, etc. type, and / or specialized integrated circuits (ASIC), and / or a set of discrete electronic components, etc. suitable for implementing all or part of the steps of the method for determining at least one precoder.
  • Figure 3 shows schematically in the form of a flowchart a
  • the method for determining at least one precoder comprises several steps.
  • said method consists first of all in determining a set of precoders respectively associated with directions distinct from each other.
  • a representation of the precoder P_1 is then sought as a function of the precoders of this set, so as to be able to precisely identify the transmission directions along which the regulatory constraint is not respected outside said zone is considered.
  • Another precoder is finally determined in order to guarantee a targeted reduction in the radiated power of the emitting device 2, more particularly in the direction of the beams for which the threshold value was previously exceeded, so that the regulatory constraint is respected.
  • the determination method firstly comprises a step E10 of obtaining a set G comprising a plurality of precoders respectively associated with distinct directions between them.
  • the matrix P_1 encodes, via its coefficients, the information necessary for carrying out the MRT type precoding.
  • its simple reading does not make it possible, except in particular cases, to easily determine the directions associated with the emission beams resulting from the use of said precoder P_1.
  • said set G is obtained with the objective of making it easier to read the matrix P_1, more particularly to make it possible to identify which directions in space are used by the precoder P_1 to satisfy the operating criterion.
  • Each precoder of the set G corresponds to a precoding vector denoted gj, the index i being included in the interval [1, L], where L is an integer strictly greater than 1 corresponding to the number of directions considered for said set G.
  • such a precoding vector g_i is a vector with complex coefficients of size equal to M (number of transmitting antennas).
  • Each precoder gj being associated with a defined direction i of space, its application to the transmitter device 2, for the transmission of a data stream, generates a beam in said direction i.
  • the application of a precoder gj to the transmitter device 2 generates an antenna diagram for which the radiated power EIRP is maximized in the direction i.
  • the beam directions i associated with the various precoders g_i differ a priori from the beam directions resulting from the application of the precoder P_1, except in the case where at least one column vector of said precoder P_1 is equal to one of said vectors g_i.
  • the set G corresponds to a collection of vectors gj (or even a collection of beams), so that it also admits a representation in the form of a matrix of dimension equal to M x L.
  • Each vector column of this matrix also noted G according to the convention mentioned above) therefore corresponds to one of the vectors gj.
  • the directions i associated with the precoders g_i of the set G are mutually orthogonal.
  • the following vector g_i corresponds to a precoder pointing in the direction i equal to Q, with respect to an axis perpendicular to said network of transmission antennas (j represents for its part a complex number whose square is equal to -1). If the angle Q, considered satisfies the following relation:
  • the vector g_i constructed in this way are associated with distinct directions capable of being distributed uniformly in the plane as a function of the number L.
  • the vectors g_i thus defined are mutually orthogonal for the Hermitian scalar product inducing the Frobenius matrix norm.
  • precoders gj which are not orthogonal to each other for said Hermitian scalar product, since their directions respective remain distinct from each other.
  • precoding vectors gj in a manner substantially similar to the previous example in which the matrix G is a Fourier transform matrix, it is possible to envisage precoding vectors gj so that the element placed at the line m and at the column i of the matrix G is written:
  • a vector gj thus formed corresponds, in a manner known to those skilled in the art, to a vector called an “oversampled DFT vector” (“DFT” being the acronym for “Discrete Fourier transform” in the English literature. ).
  • a precoding vector can for example correspond to the kronecker product of column vectors belonging to a Fourier transform matrix, for example a kronecker product between a vector associated with an elevation angle and a vector associated with a azimuth angle.
  • minimized overlap refers here to a configuration in which, whatever the direction envisaged, the product of the powers radiated by the transmitting antennas, by application of the various precoders gj, corresponds to an EIRP power less than one. threshold value in
  • the set G corresponds to a determined set.
  • the matrix corresponding to the set G is stored in annex storage means of the system 1 of
  • ancillary storage means are distinct from the storage means of the transmitter device 2, so that obtaining the set G corresponds to a transmission of said matrix to the transmitter device 2 by communication means of the communication system 1.
  • the sending device 2 stores it in its storage means, so as to be able to implement the determination method according to the invention.
  • the set G is determined directly by the transmitter device 2. For example, obtaining the set G corresponds to a calculation of the coefficients of the matrix associated with said set G by the transmitter device 2.
  • the determination method then comprises a step E20 of
  • the simple reading of the matrix P_1 does not allow, except in particular cases, to easily determine the directions associated with the transmission beams making it possible to maximize the throughput received at the level of the receiver device 3.
  • the fact of representing the precoder P_1 as a function of the set G makes it possible to overcome this defect.
  • the projection v_proj of a vector v of dimension M on the column space of the matrix G corresponds to an orthogonal projection and verifies the following relation:
  • v_proj G x ( l G xv).
  • each column vector p ⁇ _2 is expressed as a linear combination of the column vectors of the matrix G.
  • the fact of projecting the matrix P_1 on the set G makes it possible to obtain a detailed representation, in terms of direction i of space, of the way in which a precoder associated with a column vector rk_1 of said matrix P_1 acts.
  • This detailed representation is encoded in the matrix P_2 which results from this projection. It is then understood that the matrix P_2 is also of size M x K.
  • V the vector ( l G rk_1), for any index k between 1 and K.
  • the coefficients of such a vector vi ⁇ _2 therefore correspond to a linear combination of the vectors g_i to obtain the vector pi ⁇ _2.
  • V_2 the matrix of size L x K whose k-th column vector is equal to vi ⁇ _2.
  • This matrix V_2 therefore comprises all the information relating to the linear combinations expressing the precoder P_2 as a function of the precoders g_i of the set G, and therefore ultimately as a function of the directions associated with said precoders g_i.
  • the relation between the precoder P_2 and the set G therefore results in the following formula:
  • determining the matrix V_2 is particularly advantageous insofar as it is possible to obtain the matrix P_2 directly from the latter, the emitting device 2 already having knowledge of the matrix G.
  • the sending device 2 it is also advantageous for the sending device 2 to store the matrix V_2 rather than the matrix P_2 given that the dimension L x K of V_2 is less than the dimension M x K of P 2.
  • the choice consisting in determining P_2 by carrying out an orthogonal projection of P_1 on the space generated by the column vectors of G only constitutes a variant implementation of the invention.
  • the expression of P_1 as a function of the set G can be seen, more generally, as the search for a solution to an optimization problem consisting in minimizing a distance between the precoder P_1 and the space generated by the column vectors of G.
  • the formulation of this optimization problem can vary, in particular, as a function of the standard considered for evaluating said distance. Even more generally, any optimization method known to those skilled in the art can be implemented.
  • the determination method comprises a step E30
  • direction of overshoot therefore refers here to a direction i along which the radiated power EIRP is exceeded outside the regulatory zone.
  • non-overshoot direction N DP associated with a precoder of the set G and distinct from said overshoot directions.
  • Said step E30 therefore aims to identify the directions of
  • said radiated power F is estimated at the edge of said zone, that is to say at the level of the geographical limit corresponding to the regulatory distance used to calculate the maximum transmission power associated with the regulatory constraint.
  • the evaluation of said power F is carried out using the following formula:
  • Hj denotes the channel matrix for a receiving antenna under the assumption of a free space data stream transmission.
  • This matrix Hj insofar as it is associated with a single direction i, in fact corresponds to a row vector comprising M columns, so that the quantity Hj x G x V_2 forms a vector comprising K columns.
  • This vector Hj is for example estimated by calculations, by numerical simulations or even by measurements
  • step E30 comprises for the direction i considered a comparison of said power F with a threshold value, so as to determine whether said direction i corresponds to a overshoot direction DP.
  • the threshold value considered here corresponds to the maximum transmission power associated with the regulatory constraint.
  • the direction i considered is identified as being an overshoot direction DP.
  • step E30 that is to say once all the directions i associated with the precoders g_i have been tested, a subset of the set G is available for which the associated directions are DP overflow directions. It is important to note that the number of directions of
  • the determination method comprises a step E40 of determining a precoder P_3 as a function of the precoder P_2, so that the regulatory constraint is met along said DP overshoot directions when the transmitter device is associated with the precoder P_3.
  • the precoder P_3 targets a reduction in radiated power
  • Said precoder P_3 therefore not only makes it possible to comply with the regulatory constraint, but also to very effectively limit the degradation of the operating criterion in comparison with the solutions of the prior art.
  • step E40 of determining the precoder P_3 is executed iteratively.
  • step E40 comprises, for each direction of overshoot DP, and during a first iteration associated with this direction of overshoot DP, an estimate of the power radiated in free space by the transmitter device 2 associated with the precoder P_2 and received outside said regulatory zone in said direction of overshoot DP.
  • this quantity when this quantity has already been estimated during the identification step E30, it can be stored by the storage means of the transmitter device 2, which can therefore reuse it without having to perform the corresponding calculations again.
  • step E40 then includes an update of the precoder P_2, so that the power radiated in free space by the associated transmitter device 2 at the updated precoder P_2 and received outside of said regulatory zone in said direction of overshoot DP is less than the received power estimated before said update.
  • the coefficients located on the line of index i of the matrix V_2 are reduced by a determined step, for example equal to 1 Watt. It will be understood that the fact of modifying the coefficients of V_2 in this way implies modifying the coefficients of the matrix P_2, the latter being equal to G x V_2. Thus, by updating the matrix V_2, the matrix P_2 is updated. In addition, by reducing the coefficients placed on line i of the matrix V_2, the radiated power is reduced in the direction of overshoot DP
  • the quantity F equal to
  • This update of the precoder P_2 is carried out for all the directions of overshoot DP identified during step E30.
  • the finally obtained precoder P_3 corresponds to the last update of the precoder P_2, once all the overflow directions DP have been considered.
  • Figure 4 shows schematically the effects of the application to
  • the respective sizes of the beams F_2 to F_6 are substantially identical to the corresponding sizes represented in FIG. 1 A.
  • no drop in power of transmission takes place according to the beams F_2 to F_6, which effectively limits the degradation of the operating criterion (the rate received at the level of the receiver device 3 in the case of FIG. 4 is greater than the rate received in the case of figure 1 B).
  • the size of the beam F_1 has decreased, in comparison with the size shown in Figure 1 A, so that this beam F_1 is now contained, in an adjusted manner, in the circle C_P translating the maximum power emission to comply with the regulatory constraint.
  • V_3 the matrix of size L x K
  • FIG. 5 schematically represents a first preferred mode of implementation of the determination method of FIG. 3, in which the precoder P_3 obtained is updated to exploit in an improved manner the operation of the transmitter device 2 while complying with the regulatory constraint.
  • the determination method comprises, for at least one direction of non-exceeding NDP, a step E50 of updating the precoder P_3, so that:
  • step E40 For example, in a manner analogous to what has been described above for the implementation of step E40, and for the index i belonging to the interval [1, L] and associated with the direction of no exceeding NDP considered, the coefficients located on the line of index i of the matrix V_3 obtained at the end of step E40 are increased by a determined step.
  • the mode illustrated by FIG. 5 has been described so far by considering an update of the precoder P_3 for a single direction of no. NDP overrun. However, and preferably, when there is a plurality of non-exceeding NDP directions, all said non-exceeding NDP directions are considered, for example in an iterative manner. In other words, the coefficients of the matrix V_3, for the lines corresponding to all these non-overshoot directions NDP, are increased by a determined step.
  • Figure 6 shows schematically the effects of the application to
  • the respective sizes of the beams F_2 to F_6 are now greater than the corresponding sizes shown in Figure 4, without however these beams leaving the circle C_P.
  • the regulatory constraint is respected by all the beams, the rate received at the level of the receiver device 3 in the case of FIG. 6 being however greater than the rate received in the case of FIG. 4. Consequently, the criterion of operation has been improved in the case of FIG. 6. This improvement results from a redistribution towards the beams F_2 to F_6 of the power abandoned to transmit in the direction of the beam F_1.
  • the size of the beam F_1 remains identical between FIG. 4 and FIG. 6.
  • FIG. 7 diagrammatically represents a second preferred embodiment of the method for determining in FIG. 2, in which the precoder P_3 obtained is updated a plurality of times so as to obtain a plurality of precoders intended to be used in turn to exploit in an improved manner the operation of the transmitter device 2, while respecting the regulatory constraint.
  • the determination method comprises a plurality of updating steps E50 I. These update steps are independent of each other. By “independent”, we refer here to the fact that the precoder obtained at the end of one of the update steps is not used for the execution of the other update steps.
  • said updating steps are respectively associated with the directions of the beams obtained by means of the precoder P_1 with which the emitting device 2 is initially configured.
  • the precoder P_3 is updated so that:
  • the power radiated in free space by the emitting device 2 associated with the precoder P_3 updated for said beam direction and received in said regulatory zone along said beam direction is greater than the corresponding received power before said update.
  • the method firstly comprises an identification of the lines V_ ⁇ 3, 1 ⁇ of the matrix V_3 which are not zero (ie the lines which include at minus a non-zero coefficient).
  • the indices I of these non-zero lines are stored.
  • the matrix P_3 is updated, so as to obtain a plurality of updated matrices P_3. More particularly, for such a stored index I, the coefficients of V_3 located on the line associated with said index I are iteratively increased by a determined step. The process is then repeated for each of said stored indices I, so as to obtain I updated matrices P_3.
  • said matrix V_3 is updated, and therefore also matrix P_3. Moreover, such an increase has the effect that the power radiated in only one of the beam directions associated with the precoder P_1 increases, up to potentially exceeding the regulatory constraint. On the other hand, the regulatory constraint remains respected according to the other beam directions.
  • the updating steps E50_l are carried out one after the other, considering the different indices I for which there are non-zero lines in the matrix V_3. However, nothing excludes considering that said steps E50_1 are executed in parallel.
  • each updated precoder P_3 is capable of generating a violation of the regulatory constraint in only one of the beam directions.
  • the transmitter device 2 is, in addition to the regulatory constraint, also associated with a regulatory issue duration.
  • a regulatory issuance period corresponds for example to a period during which the constraint
  • the threshold value of the regulatory constraint may be exceeded during the regulatory period depending on the beam direction considered
  • the time average (calculated over a time interval corresponding to the regulatory duration) of the considered electromagnetic quantity generated does not exceed the corresponding threshold value outside the regulatory zone.
  • the regulatory duration is equal to 6 minutes.
  • Said transmission method further comprises transmission steps
  • each of said transmission steps being carried out during a determined fraction of the regulatory transmission time, so that said constraint regulatory compliance is observed on average during said regulatory period in any beam direction.
  • regulatory duration (6 minutes) and of fraction allocated to each updated precoder P_3 (1 minute) are given purely by way of illustration. Thus nothing excludes having other values of regulatory duration and corresponding fractions (the said fractions may for example differ from each other), as soon as the regulatory constraint is satisfied on average along each beam direction during the course. of the said regulatory period. There is also nothing to exclude that the sum of the fractions allocated respectively to the updated P_3 precoders is less than the regulatory duration. In this case, it is possible to envisage using during the remaining time (that is to say the regulatory time minus the sum of the allocated fractions) another precoder, such as for example the first precoder P_1, as soon as the constraint regulatory is satisfied on average in each beam direction during said regulatory duration.
  • another precoder such as for example the first precoder P_1
  • FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F diagrammatically represent the effects of the application to the emitting device 2 of FIG. 1A of a plurality of precoders P_3 updated according to said second preferred updating mode implemented. More precisely, FIGS. 8A to 8F correspond to successive applications of updated precoders P_3 and respectively associated with beams F_1 to F_6. In addition, in these Figures 8A to 8F, the transmitter device 2 is associated with a regulatory duration of 6 minutes, and each updated precoder P_3 is applied to device 2 for a duration of 1 minute.
  • the respective sizes of the beams F_2 to F_6 are substantially identical to the corresponding sizes shown in Figure 4 (and therefore also shown in Figure 1A).
  • the size of the beam F_1 is for its part substantially identical to the corresponding size in FIG. 1A. In other words, the beam F_1 is in excess, and the constraint
  • FIGS. 8B to 8F differ from one another, as well as from FIG. 8A, in that the beams F_2 to F_6 are in turn in excess for 1 minute.
  • the determination method comprises a step of transmitting, from the ancillary device to the sending device 2, at least one of the determined precoders (precoder P_3 and / or precoder P_3 updated according to said first preferred mode implementation and / or precoders P_3 updated according to said second preferred mode of implementation), so that said transmitter device 2 can encode the data streams to be transmitted.
  • the determination device can be included in the transmitter device or in the receiver device.
  • the device implementing the determination method must have knowledge of the first precoder P_1.
  • the precoder P_1 is determined by said receiver device 3 (the receiver device 3 having previously acquired, in a manner known per se, the
  • the ancillary device is a third-party device, it is equipped with communication means (wired or wireless, and capable of implementing any communication protocol.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination d'au moins un précodeur pour un dispositif émetteur (2) d'un système (1) de communication sans fil équipé d'une pluralité d'antennes d'émission, le dispositif émetteur (2) étant associé à : - un premier précodeur P_1 permettant d'optimiser une émission de données sous forme de faisceaux, - une contrainte réglementaire relative à une quantité électromagnétique en dehors d'une zone réglementaire définie. En outre, ledit procédé comporte : - une étape (E10) d'obtention d'un ensemble G comportant une pluralité de précodeurs respectivement associés à des directions distinctes entre elles, - une étape (E20) de détermination d'un précodeur P_2 correspondant à une représentation du précodeur P_1 en fonction d e l'ensemble G, - une étape (E30) d'identification, parmi les directions associées aux précodeurs de l'ensemble G, de directions dites « directions de dépassement » suivant lesquelles la contrainte réglementaire n'est pas respectée lorsque le dispositif émetteur est associé audit précodeur P_2, - une étape (E40) de détermination d'un précodeur P_3 en fonction du précodeur P_2, de sorte que la contrainte réglementaire est respectée suivant lesdites directions de dépassement lorsque le dispositif émetteur est associé au précodeur P_3.

Description

Description
Titre de l'invention : Procédé de détermination d'au moins un précodeur pour un dispositif émetteur d'un système de communication sans fil
Technique antérieure
[0001 ] La présente invention appartient au domaine général des
télécommunications et notamment au domaine des communications sans fil mises en œuvre sur des réseaux de type radio tels que des réseaux mobiles (ex. 3G, 4G, 5G, etc.), WiFI (Wireless Fidelity), etc.
[0002] Elle concerne plus particulièrement un procédé de détermination d’au moins un précodeur pour un dispositif émetteur d’un système de communication sans fil équipe d’une pluralité d’antennes. Elle concerne également un procédé d’émission d’au moins un flux de données par un tel dispositif émetteur, le flux de données étant destiné à être reçu par un dispositif récepteur comportant au moins une antenne de réception. L’invention trouve une application
particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cas d’un un système de communication comprenant un dispositif émetteur et un dispositif récepteur chacun équipé d’une pluralité d’antennes, aussi appelé système de communication MIMO (Multiple Input Multiple Output).
[0003] Pour un dispositif émetteur appartenant à un système de communication sans fil et comportant une pluralité d’antennes d’émission, il est connu d’utiliser un précodeur permettant de transmettre simultanément, à destination d’un dispositif récepteur appartenant au même système, un ou plusieurs flux de données via les différentes antennes d’émission du dispositif émetteur. Un tel précodeur est basé sur la connaissance par le dispositif émetteur du canal de propagation (ou canal de transmission) qui le sépare du dispositif récepteur. Il permet au dispositif émetteur de délivrer des données au dispositif récepteur avec une haute efficacité spectrale grâce à la formation de faisceaux (encore appelée « beamforming » dans la littérature anglo-saxonne) transportant les flux de données.
[0004] Chaque précodeur est en outre conçu de sorte que l’émission de flux de
données sous forme de faisceaux est optimisée au regard d’un critère d’exploitation déterminé, comme par exemple un critère de qualité de service de la transmission de données (maximisation du débit ou de la puissance reçue au niveau du dispositif récepteur, absence d’interférence entre symboles temporels au niveau du dispositif récepteur, etc.), ou à un critère d’efficacité spectrale du réseau prenant en compte des interférences générées sur d’autres utilisateurs, ou bien encore à un critère d’efficacité énergétique du réseau, etc. Des exemples connus de précodeurs sont par exemple ceux de type forçage à zéro (ou ZF pour « Zéro Forcing » en anglais), ceux de type transmission à ratio maximal (ou MRT pour « Maximum Ratio Transmission » en anglais), ceux réalisant une formation de faisceaux propres (ou « eigenbeamforming » en anglais), ceux réalisant une formation de faisceaux par décomposition en valeurs propres (ou « SVD » pour « Singular Value Décomposition » en anglais), etc.
[0005] Par ailleurs, la conception actuelle d’un précodeur, bien que visant à optimiser un critère déterminé, n’en reste pas moins réalisée indépendamment de toute réglementation ayant trait à la limitation de l’exposition de personnes (public ou bien travailleurs) aux champs électromagnétiques, et susceptible d’être appliquée là où le dispositif émetteur se destine à fonctionner.
[0006] Une telle réglementation fixe dans un premier temps des niveaux de champs (électrique, magnétique) ne devant pas être dépassés en fonction de la
fréquence d’émission du dispositif émetteur. Ces niveaux de champs constituent des limites d’exposition qui peuvent être formulées de manière équivalente en termes de puissance rayonnée par le dispositif émetteur et reçue par une personne.
[0007] Par exemple en France, et en ce qui concerne les travailleurs, une telle
réglementation est inscrite dans le Code du travail aux articles R. 4453-1 à R. 4453-34 (à la date d’avril 2019). Pour ce qui est du public, la réglementation concernée est fournie par le décret n° 2002-775 faisant suite à la transposition de la recommandation européenne 1999/519/CE.
[0008] Dans un deuxième temps, une limite d’exposition est associée à une distance réglementaire par rapport au dispositif émetteur, typiquement imposée par des contraintes d’implémentation géographique du dispositif émetteur et définie par une entité en charge de la gestion du système de communication (par exemple un opérateur téléphonique). De cette manière, il est possible de définir une zone réglementaire autour du dispositif émetteur au-delà de laquelle une limite d’exposition ne doit pas être dépassée.
[0009] Le fait qu’un précodeur soit conçu sans prendre en compte la réglementation à laquelle le dispositif émetteur va être soumis est problématique. En effet, du fait de l’optimisation dudit critère d’exploitation, il peut arriver qu’une limite
d’exposition ne soit pas respectée suivant une ou plusieurs directions de faisceaux à l’extérieure de la zone réglementaire associée au dispositif émetteur.
[0010] La figure 1A représente schématiquement, selon une vue en coupe
horizontale et conformément à l’état de le technique, un mode d’émission de flux de données entre un dispositif émetteur 2 et un dispositif récepteur 3, cette émission étant optimisée au regard d’un critère d’exploitation déterminé grâce à un précodeur.
[0011 ] La figure 1A correspond plus particulièrement à une superposition de deux représentations respectivement associées à des quantités physiques distinctes, à savoir :
- une première représentation relative à l’implémentation géographique du dispositif émetteur 2 et du dispositif récepteur 3. Selon cette première
représentation, la figure 1A illustre également des éléments diffuseurs D_i, pour i variant de 2 à 6, de type connu en soi, et positionnés dans l’environnement des dispositifs émetteur 2 et récepteur 3 afin d’assurer la convergence des données émises vers le dispositif récepteur 3. Les positions relatives des dispositifs émetteur 2 et récepteur 3, ainsi que des diffuseurs D_i, selon cette première représentation, peuvent donc être repérées par des coordonnées géographiques, par exemple dans un repère cartésien ;
- une seconde représentation relative à un diagramme de rayonnement du dispositif émetteur 2. Selon cette seconde représentation, la figure 1A illustre la formation de six faisceaux F_i, pour i variant de 1 à 6, générés par le dispositif émetteur 2 au moyen du précodeur. Un cercle C_P est également représenté, ce cercle C_P entourant le dispositif émetteur 2. Comme explicité plus en détails ultérieurement, ce cercle C_P est ici représentatif d’une puissance maximale d’émission de type « PIRE » (acronyme de l’expression « Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente », en anglais « EIRP » pour « Equivalent Isotropie Radiated Power ») qu’il convient de ne pas dépasser pour respecter une contrainte réglementaire déterminée en fonction de ladite distance réglementaire (et donc in fine de ladite zone réglementaire) ainsi que d’une limite d’exposition en champ électrique. Plus spécifiquement, ledit cercle C_P correspond à une puissance maximale d’émission PIRE à ne pas dépasser en fonction d’une direction angulaire considérée par rapport au dispositif émetteur 2. Il convient de noter qu’en pratique, la forme prise par ce cercle C_P défini par ladite puissance maximale d’émission PIRE est quelconque. Elle est néanmoins représentée ici sous la forme d’un cercle pour simplifier la figure 1 A. En outre, il importe de noter que ledit cercle C_P n’est pas une représentation effective de ladite zone réglementaire, cette dernière pouvant également prendre une forme quelconque, mais est néanmoins lié à celle-ci via notamment ladite limite d’exposition
(autrement dit, la zone réglementaire n’est pas représentée sur la figure 1A).
[0012] Par ailleurs, selon cette seconde représentation de la figure 1A, chaque
faisceau prend une forme sensiblement oblongue délimitée par une bordure également représentative d’une puissance d’émission de type PIRE en fonction de la direction associée à ce faisceau (direction aussi appelée azimut).
[0013] Dès lors, et comme cela peut être constaté sur la figure 1A, la mise en oeuvre du précodeur implique que la contrainte réglementaire n’est pas respectée suivant la direction du faisceau F_1. En effet, une portion du faisceau F_1 s’étend à l’extérieur du cercle C_P, ce qui signifie que la puissance maximale d’émission associée à la contrainte réglementaire est dépassée en dehors de la zone réglementaire.
[0014] Afin de contourner cette problématique, il a été proposé de diminuer la
puissance électrique appliquée au dispositif émetteur, de sorte que la puissance d’émission effective de ce dernier soit inférieure à la puissance maximale d’émission pour laquelle il a été conçu.
[0015] Le fait de diminuer ainsi la puissance d’émission permet en effet de rendre conforme l’exploitation du dispositif émetteur vis-à-vis des limitations d’exposition imposées en dehors de la zone réglementaire associée. Toutefois, une telle manière de procéder ne peut pas être considérée comme satisfaisante dans la mesure où elle affecte à la baisse la puissance émise dans toutes les directions des faisceaux. Il en résulte une forte dégradation des conditions d’exploitation du système de communication (diminution du débit ou de la puissance reçue au niveau du dispositif récepteur, apparition d’interférences entre symboles temporels reçus, etc.).
[0016] Cette situation désavantageuse est illustrée, à titre d’exemple nullement
limitatif, dans la figure 1 B qui correspond à la figure 1 A après qu’une diminution de puissance conforme à l’état de la technique ait été appliquée au dispositif émetteur 2.
[0017] Tel qu’illustré sur la figure 1 B, le faisceau F_1 est désormais contenu dans le cercle C_P, de sorte que la contrainte réglementaire est désormais respectée par le dispositif émetteur 2. Il peut néanmoins être constaté que les autres faisceaux F_2 à F_6 ont vu leurs tailles respectives nettement diminuer, de sorte à être désormais très éloignés de la puissance maximale d’émission associée au cercle C_P. Ces diminutions dégradent fortement la transmission des données du dispositif émetteur 2 vers le dispositif récepteur 3.
Exposé de l’invention
[0018] La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des
inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette d’obtenir un précodeur pour un dispositif émetteur d’un système de communication sans fil, de sorte que, d’une part, ce dispositif émetteur respecte une réglementation relative à des limites d’exposition électromagnétiques en dehors d’une zone définie, et d’autre part, la dégradation d’un critère d’exploitation dudit système soit beaucoup plus limitée que celle des solutions de l’art antérieur.
[0019] A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de détermination d’au moins un précodeur pour un dispositif émetteur équipé d’une pluralité d’antennes d’émission, le dispositif émetteur étant associé à :
- un premier précodeur P_1 permettant d’optimiser, au regard d’un critère d’exploitation déterminé, une émission de flux de données sous forme de faisceaux,
- une contrainte réglementaire correspondant au non dépassement, en dehors d’une zone réglementaire définie autour dudit dispositif émetteur, d’une valeur seuil relative à une quantité électromagnétique.
En outre, ledit procédé de détermination comporte :
- une étape d’obtention d’un ensemble G comportant une pluralité de précodeurs respectivement associés à des directions distinctes entre elles,
- une étape de détermination d’un précodeur P_2 correspondant à une
représentation du précodeur P_1 en fonction de l’ensemble G,
- une étape d’identification, parmi les directions associées aux précodeurs de l’ensemble G, de directions dites « directions de dépassement » suivant lesquelles la contrainte réglementaire n’est pas respectée lorsque le dispositif émetteur est associé audit précodeur P_2,
- une étape de détermination d’un précodeur P_3 en fonction du précodeur P_2, de sorte que la contrainte réglementaire est respectée suivant lesdites directions de dépassement lorsque le dispositif émetteur est associé au précodeur P_3.
[0020] Ainsi, le procédé s’appuie sur l’obtention d’un tel ensemble G à l’aide duquel le précodeur P_1 est ensuite décomposé. Il faut en effet comprendre que la seule consultation du précodeur P_1 ne permet pas, en général, de déterminer facilement les directions associées aux faisceaux d’émission résultant de la mise en oeuvre dudit précodeur P_1. Autrement dit, le précodeur P_1 est structuré avant tout pour que son application à des symboles de flux de données permette la génération de faisceaux réalisant une optimisation du critère d’exploitation. Il n’est cependant pas possible, a priori, d’identifier directement à partir du seul précodeur P_1 , quelles directions de l’espace sont impliquées dans cette optimisation. Ainsi, ledit ensemble G est obtenu dans l’objectif de faciliter l’identification de ces directions de l’espace utilisées par le précodeur P_1.
[0021 ] L’ensemble G est alors utilisé pour identifier les directions parmi celles de G qui sont sollicitées par le précodeur P_1 , permettant ainsi de palier aux difficultés de lecture dudit précodeur P_1. Le précodeur P_2 ainsi obtenu consiste en une représentation du précodeur P_1 en fonction de l’ensemble G.
[0022] L’invention permet dès lors, sur la base du précodeur P_2 et de l’ensemble G, d’identifier précisément des directions de dépassement, de sorte à obtenir une description très précise du comportement à l’émission du dispositif émetteur au regard de la contrainte réglementaire. Ainsi, contrairement à ce qui est fait dans l’état de l’art, on évite ici de supposer que toutes les directions contribuant à la formation des faisceaux participent au dépassement de la valeur seuil. Autrement dit, on discrimine, parmi lesdites directions de l’ensemble G, celles pour lesquelles il est utile d’envisager une réduction de la puissance d’émission du dispositif émetteur.
[0023] Le précodeur P_3 a pour effet de corriger les effets du précodeur P_2, et donc aussi du précodeur P_1 , en ce qu’il cible une réduction de puissance rayonnée spécifiquement suivant les directions de dépassement qui ont été identifiées. L’invention permet donc non seulement de respecter la contrainte réglementaire, mais également de limiter très efficacement la dégradation du critère d’exploitation en comparaison avec les solutions de l’art antérieur. On comprend en effet qu’en ciblant une réduction de puissance suivant uniquement les directions de dépassement, on évite ainsi de réduire de manière brutale la puissance globale d’émission du dispositif émetteur. Autrement dit, on évite de réduire la puissance d’émission selon des directions qui ne sont pas des directions de dépassement.
[0024] Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé de détermination peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0025] Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’étape d’identification
comporte, pour chaque direction considérée de l’ensemble G :
- une estimation de la puissance rayonnée par le dispositif émetteur et émise au- delà de ladite zone suivant ladite direction,
- une comparaison de ladite puissance avec une valeur seuil, de sorte à déterminer si ladite direction correspond à une direction de dépassement.
[0026] Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, lorsque l’ensemble G admet une représentation matricielle, les vecteurs colonnes de cette matrice sont respectivement associés auxdites directions distinctes entre elles, et sont en outre orthogonaux entre eux pour le produit scalaire hermitien induisant la norme matricielle de Frobenius.
[0027] Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’étape de détermination du précodeur P_3 comporte, pour chaque direction considérée de dépassement : - une estimation de la puissance rayonnée par le dispositif émetteur associé au précodeur P_2 et reçue au-delà de ladite zone réglementaire suivant ladite direction de dépassement,
- une mise à jour du précodeur P_2, de sorte que la puissance rayonnée par le dispositif émetteur associé au précodeur P_2 mis à jour et reçue au-delà de ladite zone réglementaire suivant ladite direction de dépassement est inférieure à la puissance émise reçue avant ladite mise à jour,
l’estimation et la mise à jour étant itérées pour la direction de dépassement considérée jusqu’à ce que la contrainte réglementaire soit respectée suivant ladite direction de dépassement,
le précodeur P_3 correspondant à la dernière mise à jour du précodeur P_2, une fois toutes les directions de dépassement considérées.
[0028] Dans un premier mode préféré de mise en oeuvre :,
- une direction associée à un précodeur de l’ensemble G et distincte des directions de dépassement est dite « direction de non dépassement »,
le procédé comportant, pour au moins une direction de non dépassement, une étape de mise à jour du précodeur P_3, de sorte que :
- la puissance rayonnée par le dispositif émetteur associé au précodeur P_3 mis à jour et reçue dans ladite zone réglementaire suivant ladite direction de non dépassement est supérieure à la puissance reçue correspondante avant ladite mise à jour,
- la contrainte réglementaire est respectée suivant ladite direction de non dépassement.
[0029] Le fait de mettre à jour le précodeur P_3 selon ce premier mode préféré
permet avantageusement de redistribuer, suivant une direction de non
dépassement, une partie de la puissance de fonctionnement de l’antenne qui avait été abandonnée au cours de l’étape de détermination du précodeur P_3 pour satisfaire la contrainte réglementaire suivant les directions de dépassement. En procédant de la sorte, on améliore donc le critère d’exploitation associé au dispositif émetteur, tout en respectant la contrainte réglementaire.
[0030] Autrement dit, on exploite avantageusement les capacités d’émission en
puissance du dispositif émetteur suivant la direction de non dépassement considérée. On bénéficie donc ainsi des avantages de la mise à jour du précodeur P_2 (respect de la contrainte réglementaire), tout en compensant de manière ingénieuse la perte de qualité de la transmission des flux de données inhérente à la diminution de puissance d’émission nécessaire à la satisfaction de la contrainte réglementaire.
[0031 ] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’étape de mise à jour du précodeur P_3 est itérée pour chacune des directions considérées de non dépassement, une étape de mise à jour associée à une itération étant réalisée à partir du précodeur P_3 obtenu lors de l’itération précédente.
[0032] Dans un second mode préféré de mise en œuvre :
- chaque faisceau obtenu grâce au précodeur P_1 est associé à une direction, dite « direction de faisceau »,
le procédé comportant des étapes de mise à jour du précodeur P_3
indépendantes entre elles et respectivement associées aux directions de faisceaux, de sorte à obtenir une pluralité de précodeurs P_3 mis à jour et que, pour une direction de faisceau donnée :
- la puissance rayonnée par le dispositif émetteur associé à au précodeur P_3 mis à jour pour ladite direction de faisceau et reçue dans ladite zone
réglementaire suivant ladite direction de faisceau est supérieure à la puissance reçue correspondante avant ladite mise à jour.
[0033] Ainsi, l’invention selon ce second mode préféré permet d’obtenir une pluralité de précodeurs P_3 mis à jour. Chacune de ces mises à jour conserve l’essentiel des avantages du précodeur P_3 avant mise à jour, à savoir que la contrainte réglementaire reste respectée suivant les directions de faisceaux distinctes de la direction de faisceau considérée lors de la mise à jour. Toutefois, chacune de ces mises à jour offre également la possibilité d’exploiter les capacités d’émission du dispositif émetteur pour obtenir un faisceau d’émission suivant lequel la contrainte réglementaire est dépassée. Autrement dit, lors d’une mise à jour du précodeur P_3, l’invention offre ici la possibilité de dépasser la valeur seuil associée à la contrainte réglementaire pour une direction de faisceau.
[0034] Une telle mise en œuvre est avantageuse car elle permet, lorsqu’il est prévu d’émettre au moyen de la pluralité de précodeurs P_3 mis à jour, tour à tour et pendant des durées respectives déterminées, d’améliorer le critère d’exploitation associé au dispositif émetteur, tout en respectant la contrainte réglementaire en moyenne dans le temps.
[0035] Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, ledit procédé est destiné à être mis en oeuvre par un dispositif, dit « dispositif annexe », distinct dudit dispositif émetteur, ledit procédé comportant en outre une étape de transmission du dispositif annexe vers le dispositif émetteur :
- du précodeur P_3 déterminé selon l’invention ; ou
- du précodeur P_3 mis à jour déterminé selon ledit premier mode préféré de mise en oeuvre, ou
- des précodeurs P_3 mis à jour déterminés selon ledit second mode préféré de mise en oeuvre.
[0036] Selon un second aspect, l’invention concerne un procédé d’émission d’au moins un flux de données par un dispositif émetteur équipé d’une pluralité d’antennes d’émission, le flux de données étant destiné à être reçu par un dispositif récepteur équipé d’au moins une antenne de réception, le dispositif émetteur étant associé à :
- un précodeur P_3 préalablement déterminé selon l’invention ; ou
- un précodeur P_3 mis à jour préalablement déterminé selon ledit premier mode préféré de mise en oeuvre.
[0037] Selon un troisième aspect, l’invention concerne un procédé d’émission d’au moins un flux de données par un dispositif émetteur équipé d’une pluralité d’antennes d’émission, le flux de données étant émis suivant des directions de faisceaux et destiné à être reçu par un dispositif récepteur équipé d’au moins une antenne de réception, ledit dispositif émetteur étant associé à :
- une contrainte réglementaire correspondant au non dépassement, au-delà d’une zone réglementaire définie autour dudit dispositif émetteur, d’une valeur seuil relative à une quantité électromagnétique,
- des précodeurs P_3 mis à jour préalablement déterminés selon ledit second mode préféré de mise en oeuvre,
- une durée réglementaire d’émission,
ledit procédé comportant des étapes d’émission successives associées respectivement auxdits précodeurs P_3 mis à jour, chacune desdites étapes d’émission étant réalisée pendant une fraction déterminée de la durée réglementaire d’émission, de sorte que ladite contrainte réglementaire est respectée en moyenne au cours de ladite durée réglementaire selon toute direction de faisceau.
[0038] Le fait d’utiliser ainsi successivement les différents précodeurs P_3 mis à jour permet de limiter la violation de la contrainte réglementaire à une durée de temps déterminée, de sorte que la contrainte réglementaire soit satisfaite en moyenne dans le temps, au regard de la durée réglementaire associée au dispositif émetteur. Autrement dit, la formation de faisceaux par le dispositif émetteur est ainsi statistiquement limitée dans le temps.
[0039] En outre, l’utilisation desdits précodeurs P_3 mis à jour est avantageuse car elle permet d’exploiter la puissance maximale d’émission du dispositif émetteur pour chacun des faisceaux. Ainsi, la puissance abandonnée lors de la
détermination du précodeur P_3 est ici redistribuée tour à tour pour l’émission de chacun des faisceaux pendant une durée déterminée. Au final, le critère d’exploitation est amélioré en moyenne dans le temps, par rapport à la seule utilisation du précodeur P_3 non mis à jour, tout en respectant la contrainte réglementaire en moyenne dans le temps.
[0040] Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d’un procédé de
détermination ou d’émission selon l’invention lorsque ledit programme est exécuté par un processeur.
[0041 ] Selon un cinquième aspect, l’invention concerne un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur selon l’invention.
[0042] Selon un sixième aspect, l’invention concerne un dispositif de détermination d’au moins un précodeur pour un dispositif émetteur équipé d’une pluralité d’antennes d’émission, le dispositif émetteur étant associé à :
- un premier précodeur P_1 permettant d’optimiser, au regard d’un critère d’exploitation déterminé, une émission de flux de données sous forme de faisceaux vers un dispositif récepteur, ledit premier précodeur P_1 étant connu du dispositif de détermination,
- une contrainte réglementaire correspondant au non dépassement, au-delà d’une zone réglementaire définie autour dudit dispositif émetteur, d’une valeur seuil relative à une quantité électromagnétique.
En outre, ledit dispositif de détermination comporte :
- un module d’obtention, configuré pour obtenir un ensemble G comportant une pluralité de précodeurs respectivement associés à des directions distinctes entre elles,
- un premier module de détermination, configuré pour déterminer un précodeur P_2 correspondant à une projection du précodeur P_1 sur l’ensemble G,
- un module d’identification, configuré pour identifier, parmi les directions associées aux précodeurs de l’ensemble G, des directions dites « directions de dépassement » suivant lesquelles la contrainte réglementaire n’est pas respectée lorsque le dispositif émetteur est associé audit précodeur P_2,
- un deuxième module de détermination, configuré pour déterminer un précodeur P_3 en fonction du précodeur P_2, de sorte que la contrainte réglementaire est respectée suivant lesdites directions de dépassement lorsque le dispositif émetteur est associé au précodeur P_3.
[0043] Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de détermination peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0044] Dans des modes particuliers de réalisation, ledit dispositif de détermination correspond :
- au dispositif émetteur ; ou
- à un dispositif, dit « dispositif annexe », distinct dudit dispositif émetteur, ledit dispositif annexe comportant en outre des moyens de communication configurés pour transmettre au moins un précodeur au dispositif émetteur.
[0045] Dans des modes particuliers de réalisation, ledit dispositif annexe correspond au dispositif récepteur équipé d’au moins une antenne de réception.
[0046] Selon un septième aspect, l’invention concerne un système de
communication sans fil comprenant un dispositif émetteur équipé d’une pluralité d’antenne d’émission et un dispositif récepteur équipé d’au moins une antenne de réception, ledit dispositif émetteur étant associé à :
- un précodeur P_3 préalablement déterminé selon l’invention ; ou - un précodeur P_3 mis à jour préalablement déterminé selon ledit premier mode préféré de mise en oeuvre ; ou
- des précodeurs P_3 mis à jour préalablement déterminés selon ledit second mode préféré de mise en œuvre.
Brève description des dessins
[0047] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
[Fig. 1A] la figure 1A représente schématiquement, selon une vue en coupe horizontale et conformément à l’état de le technique, un mode d’émission de flux de données entre un dispositif émetteur et un dispositif récepteur, cette émission étant optimisée au regard d’un critère d’exploitation déterminé grâce à un précodeur ;
[Fig. 1 B] la figure 1 B correspond à la figure 1 A après qu’une diminution de puissance conforme à l’état de la technique ait été appliquée au dispositif émetteur ;
[Fig. 2] la figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation, conforme à l’invention, d’un système de communication sans fil comprenant un dispositif émetteur et un dispositif récepteur ;
[Fig. 3] la figure 3 représente schématiquement sous forme d’ordinogramme un mode de mise en œuvre, conforme à l’invention, d’un procédé de détermination d’au moins un précodeur pour le dispositif émetteur ;
[Fig. 4] la figure 4 représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 1 A d’un précodeur P_3 conforme à l’invention ;
[Fig. 5] la figure 5 représente schématiquement un premier mode préféré de mise en œuvre du procédé de détermination de la figure 3 ;
[Fig. 6] la figure 6 représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 1 A d’un précodeur P_3 mis à jour obtenu selon ledit premier mode préféré de mise en œuvre ;
[Fig. 7] la figure 7 représente schématiquement un second mode préféré de mise en œuvre du procédé de détermination de la figure 3 ; [Fig. 8A] la figure 8A représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 1 A d’un premier précodeur P_3 mis à jour obtenu selon ledit deuxième mode préféré de mise en œuvre, ledit premier précodeur P3 étant associé à un faisceau F_1 ;
[Fig. 8B] la figure 8B représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 8A d’un deuxième précodeur P_3 mis à jour obtenu selon ledit deuxième mode préféré de mise en œuvre, ledit deuxième précodeur P3 étant associé à un faisceau F_2 ;
[Fig. 8C] la figure 8C représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 8B d’un troisième précodeur P_3 mis à jour obtenu selon ledit deuxième mode préféré de mise en œuvre, ledit troisième précodeur P3 étant associé à un faisceau F_3 ;
[Fig. 8D] la figure 8D représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 8C d’un quatrième précodeur P_3 mis à jour obtenu selon ledit deuxième mode préféré de mise en œuvre, ledit quatrième précodeur P3 étant associé à un faisceau F_4 ;
[Fig. 8E] la figure 8E représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 8D d’un cinquième précodeur P_3 mis à jour obtenu selon ledit deuxième mode préféré de mise en œuvre, ledit cinquième précodeur P3 étant associé à un faisceau F_5 ;
[Fig. 8F] la figure 8F représente schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur de la figure 8E d’un sixième précodeur P_3 mis à jour obtenu selon ledit deuxième mode préféré de mise en œuvre, ledit sixième précodeur P3 étant associé à un faisceau F_6 ;
Description des modes de réalisation
[0048] La présente invention trouve sa place dans le domaine d’échanges de flux de données dans un réseau de télécommunication sans fil.
[0049] La figure 2 représente schématiquement un exemple de réalisation d’un
système 1 de communication sans fil conforme à l’invention. [0050] Tel qu’illustré par la figure 1 , le système 1 de communication est un système comprenant :
- un dispositif émetteur 2 équipé de M antennes d’émission TX1 , TX2, ... , TXM, M désignant un entier supérieur à 1 ; et
- un dispositif récepteur 3 équipé d’une pluralité d’antennes de réception RX1 , ,
RXN, N désignant un entier supérieur à 1.
De cette manière, le système 1 de communication forme un système multi- antennes ou MIMO (acronyme de l’expression anglo-saxonne « Multiple Input Multiple Output).
[0051 ] Il convient toutefois de noter que le fait de considérer une pluralité d’antennes de réception au niveau du dispositif récepteur 3 ne constitue en rien une limitation de l’invention. Ainsi, rien n’exclut de considérer un dispositif récepteur 3 équipé d’une seule d’antenne de réception.
[0052] Le dispositif émetteur 2 et le dispositif récepteur 3 sont configurés ici pour communiquer entre eux via le réseau de télécommunications sans fil. Toutefois, aucune limitation n’est attachée à la forme prise par les dispositifs émetteur 2 et récepteur 3. Par exemple, quel que soit le dispositif considéré, il peut s’agir d’une station de base ou bien encore d’un terminal. Préférentiellement, le dispositif émetteur 2 est une station de base, et le dispositif récepteur 3 est un terminal.
[0053] La suite de la description vise plus spécifiquement un réseau de
télécommunications mobile offrant un mode de communication selon un mode TDD (acronyme de l’expression anglo-saxonne « Time Division Duplex »).
[0054] Rien n’exclut cependant de considérer d’autres types de réseaux de
télécommunications sans fil, fixes ou mobiles, fonctionnant en mode TDD, mais également en mode FDD (acronyme de l’expression anglo-saxonne « Frequency Division Duplex »), l’homme de l’art étant apte à réaliser les ajustements nécessaires pour adapter l’invention telle que décrite ci-après.
[0055] Le dispositif émetteur 2 et le dispositif récepteur 3 sont séparés par un canal de propagation 4. On suppose ici que le système 1 de communication utilise lors des communications entre le dispositif émetteur 2 et le dispositif récepteur 3, une forme d’onde multi-porteuse de type OFDM (pour « Orthogonal Frequency Division Multiplexing » en anglais). L’utilisation d’une telle forme d’onde a pour conséquence que pour une (sous-)porteuse donnée, le canal de propagation 4 est plat en fréquence (i.e. toutes les fréquences sont atténuées de façon similaire par le canal de propagation 4) et s’écrit sous la forme d’une matrice complexe notée H, de dimension égale au produit du nombre d’antennes de réception considéré (N dans cet exemple) par le nombre d’antennes d’émission considéré (M dans cet exemple de réalisation). En raison de cette propriété, dans la suite de la description, on ne décrit l’effet de l’invention qu’en référence à une seule porteuse, l’invention s’appliquant de la même façon aux autres porteuses sur lesquelles s’appuie la forme d’onde utilisée par le système 1 de communication.
[0056] Le dispositif émetteur 2 est configuré pour appliquer en émission, sur les
données qu’il envoie au dispositif récepteur 3, un précodage qui s’appuie sur une connaissance, en chaque instant, par le dispositif émetteur 2 du canal de propagation 4 qui le sépare du dispositif récepteur 3 (i.e. des coefficients de la matrice H).
[0057] Comme indiqué précédemment, dans l’exemple envisagé ici, on se place dans un contexte de communications en mode TDD. Dans un tel contexte, il est généralement admis une réciprocité entre le canal allant dans le sens émetteur vers récepteur et le canal allant dans le sens récepteur vers émetteur. Autrement dit, si on note He et Hr les matrices des canaux estimées respectivement par le dispositif émetteur 2 et par le dispositif récepteur 3, il est d’usage de considérer dans un contexte TDD que ces deux estimations sont sensiblement égales, les matrices He et Hr étant alors sensiblement équivalentes. Si en outre l’estimation réalisée est de bonne qualité, on obtient également que la matrice de canal H est sensiblement équivalente aux matrices He et Hr.
[0058] L’estimation d’un canal de propagation dans un réseau sans fil est une
opération classique connue de l’homme de l’art, et par conséquent non détaillée ici plus avant. Elle peut notamment s’appuyer sur l’envoi de séquences comprenant des symboles pilotes (aussi appelées « séquences pilotes » dans la suite) sur le canal de propagation que l’on cherche à estimer.
[0059] Afin de précoder les données destinées à être émises, le dispositif émetteur 2 est associé à un précodeur P_1 , ci-après encore dénommé « premier précodeur P_1 ». Ce premier précodeur P_1 , par exemple calculé par le dispositif émetteur 2 sur la base de la connaissance du canal Hr obtenu par réciprocité TDD, a été conçu de sorte à optimiser, au regard d’un critère d’exploitation déterminé, une émission de flux de données sous forme de faisceaux vers le dispositif récepteur 3. Le nombre de flux de données indépendants pouvant être envoyés de manière simultanée par le dispositif émetteur 2 au dispositif récepteur 3 est noté K, et est classiquement inférieur ou égal au plus petit nombre parmi les entiers N et M.
[0060] Ledit critère d’exploitation correspond par exemple à un critère de qualité de service de la transmission de données (maximisation du débit ou de la puissance reçue au niveau du dispositif émetteur 3, absence d’interférence entre symboles temporels au niveau du dispositif émetteur 3, etc.). Des exemples connus de précodeurs aptes à optimiser un critère de qualité de service sont par exemple ceux de type forçage à zéro (ou ZF pour « Zéro Forcing » en anglais), ceux de type transmission à ratio maximal (ou MRT pour « Maximum Ratio Transmission » en anglais), ceux réalisant une formation de faisceaux propres (ou «
eigenbeamforming » en anglais), ceux réalisant une formation de faisceaux par décomposition en valeurs propres (ou « SVD » pour « Singular Value
Décomposition » en anglais), etc.
[0061 ] Pour la suite de la description, on considère que le précodeur P_1 est de type MRT, de sorte à optimiser un critère de qualité de service correspondant à une maximisation du débit reçu au niveau du dispositif récepteur 3. Le choix d’un tel précodeur ne constitue bien sûr qu’une variante d’implémentation de l’invention, tout autre précodeur basé sur la connaissance du canal d’émission et permettant de transporter simultanément plusieurs flux de données pouvant être considéré.
[0062] Comme le système 1 de communication utilise une technique de multiplexage de type OFDM, le premier précodeur P_1 admet une représentation sous forme d’une matrice à coefficients complexes et de dimension égale à M x K (i.e. M multiplié par K). Le précodeur P_1 étant en outre ici de type MRT, la matrice qui lui est associée correspond à lH, c’est-à-dire la transposée conjuguée de la matrice de canal H (l’indice « t » appliqué à une matrice correspond ainsi à l’opération de transposition-conjugaison). [0063] Les représentations des matrices de précodage dans le cas où le précodeur diffère d’un précodeur MRT sont bien connues de l’homme de l’art. Ces détails ne sont donc pas rappelés ici car sortant du cadre de l’invention.
[0064] Par ailleurs, rien n’exclut non plus de considérer un critère d’exploitation qui diffère d’un critère de qualité de service, comme par exemple , un critère d’efficacité spectrale du réseau prenant en compte des interférences générées sur d’autres utilisateurs, ou un critère d’efficacité énergétique du réseau, ou bien encore un critère d’exploitation combinant plusieurs critères entre eux, ces critères pouvant être de type qualité de service ou non.
[0065] Il faut donc comprendre que le critère d’exploitation est un critère fixé par une entité propriétaire du système de communication, comme par exemple une entreprise souhaitant proposer des services de communication aptes à satisfaire des clients dans le cadre d’une optimisation de la qualité de service. Par conséquent, ledit critère d’exploitation diffère de tout cadre réglementaire auquel le système 1 de communication est susceptible d’être confronté en raison d’une législation nationale lui étant applicable.
[0066] Dans le présent mode de réalisation, le dispositif émetteur 2 est associé à une contrainte réglementaire correspondant au non dépassement, en dehors d’une zone définie autour dudit dispositif émetteur, dite « zone réglementaire », d’une valeur seuil relative à une quantité électromagnétique. Comme mentionné précédemment, une telle contrainte résulte d’un cadre réglementaire lié à la législation en vigueur là où le système 1 de communication est implanté.
[0067] Pour la suite de la description, on considère, à titre nullement limitatif, que le système 1 de communication est implanté en France. Dès lors, ce système 1 est soumis à un cadre réglementaire visant à définir des limites d’exposition du public aux émissions de champ électromagnétiques, tel que précisé dans le décret n° 2002-775. Plus particulièrement, on considère ici que les signaux radioélectriques générés par le dispositif émetteur 2 ont une fréquence comprise entre 2 GHz et 300 GHz. Dès lors, la réglementation indique dans son annexe 2.2 (tableau A) que la valeur seuil de champ électrique E à ne pas dépasser, pour une telle plage fréquentielle, est égale à 61 V/m (volt par mètre). [0068] Par ailleurs, on considère également pour la suite de la description un scénario d’émission correspondant à un environnement rural (scénario Rma, acronyme de l’expression anglo-saxonne « Rural Macrocell ») pour lequel le dispositif émetteur est implémenté en hauteur, à savoir ici une hauteur de 35 mètres. En outre, une distance réglementaire D est ici imposée par des contraintes d’implémentation géographique du dispositif émetteur 2 (hauteur du dispositif émetteur 2, ainsi que typiquement une zone d’accès interdite au public autour dudit dispositif émetteur 2), et définie par exemple par une entité en charge de la gestion du système 1 de communication (par exemple un opérateur téléphonique). Cette distance D correspond à une distance comptée à partir du dispositif émetteur 2.
[0069] Selon ces hypothèses, il est possible d’estimer une puissance reçue à la distance D du dispositif émetteur 2. Corrélativement, il est possible d’estimer une puissance maximale d’émission de type PIRE associée au dispositif émetteur 2 correspondant à ladite puissance reçue lorsque la valeur seuil de 61 V/m est atteinte à la distance D. Cette estimation, sous l’hypothèse d’une propagation en espace libre, s’obtient grâce à la formule suivante :
E = sqrt(30*PIRE)/D
où l’unité de E est le volt par mètre, l’unité de PIRE est ici le Watt (la conversion entre des Watts et des dBm étant connue de l’homme de l’art), et où l’unité de D est le mètre. Ainsi, dans le présent exemple de réalisation, la puissance maximale d’émission est calculée sensiblement égale à 63 kW (soit 78 dBm).
[0070] Ladite zone réglementaire est alors en correspondance avec ladite puissance maximale d’émission PIRE, comme cela a déjà été décrit ci-avant dans le cas des figures 1 A et 1 B (dans les figures 1A et 1 B, ladite puissance maximale PIRE est représentée sous la forme d’un cercle C_P).
[0071 ] Il convient de noter que l’exemple précédent concernant la France a été
donné à titre purement illustratif. Ainsi, aucune limitation n’est attachée au pays pouvant être considéré, l’homme de l’art étant en mesure d’accéder au cadre réglementaire adhoc.
[0072] Rien n’exclut non plus de considérer d’autres plages de fréquences pour les signaux émis par le dispositif émetteur 2, de sorte à obtenir une valeur seuil pour le champ électrique qui soit différente de 61 V/m. De manière générale, aucune limitation n’est attachée au type de réseau de communication utilisé, comme cela a été mentionné ci-avant, ni à la plage fréquentielle considérée. En outre, d’autres scénarios d’émission peuvent aussi être envisagés, comme par exemple des scénarios Umi ou Uma (acronymes respectifs des expressions anglo- saxonnes « Urban Microcell », « Urban Macrocell »).
[0073] En outre, la quantité électromagnétique considérée dans la suite de la
description pour la contrainte réglementaire concerne la puissance maximale d’émission PIRE, dont le calcul est présenté ci-avant en fonction de la valeur seuil du champ électrique et de la distance réglementaire. Toutefois, rien n’exclut de considérer une autre quantité électromagnétique, comme par exemple ladite valeur seuil de champ électrique, voire éventuellement encore une autre quantité, comme par exemple une intensité de champ magnétique (exprimée en ampères par mètre), une induction magnétique (exprimée en teslas), etc. D’une manière générale, l’homme de l’art sait traduire une valeur seuil associée à une quantité électromagnétique donnée en une valeur seuil équivalente associée à une autre quantité électromagnétique.
[0074] Enfin, rien n’exclut que la zone réglementaire soit déterminée autrement que grâce à une formule de calcul. Par exemple, une telle zone peut correspondre à une zone délimitée suite à une campagne de mesures sur site, autour d’un dispositif émetteur de même type et au moyen d’outils dédiés, comme par exemple une sonde isotropique large bande, un analyseur de spectre, etc. Selon encore un autre exemple, la zone réglementaire est obtenue par simulations numériques à partir d’une modélisation du dispositif émetteur 2, en prenant en compte l’environnement autour de ce dernier. On rappelle également qu’aucune limitation n’est attachée à la forme de la zone réglementaire définie autour du dispositif émetteur 2.
[0075] Pour la suite de la description, on considère la situation selon laquelle la
valeur seuil définie par la puissance maximale d’émission PIRE est dépassée en dehors de la zone réglementaire suivant au moins un des faisceaux lorsque le dispositif émetteur 2 émet au moyen du premier précodeur P_1. Une telle situation est par exemple illustrée dans la figure 1A. [0076] Conformément à l’invention, le premier précodeur P_1 et la contrainte réglementaire associés au dispositif émetteur 2 (à savoir donc ladite zone réglementaire, ainsi que la valeur seuil relative à une quantité électromagnétique) sont tous deux utilisés par un dispositif configuré pour effectuer des traitements visant à déterminer au moins un précodeur :
- destiné au dispositif émetteur 2, et
- apte, notamment, à diminuer la puissance rayonnée par le dispositif émetteur 2, de sorte que la contrainte réglementaire soit respectée dans la direction d’un faisceau pour lequel la valeur seuil était auparavant dépassée.
[0077] Les traitements effectués par le dispositif considéré sont réalisés en mettant en oeuvre un procédé de détermination dudit au moins un précodeur. A cet effet, le dispositif destiné à effectuer lesdits traitements comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels sont mémorisés des données et un programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble
d'instructions de code de programme à exécuter pour mettre en oeuvre tout ou partie des étapes du procédé de détermination d’au moins un précodeur.
Alternativement ou en complément, ledit dispositif comporte également un ou des circuits logiques programmables, de type FPGA, PLD, etc., et / ou circuits intégrés spécialisés (ASIC), et / ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc. adaptés à mettre en oeuvre tout ou partie des étapes du procédé de détermination d’au moins un précodeur.
[0078] En d'autres termes, le dispositif destiné à effectuer lesdits traitements
comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (programme d'ordinateur spécifique) et / ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, etc.) pour mettre en oeuvre tout ou partie des étapes du procédé de détermination d’au moins un précodeur.
[0079] La suite de la description vise plus spécifiquement le cas où le dispositif
mettant en oeuvre ledit procédé de détermination est le dispositif émetteur 2 appartenant au système 1 de communication. Rien n’exclut toutefois de considérer une mise en oeuvre de ce procédé par un dispositif, dit « dispositif annexe », distinct dudit dispositif émetteur 2, comme cela est explicité
ultérieurement. [0080] Par ailleurs, dans un souci de simplification des notations, on adopte désormais la convention selon laquelle un précodeur P quelconque s’identifie à sa représentation matricielle. Ainsi, dans le présent exemple de réalisation, le terme « P_1 » désigne à la fois le premier précodeur P_1 en tant que tel, mais également la matrice associée à ce dernier.
[0081 ] La figure 3 représente schématiquement sous forme d’ordinogramme un
mode de mise en oeuvre, selon l’invention, du procédé de détermination d’au moins un précodeur pour le dispositif émetteur 2.
[0082] Tel qu’illustré dans la figure 3, le procédé de détermination d’au moins un précodeur comporte plusieurs étapes. Dans son principe général, ledit procédé consiste tout d’abord à déterminer un ensemble de précodeurs respectivement associés à des directions distinctes entre elles. Il est ensuite recherché une représentation du précodeur P_1 en fonction des précodeurs de cet ensemble, de sorte à pouvoir identifier précisément des directions d’émission suivant lesquelles la contrainte réglementaire n’est pas respectée en dehors de ladite zone est considérée. Un autre précodeur est finalement déterminé pour garantir une diminution ciblée de la puissance rayonnée du dispositif émetteur 2, plus particulièrement selon les directions de faisceaux pour lesquels la valeur seuil était auparavant dépassée, de sorte que la contrainte réglementaire soit respectée.
[0083] A cet effet, le procédé de détermination comporte dans un premier temps une étape E10 d’obtention d’un ensemble G comportant une pluralité de précodeurs respectivement associés à des directions distinctes entre elles.
[0084] Comme mentionné précédemment, la matrice P_1 encode via ses coefficients l’information nécessaire à la réalisation du précodage de type MRT. Toutefois, sa simple lecture ne permet pas, sauf cas particulier, de déterminer facilement les directions associées aux faisceaux d’émission résultant de la mise en oeuvre dudit précodeur P_1. Ainsi, ledit ensemble G est obtenu dans l’objectif de faciliter la lecture de la matrice P_1 , plus particulièrement pour permettre d’identifier quelles directions de l’espace sont utilisées par le précodeur P_1 pour satisfaire le critère d’exploitation. [0085] Chaque précodeur de l’ensemble G correspond à un vecteur de précodage noté gj, l’indice i étant compris dans l’intervalle [1 , L], où L est un nombre entier strictement supérieur à 1 correspondant au nombre de directions distinctes considérées pour ledit ensemble G. En outre, un tel vecteur de précodage g_i est un vecteur à coefficients complexes de taille égale à M (nombre d’antennes d’émission).
[0086] Pour la suite de la description, la direction associée à un vecteur g_i est
également identifiée par ledit indice « i », sans que cela n’entraine de confusion. Pour désigner une telle direction, l’expression « direction i » est utilisée.
[0087] Chaque précodeur gj étant associé à une direction i définie de l’espace, son application au dispositif émetteur 2, pour l’émission d’un flux de données, génère un faisceau dans ladite direction i. Dit encore autrement, l’application d’un précodeur gj au dispositif émetteur 2 génère un diagramme d’antennes pour lequel la puissance rayonnée PIRE est maximisée selon la direction i.
[0088] Il convient de noter que les directions i de faisceaux associées aux différents précodeurs g_i diffèrent a priori des directions de faisceaux résultant de l’application du précodeur P_1 , sauf dans le cas où au moins un vecteur colonne dudit précodeur P_1 est égal à un desdits vecteurs g_i.
[0089] On comprend ainsi que l’ensemble G correspond à une collection de vecteurs gj (ou encore une collection de faisceaux), si bien qu’il admet également une représentation sous forme de matrice de dimension égale à M x L. Chaque vecteur colonne de cette matrice (également notée G suivant la convention mentionnée ci-avant) correspond donc à un des vecteurs gj.
[0090] Dans un mode particulier de mise en œuvre, les directions i associées aux précodeurs g_i de l’ensemble G sont orthogonales entre elles. Par exemple, dans le cas d’un réseau linéaire d’antennes d’émission (réseau dit « Uniform Linear Array » dans la littérature anglo-saxonne) dont l’espacement e entre antennes est égal à l/2, le vecteur g_i suivant : correspond à un précodeur pointant dans la direction i égale à Q, par rapport à un axe perpendiculaire audit réseau d’antennes d’émission (j représente quant à lui un nombre complexe dont le carré est égal à -1 ). Si l’angle Q, considéré vérifie la relation suivante :
, , ,
il existe k entier tel que
il résulte des propriété de la fonction sinus que, d’une part,
2 i L
sin QΪ =— pour i = 0, (fe = 0)
L 2
de sorte que les angles parcourant l’intervalle [0°, 90°] sont décrits, et d’autre part
de sorte que les angles parcourant l’intervalle [-90°, 0°] sont décrits. On comprend donc que les vecteur g_i construits de cette manière sont associés à des directions distinctes aptes à être réparties uniformément dans le plan en fonction du nombre L. Par ailleurs, lorsque l’angle Q, vérifie les relations ci- dessus, le vecteur gj correspond, de manière connue de l’homme de l’art, à une colonne de la matrice dite « matrice de Transformée de Fourier Discrète » dont l’élément placé à la ligne m, avec m=1 , ... ,M, et à la colonne i, avec donc i=1 , ... , L, s’écrit :
Les vecteurs g_i ainsi définis sont orthogonaux entre eux pour le produit scalaire hermitien induisant la norme matricielle de Frobenius.
[0091 ] Rien n’exclut cependant de considérer des précodeurs gj non orthogonaux entre eux pour ledit produit scalaire hermitien, dès lors que leurs directions respectives restent distinctes entre elles. Par exemple, de manière sensiblement similaire à l’exemple précédent dans lequel la matrice G est une matrice de Transformée de Fourier, il est possible d’envisager des vecteurs de précodage gj de sorte que l’élément placé à la ligne m et à la colonne i de la matrice G s’écrive :
les nombres b, étant compris entre 0 et 1 , et tous distincts entre eux. Un vecteur gj ainsi formé correspond, de manière connue de l’homme de l’art, à un vecteur dit « vecteur DFT sur-échantillonné » (« DFT » étant l’acronyme de « Discrète Fourier transform » dans la littérature anglo-saxonne).
[0092] L’invention ne se limite pas plus à l’hypothèse d’une configuration linéaire du réseau d’antennes d’émission. Ainsi, rien n’exclut de considérer par exemple un réseau d’antennes réparties uniformément suivant des directions verticale et horizontale (réseau dit « Uniform Plane Array » dans la littérature anglo- saxonne). Dans ce cas, un vecteur de précodage peut par exemple correspondre au produit de kronecker de vecteurs colonnes appartenant à une matrice de Transformée de Fourier, par exemple un produit de kronecker entre un vecteur associé à un angle d’élévation et un vecteur associé à un angle d’azimuth.
[0093] D’une manière générale, aucune limitation n’est attachée à l’ensemble G, et donc à la forme de sa matrice, dès lors que les directions considérées sont distinctes. On note toutefois que les vecteurs de précodage g_i sont
préférentiellement conçus de sorte que le recouvrement des diagrammes d’antennes respectivement associés à ces vecteurs de précodage est minimisé. Par « recouvrement minimisé », on fait référence ici à une configuration dans laquelle, quelle que soit la direction envisagée, le produit des puissances rayonnées par les antennes d’émission, par application des différents précodeurs gj, correspond à une puissance PIRE inférieure à une valeur seuil en
correspondance avec la puissance maximale d’émission imposée par la contrainte réglementaire en dehors de la zone autour du dispositif émetteur 2. Le fait de concevoir l’ensemble G de cette manière permet avantageusement de faciliter la mise en œuvre de l’invention, telle que décrite en détail ci-après, pour assurer un respect de la contrainte réglementaire par le dispositif émetteur 2. [0094] Sans perte de généralité, on considère pour la suite de la description, ceci essentiellement dans un but de simplification des notations, que les colonnes de la matrice G sont orthogonales et normalisée à 1. Cela revient à considérer que le produit GlG est égal à la matrice identité (de dimension L).
[0095] Dans un mode particulier de mise en oeuvre, l’ensemble G correspond à un ensemble déterminé. Par exemple, la matrice correspondant à l’ensemble G est stockée dans des moyens de mémorisation annexes du système 1 de
communication, comme par exemple une base de données stockée sur un serveur. Ces moyens de mémorisation annexes sont distincts des moyens de mémorisation du dispositif émetteur 2, de sorte que l’obtention de l’ensemble G correspond à une transmission de ladite matrice au dispositif émetteur 2 par des moyens de communication du système 1 de communication. Une fois ladite matrice transmise, le dispositif émetteur 2 la stocke dans ses moyens de mémorisation, de sorte à pouvoir mettre en oeuvre le procédé de détermination selon l’invention.
[0096] Aucune limitation n’est attachée à la configuration desdits moyens de
communication, qui peuvent être filaire ou sans fil, ainsi qu’utiliser tout type de protocole de transport connu.
[0097] Alternativement, l’ensemble G est déterminé directement par le dispositif émetteur 2. Par exemple, l’obtention de l’ensemble G correspond à un calcul des coefficients de la matrice associée audit ensemble G par le dispositif émetteur 2.
[0098] Le procédé de détermination comporte ensuite une étape E20 de
détermination d’un précodeur P_2 correspondant à une représentation du précodeur P_1 en fonction de l’ensemble G.
[0099] Comme cela a été mentionné auparavant, la simple lecture de la matrice P_1 ne permet pas, sauf cas particulier, de déterminer facilement les directions associées aux faisceaux d’émission permettant de maximiser le débit reçu au niveau du dispositif récepteur 3. Dès lors, le fait de représenter le précodeur P_1 en fonction de l’ensemble G permet de palier à ce défaut.
[0100] Dans la mesure où la matrice G est formée de vecteurs colonnes
orthogonaux et unitaires, la projection v_proj d’un vecteur v de dimension M sur l’espace des colonnes de la matrice G correspond à une projection orthogonale et vérifie la relation suivante :
v_proj = G x (lG x v).
[0101 ] Aussi, dans le présent mode de mise en oeuvre, si on note pi<_1 et pi<_2 les k- ème colonnes respectives des matrices P_1 et P_2, ledit vecteur p^_2 vérifie la relation suivante pour tout k compris entre 1 et K (le nombre de flux de données à émettre) :
Pk_2 = G x (‘G x pk_1 ).
Cette formulation de la matrice P_2 implique que chaque vecteur colonne p^_2 s’exprime comme une combinaison linéaire des vecteurs colonnes de la matrice G. Ainsi le fait de projeter la matrice P_1 sur l’ensemble G permet d’obtenir une représentation détaillée, en termes de direction i de l’espace, de la manière dont agit un précodeur associé à un vecteur colonne rk_1 de ladite matrice P_1 . Cette représentation détaillée est encodée dans la matrice P_2 qui résulte de cette projection. On comprend alors que la matrice P_2 est également de taille M x K.
[0102] Pour la suite de la description, on adopte une notation compacte en désignant par V|<_2 le vecteur (lG rk_1 ), pour tout indice k compris entre 1 et K. Les coefficients d’un tel vecteur vi<_2 correspondent donc à une combinaison linéaire des vecteurs g_i pour obtenir le vecteur pi<_2. On désigne aussi par V_2 la matrice de taille L x K dont le k-ième vecteur colonne est égal à vi<_2. Cette matrice V_2 comporte donc toute l’information relative aux combinaisons linéaires exprimant le précodeur P_2 en fonction des précodeurs g_i de l’ensemble G, et donc in fine en fonction des directions associées auxdits précodeurs g_i. La relation entre le précodeur P_2 et l’ensemble G se traduit donc par la formule suivante :
P_2 = G V_2.
[0103] Le fait de déterminer la matrice V_2 est particulièrement avantageux dans la mesure où il est possible d’obtenir directement la matrice P_2 à partir de cette dernière, le dispositif émetteur 2 ayant déjà la connaissance de la matrice G. En outre, il est également avantageux pour le dispositif émetteur 2 de mémoriser la matrice V_2 plutôt que la matrice P_2 étant donné que la dimension L x K de V_2 est inférieure à la dimension M x K de P 2. [0104] Il convient également de noter que le choix consistant à déterminer P_2 en réalisant une projection orthogonale de P_1 sur l’espace engendré par les vecteurs colonnes de G ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. En effet, l’expression de P_1 en fonction de l’ensemble G peut être vue, de manière plus générale, comme la recherche d’une solution à un problème d’optimisation consistant à minimiser une distance entre le précodeur P_1 et l’espace engendré par les vecteurs colonnes de G. La formulation de ce problème d’optimisation peut varier, notamment, en fonction de la norme considérée pour évaluer ladite distance. De manière encore plus générale, toute méthode d’optimisation connue de l’homme de l’art peut être mise en œuvre.
[0105] Par la suite, le procédé de détermination comporte une étape E30
d’identification, parmi les directions associées aux précodeurs de l’ensemble G, de directions dites « directions de dépassement DP » suivant lesquelles la contrainte réglementaire n’est pas respectée lorsque le dispositif émetteur est associé audit précodeur P_2.
[0106] Par « direction de dépassement », on fait donc référence ici à une direction i suivant laquelle la puissance rayonnée PIRE est dépassée en dehors de la zone réglementaire.
[0107] De manière symétrique, et pour le reste de la description, une direction
associée à un précodeur de l’ensemble G et distincte desdites directions de dépassement est dite « direction de non dépassement N DP ».
[0108] Ladite étape E30 a donc pour objectif d’identifier des directions de
dépassement DP parmi les directions respectivement associées aux précodeurs 9_i·
[0109] Dans un mode particulier de mise en œuvre, l’étape E30 d’identification
comporte, pour chaque direction i de l’ensemble G, et dans un premier temps, une estimation de la puissance F rayonnée en espace libre par le dispositif émetteur 2 et reçue en dehors de ladite zone réglementaire suivant ladite direction i. Par exemple, ladite puissance rayonnée F est estimée en bordure de ladite zone, c’est-à-dire au niveau de la limite géographique correspondant à la distance réglementaire utilisée pour calculer la puissance maximale d’émission associée à la contrainte réglementaire. L’évaluation de ladite puissance F s’effectue au moyen de la formule suivante :
F = | |Hj x G x V_2||2,
où :
- Hj désigne la matrice de canal pour une antenne de réception sous l’hypothèse d’une émission de flux de données en espace libre. Cette matrice Hj, dans la mesure où elle est associée à une seule direction i, correspond en fait à un vecteur ligne comportant M colonnes, de sorte que la quantité Hj x G x V_2 forme un vecteur comportant K colonnes. Ce vecteur Hj est par exemple estimé par calculs, par simulations numériques ou bien encore par des mesures
préalablement réalisées, par exemple en prenant en compte le diagramme d’émission des antennes du dispositif émetteur 2. L’obtention d’un tel vecteur Hj étant connue de l’homme de l’art, elle n’est pas détaillée plus avant ici.
- 1|.||2 désigne la norme euclidienne d’un vecteur (i.e. la somme des carrés des valeurs absolues des composantes d’un vecteur).
[0110] Dans un deuxième temps, une fois que la puissance rayonnée a été calculée, l’étape E30 comporte pour la direction i considérée une comparaison de ladite puissance F avec une valeur seuil, de sorte à déterminer si ladite direction i correspond à une direction de dépassement DP. La valeur seuil considérée ici correspond à la puissance maximale d’émission associée à la contrainte réglementaire.
[0111 ] Dès lors, en reprenant les notations précédentes, on en déduit que si la
quantité ||Hj x G x V_2||2 dépasse la valeur seuil en puissance, la direction i considérée est identifiée comme étant une direction de dépassement DP.
[0112] Ainsi, une fois l’étape E30 achevée, c’est-à-dire une fois toutes les directions i associées aux précodeurs g_i testées, on dispose d’un sous-ensemble de l’ensemble G pour lequel les directions associées sont des directions de dépassement DP. Il importe de noter que le nombre de directions de
dépassement DP est supérieur ou égal à 1 , puisqu’il a été supposé que le dispositif émetteur 2 ne respecte pas la contrainte réglementaire lorsqu’il émet avec le précodeur P_1 (et donc P_2), mais non nécessairement strictement supérieur à 1. [01 13] Une fois lesdites directions de dépassement DP identifiées, le procédé de détermination comporte une étape E40 de détermination d’un précodeur P_3 en fonction du précodeur P_2, de sorte que la contrainte réglementaire est respectée suivant lesdites directions de dépassement DP lorsque le dispositif émetteur est associé au précodeur P_3.
[01 14] Ainsi, le précodeur P_3 cible une réduction de puissance rayonnée
spécifiquement suivant les directions de dépassement DP qui ont été identifiées. Ledit précodeur P_3 permet donc non seulement de respecter la contrainte réglementaire, mais également, de limiter très efficacement la dégradation du critère d’exploitation en comparaison avec les solutions de l’art antérieur.
[01 15] Dans un mode particulier de mise en oeuvre, l’étape E40 de détermination du précodeur P_3 est exécutée de manière itérative. A cet effet, l’étape E40 comporte, pour chaque direction de dépassement DP, et au cours d’une première itération associée à cette direction de dépassement DP, une estimation de la puissance rayonnée en espace libre par le dispositif émetteur 2 associé au précodeur P_2 et reçue en dehors de ladite zone réglementaire suivant ladite direction de dépassement DP.
[01 16] Ainsi, comme expliqué auparavant, il s’agit ici d’évaluer la quantité F égale à ||Hj x G x V_2||2, où Hj correspond ici au vecteur de canal d’émission en espace libre pour la direction de dépassement DP considérée au cours de itération.
Bien entendu, lorsque cette quantité a déjà été estimée lors de l’étape E30 d’identification, elle peut être stockée par les moyens de mémorisation du dispositif émetteur 2, qui peut dès lors la réutiliser sans avoir à effectuer à nouveau les calculs correspondants.
[01 17] Toujours au cours de la même itération, et pour la direction de dépassement DP considérée, l’étape E40 comporte ensuite une mise à jour du précodeur P_2, de sorte que la puissance rayonnée en espace libre par le dispositif émetteur 2 associé au précodeur P_2 mis à jour et reçue en dehors de ladite zone réglementaire suivant ladite direction de dépassement DP est inférieure à la puissance reçue estimée avant ladite mise à jour.
[01 18] Par exemple, pour l’indice i appartenant à l’intervalle [1 , L] et associé à la direction de dépassement DP considérée, les coefficients situés sur la ligne d’indice i de la matrice V_2 sont diminués d’un pas déterminé, par exemple égal à 1 Watt. On comprend que le fait de modifier ainsi les coefficients de V_2 implique une modification des coefficients de la matrice P_2, celle-ci étant égale à G x V_2. Ainsi, en mettant à jour la matrice V_2, on met à jour la matrice P_2. En outre, en diminuant les coefficients placés sur la ligne i de la matrice V_2, on réduit la puissance rayonnée suivant la direction de dépassement DP
considérée.
[0119] Une fois que la matrice V_2 (et donc in fine la matrice P_2) a été mise à jour, la quantité F égale à ||Hj x G x V_2||2 est à nouveau évaluée (donc au cours d’une itération suivante) et comparée à la valeur seuil en puissance. Si cette quantité est inférieure à la valeur seuil, cela signifie que la puissance rayonnée suivant la direction de dépassement DP initiale a suffisamment décru pour que la contrainte réglementaire soit désormais respectée suivant cette direction, qui ne constitue dès lors plus une direction de dépassement DP.
[0120] A l’inverse, si la quantité F est supérieure à la valeur seuil en puissance, les coefficients situés sur la ligne d’indice i de la matrice V_2 (déjà mise à jour précédemment) sont à nouveau diminués dudit pas déterminé. Ce processus est répété jusqu’à ce que la quantité F soit inférieure à la valeur seuil en puissance, autrement dit jusqu’à ce que la contrainte réglementaire soit respectée suivant ladite direction de dépassement DP considérée.
[0121 ] Cette mise à jour du précodeur P_2 est réalisée pour toutes les directions de dépassement DP identifiées au cours de l’étape E30. Le précodeur P_3 finalement obtenu correspond à la dernière mise à jour du précodeur P_2, une fois toutes les directions de dépassement DP considérées.
[0122] Il convient de noter que ce mode particulier de mise en œuvre a été décrit en considérant que chaque direction de dépassement DP était traitée une à une et séparément. Ce choix de mise en œuvre ne constitue qu’une variante
d’implémentation de l’invention. Ainsi, il est possible d’envisager des itérations au cours desquelles plusieurs directions de dépassement DP sont considérées. Par exemple, si plusieurs directions de dépassements DP sont considérées simultanément, les coefficients des lignes correspondant à ces directions dans la matrice V_2 sont diminués dudit pas déterminé en parallèle. [0123] Par ailleurs, rien n’exclut non plus de considérer un pas (pour la réduction des coefficients) qui diffère pour une ou plusieurs directions de dépassement, voire également pour un ou plusieurs coefficients d’une même ligne (ce qui revient à effectuer des itérations non pas ligne par ligne, mais coefficient par coefficient). En alternative, ou bien en complément, il est possible d’envisager un pas de réduction adaptatif, à mesure que la quantité F se rapproche du seuil de puissance, par exemple en évaluant la variation de la puissance rayonnée et reçue dans une direction de dépassement en fonction de la variation du pas. De cette manière, la mise à jour du précodeur P_2, et donc l’obtention du précodeur P_3, peut se faire de manière éclairée, en contrôlant finement la réduction de puissance d’émission du dispositif émetteur 2.
[0124] La figure 4 représente schématiquement les effets de l’application au
dispositif émetteur 2 de la figure 1A du précodeur P_3. Il est considéré ici que les faisceaux représentés dans la figure 1 A sont formés au moyen du premier précodeur P_1.
[0125] Tel qu’illustré dans la figure 4, les tailles respectives des faisceaux F_2 à F_6 sont sensiblement identiques aux tailles correspondantes représentées dans la figure 1 A. Autrement dit, en comparaison avec la figure 1 B, aucune baisse de puissance d’émission n’a lieu suivant les faisceaux F_2 à F_6, ce qui limite efficacement la dégradation du critère d’exploitation (le débit reçu au niveau du dispositif récepteur 3 dans le cas de la figure 4 est supérieur au débit reçu dans le cas de la figure 1 B). En outre, dans la figure 4, la taille du faisceau F_1 a diminué, en comparaison avec la taille représentée dans la figure 1 A, de sorte que ce faisceau F_1 est désormais contenu, de manière ajustée, dans le cercle C_P traduisant la puissance maximale d’émission pour respecter la contrainte réglementaire.
[0126] Pour la suite de la description, on note V_3 la matrice de taille L x K
correspondant à la dernière mise à jour de la matrice V_2 au cours de l’étape E40. Suivant une telle notation, on a donc que la matrice P_3 est égale à G x V_3.
[0127] La figure 5 représente schématiquement un premier mode préféré de mise en œuvre du procédé de détermination de la figure 3, dans lequel le précodeur P_3 obtenu est mis à jour pour exploiter de manière améliorée le fonctionnement du dispositif émetteur 2 tout en respectant la contrainte réglementaire.
[0128] Tel qu’illustré sur la figure 5, le procédé de détermination comporte, pour au moins une direction de non dépassement NDP, une étape E50 de mise à jour du précodeur P_3, de sorte que :
- la puissance rayonnée en espace libre par le dispositif émetteur 2 associé au précodeur P_3 mis à jour et reçue dans ladite zone réglementaire suivant ladite direction de non dépassement NDP est supérieure à la puissance reçue correspondante avant ladite mise à jour,
- la contrainte réglementaire est respectée suivant ladite direction de non dépassement NDP.
[0129] Par exemple, de manière analogue à ce qui a été décrit précédemment pour la mise en oeuvre de l’étape E40, et pour l’indice i appartenant à l’intervalle [1 , L] et associé à la direction de non dépassement NDP considérée, les coefficients situés sur la ligne d’indice i de la matrice V_3 obtenue à l’issu de l’étape E40 sont augmentés d’un pas déterminé.
[0130] On comprend que le fait de modifier ainsi les coefficients de V_3 implique une modification des coefficients de la matrice P_3. Ainsi, en mettant à jour la matrice V_3, on met à jour la matrice P_3. En outre, en augmentant les coefficients placés sur la ligne i de la matrice V_3, on augmente la puissance rayonnée suivant la direction de non dépassement NDP considérée.
[0131 ] L’augmentation des coefficients de la ligne i de la matrice V_3 s’effectue sous respect de la contrainte réglementaire. De cette manière, le précodeur P_3 mis à jour permet de garantir que la puissance rayonnée reste inférieure à la valeur seuil en puissance (donc en champ électrique in fine) dans la direction de non dépassement NDP considérée. Une partie de la puissance de fonctionnement de l’antenne qui avait été abandonnée au cours de l’étape E40 pour satisfaire la contrainte réglementaire suivant les directions de dépassement DP est donc ici exploitée à nouveau pour améliorer le critère d’exploitation, tout en respectant la contrainte réglementaire.
[0132] Il faut noter que le mode illustré par la figure 5 a été décrit jusqu’à présent en considérant une mise à jour du précodeur P_3 pour une seule direction de non dépassement NDP. Toutefois, et de manière préférentielle, lorsqu’il existe une pluralité de directions de non dépassement NDP, toutes lesdites directions de non dépassement NDP sont considérées, par exemple de manière itérative. Autrement dit, les coefficients de la matrice V_3, pour les lignes correspondant à toutes ces directions de non dépassement NDP, sont augmentés d’un pas déterminé.
[0133] Alternativement, lorsqu’il existe une pluralité de directions de non
dépassement NDP, seule une partie de ces directions sont considérées. En procédant ainsi, on peut privilégier des directions de non dépassement NDP suivant lesquelles la puissance rayonnée, avant mise à jour, était
particulièrement faible.
[0134] D’une manière générale, aucune limitation n’est attachée à la manière dont sont considérées les directions de non dépassement NDP entre elles. Au surplus, il est également à noter que toutes les considérations techniques relatives à la détermination du pas lors de l’étape E40 s’appliquent encore ici (pas identique pour toutes les directions, pas différent entre une ou plusieurs directions, pas adaptatif, etc.).
[0135] La figure 6 représente schématiquement les effets de l’application au
dispositif émetteur 2 de la figure 1 A du précodeur P_3 mis à jour selon ledit premier mode préféré de mise en oeuvre. Tel qu’illustré dans la figure 6, les tailles respectives des faisceaux F_2 à F_6 sont désormais supérieures aux tailles correspondantes représentées dans la figure 4, sans toutefois que ces faisceaux ne sortent du cercle C_P. Autrement dit, la contrainte réglementaire est respectée par tous les faisceaux, le débit reçu au niveau du dispositif récepteur 3 dans le cas de la figure 6 étant toutefois supérieur au débit reçu dans le cas de la figure 4. En conséquence, le critère d’exploitation a été amélioré dans le cas de la figure 6. Cette amélioration résulte d’une redistribution vers les faisceaux F_2 à F_6 de la puissance abandonnée pour émettre dans la direction du faisceau F_1. Au demeurant, on note que la taille du faisceau F_1 reste identique entre la figure 4 et la figure 6.
[0136] La figure 7 représente schématiquement un second mode préféré de mise en oeuvre du procédé de détermination de la figure 2, dans lequel le précodeur P_3 obtenu est mis à jour une pluralité de fois de sorte à obtenir une pluralité de précodeurs destinés à être utilisés tour à tour pour exploiter de manière améliorée le fonctionnement du dispositif émetteur 2, tout en respectant la contrainte réglementaire.
[0137] Tel qu’illustré dans la figure 7, le procédé de détermination comporte une pluralité d’étapes E50 I de mises à jour. Ces étapes de mises à jour sont indépendantes les unes des autres. Par « indépendantes », on fait référence ici au fait que le précodeur obtenu à l’issu d’une des étapes de mise à jour n’est pas utilisé pour l’exécution des autres étapes de mises à jour. En outre, lesdites étapes de mises à jour sont respectivement associées aux directions des faisceaux obtenus grâce au précodeur P_1 avec lequel le dispositif émetteur 2 est initialement configuré.
[0138] Ainsi, dans ce mode préféré, et pour une telle direction de faisceau donnée, le précodeur P_3 est mis à jour de sorte que :
- la puissance rayonnée en espace libre par le dispositif émetteur 2 associé au précodeur P_3 mis à jour pour ladite direction de faisceau et reçue dans ladite zone réglementaire suivant ladite direction de faisceau est supérieure à la puissance reçue correspondante avant ladite mise à jour.
[0139] Dans un exemple de mise en oeuvre, en reprenant les notations précédentes, le procédé comporte tout d’abord une identification des lignes V_{3, 1} de la matrice V_3 qui ne sont pas nulles (i.e. les lignes qui comportent au moins un coefficient non nul). Les indices I de ces lignes non nulles sont mémorisés. Puis, pour chacun desdits indices I mémorisés, considérés indépendamment les uns des autres, il est procédé à une mise à jour de la matrice P_3, de sorte à obtenir une pluralité de matrices P_3 mises à jour. Plus particulièrement, pour un tel indice I mémorisé, les coefficients de V_3 situés sur la ligne associée audit indice I sont augmentés de manière itérative d’un pas déterminé. Le processus est ensuite répété pour chacun desdits indices I mémorisés, de sorte à obtenir I matrices P_3 mises à jour.
[0140] En augmentant ainsi les coefficients de la matrice V_3 pour un indice I
mémorisé, on met à jour ladite matrice V_3, et donc également la matrice P_3. Par ailleurs, une telle augmentation a pour effet que la puissance rayonnée dans une seule des directions de faisceaux associées au précodeur P_1 augmente, jusqu’à potentiellement dépasser la contrainte réglementaire. Par contre, la contrainte réglementaire reste respectée suivant les autres directions de faisceaux.
[0141 ] On note là encore qu’aucune limitation n’est attachée à la manière dont est défini le pas déterminé au cours de chaque étape E50_l.
[0142] Par ailleurs, et tel qu’illustré dans la figure 7, les étapes E50_l de mises à jour sont réalisées les unes à la suite des autres, en considérant les différents indices I pour lesquels il existe des lignes non nulles dans la matrice V_3. Rien n’exclut cependant de considérer que lesdites étapes E50_l sont exécutées en parallèle.
[0143] On comprend donc que dans ce second mode de préféré de mise en œuvre, chaque précodeur P_3 mis à jour est susceptible de générer une violation de la contrainte réglementaire dans une seule des directions de faisceaux.
[0144] Le fait de déterminer de tels précodeurs P_3 mis à jour est avantageux dans le cadre d’un procédé spécifique d’émission d’au moins un flux de données selon l’invention. Pour un tel procédé d’émission, il est considéré que le dispositif émetteur 2 est, en sus de la contrainte réglementaire, également associé à une durée réglementaire d’émission. Une telle durée réglementaire d’émission correspond par exemple à une durée pendant laquelle la contrainte
réglementaire doit être respectée en moyenne suivant une direction de faisceau. Par « respectée en moyenne », on fait référence ici au fait que :
- la valeur seuil de la contrainte réglementaire peut être dépassée au cours de la durée réglementaire suivant la direction de faisceau considérée,
- la moyenne temporelle (calculée sur un intervalle temporel correspondant à la durée réglementaire) de la quantité électromagnétique considérée générée ne dépasse pas la valeur seuil correspondante en dehors de la zone réglementaire. A titre d’exemple nullement limitatif, la durée réglementaire est égale à 6 minutes.
[0145] Ledit procédé d’émission comporte en outre des étapes d’émission
successives associées respectivement auxdits précodeurs P_3 mis à jour, chacune desdites étapes d’émission étant réalisée pendant une fraction déterminée de la durée réglementaire d’émission, de sorte que ladite contrainte réglementaire est respectée en moyenne au cours de ladite durée réglementaire selon toute direction de faisceau.
[0146] Par exemple, si la durée réglementaire est égale à 6 minutes, et si on
considère six faisceaux d’émission, la fraction allouée à l’émission suivant chaque précodeur P_3 mis à jour est égale à 1 minute.
[0147] Il convient de noter que ces exemples de durée réglementaire (6 minutes) et de fraction allouée à chaque précodeur P_3 mis à jour (1 minute) sont donnés à titre purement illustratif. Ainsi rien n’exclut d’avoir d’autres valeurs de durée réglementaire et de fractions correspondantes (les dites fractions pouvant par exemple différées les unes des autres), dès lors que la contrainte réglementaire est satisfaite en moyenne suivant chaque direction de faisceau au cours de ladite durée réglementaire. Rien n’exclut non plus que la somme des fractions allouées respectivement aux précodeurs P_3 mis à jour soit inférieure à la durée réglementaire. Dans ce cas, on peut envisager d’utiliser pendant la durée restante (c’est-à-dire la durée réglementaire diminuée de la somme des fractions allouées) un autre précodeur, comme par exemple le premier précodeur P_1 , dès lors que la contrainte réglementaire est satisfaite en moyenne suivant chaque direction de faisceau au cours de ladite durée réglementaire.
[0148] Le fait d’utiliser ainsi successivement les différents précodeurs P_3 mis à jour permet de limiter la violation de la contrainte réglementaire à une courte durée de temps. La contrainte réglementaire est ainsi satisfaite en moyenne. A cela s’ajoute le fait que, de manière analogue à la mise en œuvre décrite en référence à la figure 5, la puissance abandonnée lors de l’étape E40 pour respecter la contrainte réglementaire est ici redistribuée tour à tour pour l’émission de chacun des faisceaux pendant une durée déterminée. Au final, le critère d’exploitation est amélioré en moyenne dans le temps.
[0149] Les figures 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F représentent schématiquement les effets de l’application au dispositif émetteur 2 de la figure 1 A d’une pluralité de précodeurs P_3 mis à jour selon ledit deuxième mode préféré de mise en œuvre. Plus précisément, les figures 8A à 8F correspondent à des applications successives de précodeurs P_3 mis à jour et respectivement associés aux faisceaux F_1 à F_6. En outre, dans ces figures 8A à 8F, le dispositif émetteur 2 est associé à une durée réglementaire de 6 minutes, et chaque précodeur P_3 mis à jour est appliqué au dispositif 2 pendant une durée de 1 minute.
[0150] Tel qu’illustré dans la figure 8A, les tailles respectives des faisceaux F_2 à F_6 sont sensiblement identiques aux tailles correspondantes représentées dans la figure 4 (et donc aussi représentées dans la figure 1 A). La taille du faisceau F_1 est quant à elle sensiblement identique à la taille correspondante de la figure 1A. Autrement dit, le faisceau F_1 est en dépassement, et la contrainte
réglementaire n’est pas respectée suivant sa direction. On note d’ailleurs que le précodeur P_3 mis à jour pour que le faisceau F_1 soit en dépassement peut correspondre au précodeur P_2 ici.
[0151 ] Les figures 8B à 8F diffèrent entre elles, ainsi que de la figure 8A, en ce que les faisceaux F_2 à F_6 sont tour à tour en dépassement pendant 1 minute.
[0152] Bien que les faisceaux F_1 à F_6 soient donc tour à tour en dépassement pendant 1 minute, la contrainte réglementaire est cependant respectée en moyenne pendant la durée réglementaire de 6 minutes et selon toute direction de faisceaux. En outre, le fait d’exploiter les capacités d’émission du dispositif émetteur 2 de façon fractionnée dans le temps permet in fine d’améliorer le critère d’exploitation comparativement au cas de la figure 4.
[0153] Il ressort donc clairement de la présente description que les modes décrits en référence aux figures 5 et 7 correspondent à des alternatives de mise en oeuvre de l’invention pour non seulement respecter la contrainte réglementaire, mais également limiter la dégradation du critère d’exploitation de manière encore plus efficace que celle obtenue à partir du seul précodeur P_3.
[0154] Il est à noter que l’invention a été décrite jusqu’à présent dans le cadre où le dispositif mettant en oeuvre le procédé de détermination est le dispositif émetteur 2. Un tel choix ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Ainsi, rien n’exclut d’envisager que le procédé de détermination soit mis en oeuvre par un dispositif annexe, qui peut être le dispositif récepteur 3 du système 1 de communication ou bien encore un dispositif tiers. Lorsque cela est le cas, le procédé de détermination comporte alors une étape de transmission, du dispositif annexe vers le dispositif émetteur 2, d’au moins un des précodeurs déterminés (précodeur P_3 et / ou précodeur P_3 mis à jour selon ledit premier mode préféré de mise en œuvre et / ou précodeurs P_3 mis à jour selon ledit second mode préféré de mise en œuvre), afin que ledit dispositif émetteur 2 puisse encoder les flux de données à transmettre. Parmi les variantes d’implémentation, il est bien entendu que le dispositif de détermination peut être compris dans le dispositif émetteur ou dans le dispositif récepteur.
[0155] On comprend par ailleurs que le dispositif mettant en œuvre le procédé de détermination doit avoir la connaissance du premier précodeur P_1. Par exemple dans le cas où le dispositif annexe correspond au dispositif récepteur 3, le précodeur P_1 est déterminé par ledit dispositif récepteur 3 (le dispositif récepteur 3 ayant acquis au préalable, de manière connue en soi, la
connaissance du canal He du dispositif émetteur 2 vers le dispositif récepteur 3), avant d’être transmis au dispositif émetteur 2 via le canal H dont ils ont tous les deux connaissance par réciprocité. Selon un autre exemple, si le dispositif annexe est un dispositif tiers, celui-ci est équipé de moyens de communication (filaires ou non filaires, et aptes à mettre en œuvre tout protocole de
communication connu) pour réaliser ladite transmission.
[0156] Enfin, l’invention a également été décrite jusqu’à présent en considérant une hypothèse d’émission en espace libre en ce qui concerne le dispositif émetteur 2. Cette hypothèse est donc relative à la modélisation de l’environnement de propagation des ondes à partir du dispositif émetteur 2. Le choix d’une telle hypothèse ne constitue cependant qu’une variante d’implémentation de l’invention qu’il peut être réaliste de considérer dans le cadre d’une évaluation du respect de la contrainte réglementaire. Cela étant, d’autres hypothèses de modélisation sont envisageables, comme par exemple en prenant en compte des données préenregistrées de l’environnement de propagation dans le voisinage du dispositif émetteur 2. Autrement dit, et d’une manière générale, aucune limitation n’est attachée aux hypothèses de modélisation de l’environnement de propagation. L’homme de l’art saura adapter les calculs effectués selon l’invention, notamment les calculs de puissance reçue dans et en dehors de la zone réglementaire, en fonction d’une hypothèse de modélisation donnée.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de détermination d'au moins un précodeur pour un dispositif émetteur (2) équipé d'une pluralité d'antennes d'émission, le dispositif émetteur (2) étant associé à :
- un précodeur P_1 permettant d'optimiser, au regard d'un critère
d'exploitation déterminé, une émission de flux de données sous forme de faisceaux,
- une contrainte réglementaire correspondant au non dépassement, en dehors d'une zone réglementaire définie autour dudit dispositif émetteur (2), d'une valeur seuil relative à une quantité électromagnétique,
ledit procédé de détermination comportant :
- une étape (E10) d'obtention d'un ensemble G comportant une pluralité de précodeurs respectivement associés à des directions distinctes entre elles,
- une étape (E20) de détermination d'un précodeur P_2 correspondant à une représentation du précodeur P_1 en fonction de l'ensemble G,
- une étape (E30) d'identification, parmi les directions associées aux précodeurs de l'ensemble G, de directions dites « directions de dépassement » suivant lesquelles la contrainte réglementaire n'est pas respectée lorsque le dispositif émetteur (2) est associé audit précodeur P_2,
- une étape (E40) de détermination d'un précodeur P_3 en fonction du précodeur P_2, de sorte que la contrainte réglementaire est respectée suivant lesdites directions de dépassement lorsque le dispositif émetteur (2) est associé au précodeur P_3.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape
(E30) d'identification comporte, pour chaque direction considérée de l'ensemble G :
- une estimation d'une puissance rayonnée par le dispositif émetteur (2) et reçue au-delà de ladite zone réglementaire suivant ladite direction,
- une comparaison de ladite puissance avec une valeur seuil, de sorte à déterminer si ladite direction correspond à une direction de dépassement. [Revendication 3] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel l'étape (E40) de détermination du précodeur P_3 comporte, pour chaque direction considérée de dépassement :
- une estimation d'une puissance rayonnée en espace libre par le dispositif émetteur (2) associé au précodeur P_2 et reçue au-delà de ladite zone réglementaire suivant ladite direction de dépassement,
- une mise à jour du précodeur P_2, de sorte que la puissance rayonnée par le dispositif émetteur (2) associé au précodeur P_2 mis à jour et reçue au- delà de ladite zone réglementaire suivant ladite direction de dépassement est inférieure à la puissance reçue estimée avant ladite mise à jour,
l'estimation et la mise à jour étant itérées pour la direction de dépassement considérée jusqu'à ce que la contrainte réglementaire soit respectée suivant ladite direction de dépassement,
le précodeur P_3 correspondant à la dernière mise à jour du précodeur P_2, une fois toutes les directions de dépassement considérées.
[Revendication 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel :
- une direction associée à un précodeur de l'ensemble G et distincte des directions de dépassement est dite « direction de non dépassement », le procédé comportant, pour au moins une direction de non dépassement considérée, une étape (E50) de mise à jour du précodeur P_3, de sorte que :
- la puissance rayonnée par le dispositif émetteur (2) associé au précodeur P_3 mis à jour et reçue dans ladite zone réglementaire suivant ladite direction de non dépassement est supérieure à la puissance reçue correspondante avant ladite mise à jour,
- la contrainte réglementaire est respectée suivant ladite direction de non dépassement.
[Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'étape (E50) de mise à jour du précodeur P_3 est itérée pour chacune des directions de non dépassement considérées, une étape de mise à jour associée à une itération étant réalisée à partir du précodeur P_3 obtenu lors de l'itération précédente. [Revendication 6] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel :
- chaque faisceau obtenu grâce au précodeur P_1 est associé à une direction, dite « direction de faisceau »,
le procédé comportant des étapes (E50J) de mise à jour du précodeur P_3 indépendantes entre elles et respectivement associées aux directions de faisceaux, de sorte à obtenir une pluralité de précodeurs P_3 mis à jour et que, pour une direction de faisceau donnée :
- la puissance rayonnée par le dispositif émetteur (2) associé au précodeur P_3 mis à jour pour ladite direction de faisceau et reçue dans ladite zone réglementaire suivant ladite direction de faisceau est supérieure à la puissance reçue correspondante avant ladite mise à jour.
[Revendication 7] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ledit procédé étant destiné à être mis en œuvre par un dispositif, dit « dispositif annexe », distinct dudit dispositif émetteur, ledit procédé
comportant en outre une étape de transmission du dispositif annexe vers le dispositif émetteur (2) :
- du précodeur P_3 déterminé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 ; ou
- du précodeur P_3 mis à jour déterminé selon l'une quelconque des revendications 4 à 5 ; ou
- des précodeurs P_3 mis à jour déterminés selon la revendication 6.
[Revendication 8] Procédé d'émission d'au moins un flux de données par un dispositif émetteur (2) équipé d'une pluralité d'antennes d'émission, le dispositif émetteur (2) étant associé à :
- un précodeur P_3 préalablement déterminé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3 ; ou
- un précodeur P_3 mis à jour préalablement déterminé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 5.
[Revendication 9] Procédé d'émission d'au moins un flux de données par un dispositif émetteur (2) équipé d'une pluralité d'antennes d'émission, le flux de données étant émis suivant des directions de faisceaux, ledit dispositif émetteur (2) étant associé à :
- une contrainte réglementaire correspondant au non dépassement, au-delà d'une zone réglementaire définie autour dudit dispositif émetteur, d'une valeur seuil relative à une quantité électromagnétique,
- des précodeurs P_3 mis à jour préalablement déterminés selon la
revendication 6,
- une durée réglementaire d'émission,
ledit procédé comportant des étapes d'émission successives associées respectivement auxdits précodeurs P_3 mis à jour, chacune desdites étapes d'émission étant réalisée pendant une fraction déterminée de la durée réglementaire d'émission, de sorte que ladite contrainte réglementaire est respectée en moyenne au cours de ladite durée réglementaire selon toute direction de faisceau.
[Revendication 10] Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d'un procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ou d'un procédé d'émission selon l'une quelconque des revendications 8 à 9 lorsque ledit programme est exécuté par un processeur.
[Revendication 11] Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon la revendication 10. [Revendication 12] Dispositif de détermination d'au moins un précodeur pour un dispositif émetteur (2) équipé d'une pluralité d'antennes d'émission, le dispositif émetteur (2) étant associé à :
- un précodeur P_1 permettant d'optimiser, au regard d'un critère
d'exploitation déterminé, une émission de flux de données sous forme de faisceaux, ledit précodeur P_1 étant connu du dispositif de détermination,
- une contrainte réglementaire correspondant au non dépassement, au-delà d'une zone réglementaire définie autour dudit dispositif émetteur (2), d'une valeur seuil relative à une quantité électromagnétique,
ledit dispositif de détermination comportant :
- un module d'obtention, configuré pour obtenir un ensemble G comportant une pluralité de précodeurs respectivement associés à des directions distinctes entre elles,
- un premier module de détermination, configuré pour déterminer un précodeur P_2 correspondant à une représentation du précodeur P_1 en fonction de l'ensemble G,
- un module d'identification, configuré pour identifier, parmi les directions associées aux précodeurs de l'ensemble G, des directions dites « directions de dépassement » suivant lesquelles la contrainte réglementaire n'est pas respectée lorsque le dispositif émetteur (2) est associé audit précodeur P_2,
- un deuxième module de détermination, configuré pour déterminer un précodeur P_3 en fonction du précodeur P_2, de sorte que la contrainte réglementaire est respectée suivant lesdites directions de dépassement lorsque le dispositif émetteur (2) est associé au précodeur P_3.
[Revendication 13] Dispositif selon la revendication 12, ledit dispositif de détermination correspondant :
- au dispositif émetteur (2) ; ou
- à un dispositif, dit « dispositif annexe », distinct dudit dispositif émetteur (2), ledit dispositif annexe comportant en outre des moyens de
communication configurés pour transmettre au moins un précodeur au dispositif émetteur (2).
[Revendication 14] Dispositif selon la revendication 13, ledit dispositif annexe est un dispositif récepteur (3) du flux de données équipé d'au moins une antenne de réception.
[Revendication 15] Système (1) de communication sans fil comprenant un dispositif émetteur (2) équipé d'une pluralité d'antennes d'émission et un dispositif récepteur (3) équipé d'au moins une antenne de réception, ledit dispositif émetteur (2) étant associé à :
- un précodeur P_3 préalablement déterminé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3 ; ou
- un précodeur P_3 mis à jour préalablement déterminé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 5 ; ou
- des précodeurs P_3 mis à jour préalablement déterminés selon la
revendication 6.
EP20726441.7A 2019-05-24 2020-05-19 Procede de determination d'au moins un precodeur pour un dispositif emetteur d'un systeme de communication sans fil Pending EP3977629A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1905493A FR3096528A1 (fr) 2019-05-24 2019-05-24 Procédé de détermination d’au moins un précodeur pour un dispositif émetteur d’un système de communication sans fil
PCT/EP2020/063990 WO2020239551A1 (fr) 2019-05-24 2020-05-19 Procede de determination d'au moins un precodeur pour un dispositif emetteur d'un systeme de communication sans fil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3977629A1 true EP3977629A1 (fr) 2022-04-06

Family

ID=67957068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20726441.7A Pending EP3977629A1 (fr) 2019-05-24 2020-05-19 Procede de determination d'au moins un precodeur pour un dispositif emetteur d'un systeme de communication sans fil

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3977629A1 (fr)
FR (1) FR3096528A1 (fr)
WO (1) WO2020239551A1 (fr)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018056876A1 (fr) * 2016-09-23 2018-03-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Nœud de réseau et procédé associé permettant de déterminer un faisceau à transmettre pour au moins un premier équipement d'utilisateur

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8929473B2 (en) * 2011-07-28 2015-01-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Combining baseband processing and radio frequency beam steering in wireless communication systems
US9397733B2 (en) * 2013-04-12 2016-07-19 Broadcom Corporation Dynamic EIRP constraint for a cellular communication system using a large number of base station antennas
WO2017168349A1 (fr) * 2016-03-31 2017-10-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Procédés et dispositifs pour déterminer des paramètres de précodeur dans un réseau de communication sans fil

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018056876A1 (fr) * 2016-09-23 2018-03-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Nœud de réseau et procédé associé permettant de déterminer un faisceau à transmettre pour au moins un premier équipement d'utilisateur

Also Published As

Publication number Publication date
FR3096528A1 (fr) 2020-11-27
WO2020239551A1 (fr) 2020-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3099670A1 (fr) Procédé de génération d’au moins une zone pour la rétrodiffusion d’un signal ambiant et /ou pour la réception d’un signal ambiant rétrodiffusé
EP2795984B1 (fr) Procede de groupement de couples emetteur-recepteur pour communiquer sur un reseau de communications
FR3103338A1 (fr) Procede de configuration d’un reseau d’antennes actives et réseau d’antennes actives configure selon ledit procede
EP4066412A1 (fr) Procédé et dispositif de paramétrage d&#39;un système de communication par rétrodiffusion ambiante
EP3329609B1 (fr) Procédé de traitement d&#39;informations représentatives d&#39;un canal de transmission par un équipement radio, dispositif, équipement récepteur et programme d&#39;ordinateur associé
FR3014269A1 (fr) Procede de coordination d&#39;emetteurs radio base sur un codage de niveau de puissance emise et emetteur correspondant
WO2020239551A1 (fr) Procede de determination d&#39;au moins un precodeur pour un dispositif emetteur d&#39;un systeme de communication sans fil
WO2025180991A1 (fr) Procédé, dispositif et programme de configuration d&#39;une transmission entre un satellite d&#39;un réseau de communication satellitaire et un récepteur.
EP3977630A1 (fr) Procede de determination d&#39;au moins un precodeur pour un dispositif emetteur au moyen d&#39;un dispositif emetteur
EP4173163B1 (fr) Dispositif de communication sans fil multi-antennes full-duplex, procédé de contrôle d&#39;un tel dispositif
EP4320742A1 (fr) Procede de formation d&#39;un faisceau composite par combinaison lineaire de faisceaux orthogonaux d&#39;un reseau d&#39;antennes de communication radio
WO2023169977A1 (fr) Procédé de contrôle d&#39;un niveau de qualité de service entre un équipement utilisateur et un équipement d&#39;accès à un réseau de communication, dispositif, équipement d&#39;accès, système de communication et programme d&#39;ordinateur correspondants.
EP4416861A1 (fr) Procédé de configuration d&#39;un dispositif émetteur, dispositif émetteur pour la mise en oeuvre dudit procédé de configuration
EP4046347B1 (fr) Procédé de sélection pour optimiser des communications par rétrodiffusion ambiante, et système associé
EP3823182A1 (fr) Procédé de sélection d&#39;au moins un faisceau, station de base pour la mise en oeuvre d&#39;un tel procédé
EP4601206A1 (fr) Procédé de positionnement d&#39;un ensemble de surfaces intelligentes reconfigurables et dispositif électronique associé
EP4601208A2 (fr) Procédé et dispositif de contrôle d&#39;au moins une surface intelligente reconfigurable
EP4601207A1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle d&#39;un ensemble de surfaces intelligentes reconfigurables
FR2816140A1 (fr) Procede d&#39;obtention de fonction de gain a l&#39;emission
WO2025195940A1 (fr) Procédé, dispositif et programme de configuration d&#39;une transmission entre un satellite d&#39;un réseau de communication satellitaire et un récepteur
WO2025180992A1 (fr) Procédé, dispositif et programme de de contrôle d&#39;une zone de couverture d&#39;un satellite serveur d&#39;un système de communication.
FR3162578A1 (fr) Procédés de réception et d’envoi, équipement utilisateur, point d’accès configurés et signal numérique
FR2943206A1 (fr) Procede de configuration d&#39;une antenne agile d&#39;un dispositif recepteur dans un reseau de communication sans-fil, produit programme d&#39;ordinateur, moyen de stockage et dispositif correspondant
WO2024003499A1 (fr) Procédé de réduction du facteur de crête d&#39;un signal de type ofdm, produits programme d&#39;ordinateur et dispositifs correspondants
WO2019207258A1 (fr) Procédés de réception et d&#39;émission, et dispositifs récepteur et émetteur d&#39;un système de communication sans fil

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20211220

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240105