FR3138749A1

FR3138749A1 - Procédé mis en œuvre par un dispositif aérien ou spatial pour communiquer avec au moins un terminal, dispositif, système, et programme d’ordinateur associés

Info

Publication number: FR3138749A1
Application number: FR2208133A
Authority: FR
Inventors: Jean-Marc Kelif; Emile Stephan; Veronica Quintuna Rodriguez
Original assignee: Orange SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2024-02-09
Also published as: EP4566195A1; WO2024027983A1; US20250392378A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé mis en œuvre par un premier dispositif aérien ou spatial (SAT_X) pour transmettre des données à au moins un terminal (UE), le procédé comprenant : une réception (SX60), en provenance d’une entité de coopération (GW, BROKER), d’une information (COOP_DIM) relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial (SAT_Y) pouvant être utilisées pour transmettre des données audit au moins un terminal (UE) ; si un critère de coopération (COOP_CRIT) est vérifié, un déclenchement d’une coopération avec ledit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) en fonction de ladite information (COOP_DIM) pour transmettre des données audit au moins un terminal (UE), ladite coopération comprenant : un envoi (SX120), audit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y), de deuxièmes données (COOP_DATA) à transmettre audit au moins un terminal (UE). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Procédé mis en œuvre par un dispositif aérien ou spatial pour communiquer avec au moins un terminal, dispositif, système, et programme d’ordinateur associés

La présente invention se rapporte au domaine général des télécommunications, et plus particulièrement au domaine des communications via des dispositifs aériens ou spatiaux tels que des satellites ou des aéronefs (ex. des drones). En particulier, la présente invention concerne un procédé mis en œuvre par un dispositif aérien ou spatial pour communiquer avec au moins un terminal et un procédé mis en œuvre par une entité de coopération pour communiquer avec un dispositif aérien ou spatial, ainsi qu’un dispositif, une entité de coopération, un système, un programme d’ordinateur et un support d’information associés. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, pour la mise en œuvre de réseaux de téléphonie mobile par satellite.

État de la technique antérieure

La demande croissante des utilisateurs pour une connectivité sans-fil avec une couverture mondiale a conduit à l’émergence de systèmes de communication par satellite. Il existe ainsi aujourd'hui, dans l'état de la technique, différents systèmes de communication exploitant des satellites, et permettant aux utilisateurs d'accéder à un réseau (e.g. le réseau Iridium, ou Viasat) quel que soit leur emplacement. L’exploitation des systèmes de communication par satellite suppose toutefois de résoudre des problèmes de latence et de couverture.

De manière générale, il est connu d’utiliser des satellites en orbites géostationnaires pour déployer des systèmes de communication par satellite. Les satellites en orbites géostationnaires restent à une position fixe dans le ciel, et permettent d’obtenir de larges zones de couverture fixes dans le temps. Ces avantages sont néanmoins contrebalancés par un certain nombre d’inconvénients. Les satellites géostationnaires sont situés à une altitude d’environ 36 000 km de telle sorte que la distance sol-satellite conduit à une latence élevée et nécessite d’importantes puissances d’émission. Par ailleurs, il n’existe aucun moyen de réduire cette latence, intrinsèque au temps de propagation aller et retour des signaux entre la Terre et les satellites géostationnaires.

Pour ces raisons, des systèmes de communication exploitant des satellites en orbites terrestres moyennes ou basses ont été développés. En comparaison aux satellites géostationnaires, la distance entre le sol et les satellites en orbites terrestre moyennes ou basses est significativement plus courte. Par conséquent, les systèmes de communication basés sur des satellites en orbites moyennes ou basses ne présentent pas les inconvénients précités de latence et de puissance d’émission. Néanmoins, il convient de noter que de tels systèmes de communication requièrent chacun une constellation comprenant un grand nombre de satellites pour fournir aux utilisateurs une couverture géographique continue, ce qui entraine une importante complexité de mise en œuvre.

Il existe par conséquent un besoin pour un système de communication par satellite permettant de couvrir une large zone géographique et de communiquer avec des terminaux de manière efficace, en termes de débit, de fiabilité, de latence.

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés précédemment.

À cet effet, selon un aspect de l’invention, il est proposé un procédé mis en œuvre par un premier dispositif aérien ou spatial pour transmettre des données à au moins un terminal, le procédé comprenant :

une réception, en provenance d’une entité de coopération, d’une information relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial pouvant être utilisées pour transmettre des données audit au moins un terminal ;
si un critère dit de coopération est vérifié, un déclenchement d’une coopération avec ledit au moins un deuxième dispositif en fonction de ladite information pour transmettre des données audit au moins un terminal, ladite coopération comprenant un envoi, audit au moins un deuxième dispositif, de données dites deuxièmes données à transmettre audit au moins un terminal.

Au sens de l’invention, le terme « dispositif aérien ou spatial » fait référence à tout dispositif capable de s’élever dans les airs, tels qu’un drone, une plateforme haute altitude, ou à tout dispositif placé en orbite autour d’une planète (Terre, Mars, …) tels que des satellites artificiels (e.g. satellite de télécommunications). Selon un mode de réalisation particulier, lesdits premier et deuxième dispositifs sont des satellites.

Dans le cadre de l’invention, l’ « entité de coopération » désigne une entité déterminant et transmettant ladite information relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif, permettant de mettre en place si cela s’avère pertinent une coopération entre les dispositifs aériens ou spatiaux. Cette entité de coopération peut être comprise dans une station terrestre, ou une entité de gestion des dispositifs aériens ou spatiaux, ou un dispositif aérien ou spatial.

Par « ressource », il est fait référence ici à une ressource de communication qui peut désigner tout type de ressource pouvant être utilisée pour communiquer des données, comme par exemple un canal de fréquences, un intervalle de temps, un couple constitué d’une fréquence et d’un intervalle de temps, etc. Ci-après, le terme de coopération est utilisé pour désigner le fait que plusieurs dispositifs aériens ou spatiaux sont impliqués dans une communication avec au moins un terminal, et plus particulièrement collaborent entre eux pour lui transmettre des données. Selon un exemple, une coopération entre plusieurs satellites peut correspondre à la transmission de données d’un premier satellite vers un terminal en utilisant un deuxième satellite en tant que relais (i.e. répéteur satellite). Selon un autre exemple, une coopération inter-satellites peut correspondre à une transmission simultanée de données par un premier et un deuxième satellite à un terminal.

Le terme « cellule » est ici utilisé pour désigner une région géographique terrestre couverte par un faisceau émis par un dispositif aérien ou spatial de communication. Une cellule fait ainsi référence à une zone géographique sur Terre dans laquelle un faisceau (plus couramment désigné par le terme anglais « spot ») émis par un dispositif aérien ou spatial peut véhiculer (i.e. communiquer) des données, chaque dispositif étant susceptible d’émettre plusieurs faisceaux et donc de couvrir plusieurs cellules. Plus particulièrement, une cellule peut correspondre à une zone de couverture, i.e. une zone géographique dans laquelle le niveau de puissance du signal reçu par un terminal est supérieur à un certain seuil, par exemple le niveau de puissance du signal reçu par le terminal est similaire à celui d’une cellule terrestre de type 4G ou 5G et permettant une connexion directe d’un terminal mobile banalisé. Par extension le terme « cellule » désigne aussi la partie basse du cône du faisceau immédiatement au-dessus de cette géographique terrestre à même de contenir des terminaux mobiles embarqués volants tel que des drones volant au plus a quelque centaine de mètres. Dans le contexte de l’invention, les satellites peuvent être en orbites géostationnaires, moyennes ou basses, de telle sorte que les zones de couvertures des différents satellites peuvent être fixes ou mobiles dans le temps.

Par « critère de coopération », il est ici entendu un critère qui conditionne la mise en œuvre d’une coopération entre le premier dispositif et le deuxième dispositif pour la transmission de données vers le terminal.

Le procédé proposé permet d’améliorer les performances d’un système de communication par satellite (e.g. un réseau d’accès par satellite), notamment en termes de couverture, de débit et de fiabilité.

En effet, le procédé proposé permet de mettre en œuvre des coopérations entre des dispositifs aériens ou spatiaux afin de communiquer avec des terminaux. Par exemple, plusieurs satellites peuvent être utilisés pour communiquer des données à un même terminal. Ci-après, les ressources d’un dispositif aérien ou spatial pouvant être utilisées pour une coopération sont également dites ressources partageables ou utilisables.

De telles coopérations permettent au premier dispositif de bénéficier des ressources du deuxième dispositif pour transmettre des données à un terminal. En particulier, de telles coopérations peuvent permettre au premier dispositif de maintenir et/ou d’augmenter « artificiellement » sa zone de couverture.

En effet, le premier dispositif peut bénéficier, grâce à la coopération, de la zone de couverture du second dispositif pour communiquer avec des terminaux.

Le procédé proposé permet par exemple d’augmenter la puissance du signal reçu par un terminal et ainsi d’améliorer le rapport signal-sur-bruit ou SINR (acronyme de l’expression anglais « Signal-to-Interference plus Noise Ratio ») au niveau d’un terminal récepteur. À titre d’exemple, un premier satellite peut augmenter la puissance du signal reçu par un terminal en coopérant avec un deuxième satellite relais (i.e. un répéteur satellite) plus proche du terminal. Autrement dit, le premier dispositif transmet des données à un terminal par l’intermédiaire du deuxième dispositif. Par conséquent, le procédé proposé peut permettre d’améliorer la fiabilité et/ou le débit des communications. Dans le contexte de l'invention, par amélioration de la fiabilité des communications, il est notamment entendu une réduction de la probabilité d’erreur de transmission.

Par ailleurs, le procédé proposé permet au premier dispositif de mettre en œuvre des coopérations de manière autonome et dynamique, ce qui permet de répondre à des variations rapides de débits dans les données à communiquer aux terminaux. L’invention ne nécessite qu’une signalisation minime et asynchrone entre une station terrestre et les dispositifs aériens ou spatiaux pour mettre en œuvre des coopérations, ce qui permet notamment de déployer un système de communication par aéronef ou satellite avec un nombre de stations terrestres limité.

Par ailleurs, le procédé permet la coopération entre aéronefs ou satellites appartenant à des constellations différentes sans prise de contrôle des aéronefs ou satellites d’une constellation par les entités de contrôle (ex. stations terrestres) d’une autre constellation. Par constellation on entend également tout ensemble d’aéronefs ou de satellites exploités par une même entité administrative (ex. un même opérateur d’aéronefs ou de satellites) pour fournir au moins un service donné (ex. service de communications) et gérés à par une plusieurs entités de contrôle opérées par ou pour cette entité administrative.

L’autonomie, c’est-à-dire la capacité d’initiative des dispositifs aériens ou spatiaux pour la mise en œuvre des coopérations est permise par l’envoi au premier dispositif de ladite information relative aux ressources du deuxième dispositif pouvant être utilisées pour coopérer. En effet, suite à la réception de cette information, le premier dispositif dispose des informations requises pour initier une coopération si nécessaire. De plus, il convient de souligner que l’étape de réception de ladite information relative aux ressources utilisables du deuxième dispositif peut être réalisée de manière asynchrone, i.e. sans contrainte de temps, par rapport à l’étape d’envoi au deuxième dispositif des deuxièmes données. À titre d’exemple, ladite information reçue par le premier dispositif peut lui indiquer que le deuxième dispositif dispose, pour une période de temps donnée (e.g. 1 minute, une heure, une journée, etc.), de ressources partageables. Ainsi, à un quelconque instant de cette période de temps, le premier dispositif peut initier une coopération avec le deuxième dispositif. L’envoi de cette information par l’entité de coopération au premier dispositif n’est donc pas contraint temporellement. Le procédé proposé permet par conséquent de mettre en œuvre un système de communication de faible complexité pour réaliser des coopérations entre dispositifs aériens ou spatiaux.

Selon un mode de réalisation, le premier dispositif envoie audit au moins un deuxième dispositif une demande de coopération pour transmettre des données audit au moins un terminal, la demande de coopération comprenant des données de contrôle pour la mise en œuvre de ladite coopération.

L’envoi de la demande de coopération par le premier dispositif au deuxième dispositif peut être réalisé de manière concomitante à l’envoi desdites deuxièmes données à transmettre au terminal, ou de manière désynchronisée.

En particulier, selon ce dernier mode de réalisation, le premier dispositif initie une coopération en émettant une demande dite de coopération au deuxième dispositif, puis envoie au deuxième dispositif les données à relayer aux terminaux. Typiquement, les données à communiquer aux terminaux sont des données d’application avec des contraintes sur le temps de transmission entre l’émetteur de ces données et le terminal, e.g. des données d’une communication téléphonique ou Internet hébergées ou non (fonctions applicatives de type informatique en périphérie (ou « edge » en anglais), de réseaux de diffusion de contenu (ou CDN pour « Content Delivery Network » en anglais), de synchronisation d’horloge, de distribution de clés de fonction d’authentification, de diffusion de données de services en taches de fond, etc.) par le premier dispositif. Ainsi, l’envoi préalable d’une demande de coopération permet au deuxième dispositif d’allouer les ressources pour la coopération indépendamment des contraintes de temps sur les données d’application. En outre, la demande de coopération comprend les données de contrôle (e.g. données de synchronisation, puissances et spectres d’émission, etc.) nécessaires à la coopération et dont l’envoi est selon ce mode de réalisation indépendant des contraintes de temps sur les données d’application à transmettre aux terminaux.

Ce mode de réalisation permet ainsi de réduire la complexité de mise en œuvre de la coopération entre dispositifs aériens ou spatiaux.

Selon un mode de réalisation, l’information relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif pouvant être utilisées est mise à jour, c’est-à-dire actualisée, par ladite entité de coopération.

Selon un mode de réalisation, le premier dispositif envoie des premières données audit au moins un terminal, en utilisant une ressource temps-fréquence utilisée par ledit au moins un deuxième dispositif pour transmettre les deuxièmes données audit au moins un terminal. Il convient de noter que les premières et deuxièmes données respectivement envoyées par le premier et ledit au moins un deuxième dispositifs peuvent être identiques ou différentes.

Ci-après, nous faisons référence par « canal de communication » au support de transmission utilisé pour communiquer des données entre les dispositifs aériens ou spatiaux et le terminal. Plus particulièrement, le terme « canal de communication » désigne un canal de communication sans-fil.

Dans ce mode de réalisation, une pluralité de liaisons point-à-point est utilisée pour transmettre des données aux terminaux. Ce mode de réalisation permet ainsi d’exploiter des techniques dites de multi-points coordonnés, plus couramment désignées par CoMP (acronyme de l’expression anglaise « Coordinated Multi-Point »). En exploitant ainsi le domaine spatial du canal de communication entre les dispositifs aériens ou spatiaux et le terminal, ce mode de réalisation permet de bénéficier des avantages respectifs des schémas de diversité spatiale ou de multiplexage spatial. Plus particulièrement, les techniques de diversité spatiale consistent à envoyer ou recevoir des flux redondants d'informations en parallèle sur plusieurs voies spatiales afin d’augmenter la fiabilité et la portée des communications ; et les techniques de multiplexage spatial consistent à envoyer ou recevoir des flux d'informations indépendants en parallèle sur plusieurs voies spatiales afin d’augmenter le débit. Par conséquent, ce mode de réalisation permet d’améliorer les performances de communication en termes de couverture, de débit et de fiabilité.

Selon un mode de réalisation, le premier dispositif envoie des premières données audit au moins un terminal, en utilisant une ressource temps-fréquence différente d’une ressource temps-fréquence utilisée par ledit au moins un deuxième dispositif pour transmettre les deuxièmes données audit au moins un terminal.

Ce mode de réalisation permet de mettre en œuvre des techniques de multiplexage fréquentiel et/ou temporel et permet ainsi d’augmenter le débit de communication. En effet, dans ce mode de réalisation, le premier dispositif bénéfice, grâce à la coopération du deuxième dispositif, de ressources fréquentielles et/ou temporelles supplémentaires pour transmettre des données audit au moins un terminal.

Selon un mode de réalisation, le premier et le deuxième dispositif appartiennent à une même constellation.

Ainsi, dans ce mode de réalisation, le premier et le deuxième dispositifs sont exploités par exemple par un même opérateur d’aéronefs ou de satellites. Dans ce mode de réalisation, le premier et le deuxième dispositif peuvent être configurés pour communiquer avec une même station terrestre. En particulier, le premier dispositif reçoit, en provenance de cette station terrestre, les premières données et/ou les deuxièmes données. Toutefois, il peut également être envisagé dans le cadre de l’invention que les premières et deuxièmes données soient générées par le premier dispositif, par exemple en fournissant des données d’un cache embarqué dans le premier dispositif.

Ce mode de réalisation permet de mettre en œuvre des coopérations entre dispositifs aériens ou spatiaux d’une même constellation de manière simple et dynamique pour améliorer les performances de communication d’un système de communication par aéronef ou par satellite (e.g. un réseau d’accès par satellite). En outre, tel que mentionné précédemment, le procédé proposé permet de mettre en œuvre des coopérations avec une architecture de faible complexité, et ne nécessitant qu’une signalisation limitée entre la station terrestre et les dispositifs aériens ou spatiaux.

Selon un mode de réalisation, le premier et ledit au moins un deuxième dispositif appartiennent à des constellations différentes.

Dans ce mode de réalisation, le premier et le deuxième dispositifs sont typiquement exploités par des opérateurs distincts et configurés pour communiquer avec des stations terrestres distinctes, le premier satellite pouvant recevoir de la station terrestre avec laquelle il est configuré pour communiquer les premières données et/ou les deuxièmes données.

Ce mode de réalisation permet de mettre en œuvre des coopérations entre satellites de constellations différentes de manière simple et dynamique avec une architecture de faible complexité.

Selon un mode de réalisation, le premier dispositif reçoit une information, par exemple une information relative à un niveau de puissance reçue par ledit au moins un terminal, ledit critère de coopération étant déterminé par le premier dispositif à partir de cette information. En particulier, cette information peut être envoyée au premier dispositif par un terminal (ex. ledit au moins un terminal en question), ou par une station terrestre, ou par l’entité de coopération. Lorsque la coopération est déclenchée par le terminal émetteur de l’information, un coût induit par la coopération peut être directement ou indirectement facturé au terminal.

Aucune limitation n’est attachée à la nature de l’information relative à un niveau de puissance reçue. Elle peut notamment prendre la forme d’une requête d’augmentation de la puissance reçue, d’un niveau de puissance reçue, ou encore d’une indication que le niveau de puissance reçue est inférieur à un seuil donné.

Ce mode de réalisation permet d’initier une coopération sur la base du niveau de puissance du signal reçu par les terminaux. À titre illustratif, si la puissance reçue par les terminaux ne permet pas de mettre en œuvre des communications avec les spécifications requises, par exemple en termes de débit et/ou de fiabilité, alors le premier dispositif initie une coopération avec le deuxième dispositif pour augmenter la puissance reçue par les terminaux et/ou pour augmenter les ressources temps-fréquence utilisées pour communiquer avec les terminaux.

Selon un mode de réalisation, le premier dispositif envoie, à destination d’une entité de suivi, une ou plusieurs preuves d’usage indiquant des ressources utilisées par le premier dispositif et/ou ledit au moins un deuxième dispositif pour communiquer avec ledit moins un terminal.

Ce mode de réalisation permet de réaliser une traçabilité fiable et précise des ressources utilisées par un système de communication mettant en œuvre une coopération entre des dispositifs aériens ou spatiaux (par exemple des aéronefs ou des satellites) pour communiquer des données à un terminal.. En effet, le procédé proposé permet à un dispositif aérien ou spatial d’informer de manière dynamique une entité de suivi des ressources utilisées. Il est ainsi possible de suivre les ressources utilisées par plusieurs dispositifs aériens ou spatiaux pour communiquer des données à des terminaux.

Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un procédé mis en œuvre par une entité de coopération pour communiquer avec un premier dispositif aérien ou spatial, le procédé comprenant :

une détermination d’une information relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial pouvant être utilisées pour transmettre des données à au moins un terminal ;
un envoi, au premier dispositif, de ladite information.

Le procédé proposé mis en œuvre par l’entité de coopération dispose des avantages décrits ci-dessus en lien avec le procédé proposé mis en œuvre par un dispositif aérien ou spatial.

Selon un mode de réalisation, ladite information relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif pouvant être utilisées est déterminée à partir d’au moins un débit cible de transmission de données et d’au moins une probabilité de non couverture définies pour au moins un service de communication mis en œuvre par le deuxième dispositif.

Par « débit cible », il est fait référence ici à un débit de transmission de données visé ou devant être atteint, par exemple pour mettre en œuvre un service (i.e. une fonction) de communication avec une certaine qualité de service. Et, par « probabilité de non couverture » (aussi connue sous le nom d’ « outage probability » en anglais), il est fait référence ici, pour un débit cible donné, à une probabilité qu’un système de communication ne soit pas en mesure de délivrer ce débit cible dans une zone géographique donnée, par exemple en raison de la capacité variable du canal.

Ce mode de réalisation permet de ne pas pénaliser la mise en œuvre d’un service de communication fourni par le deuxième dispositif avec une certaine qualité de service. Par exemple, si le deuxième dispositif n'exploite qu'une partie de ses ressources pour mettre en œuvre le service conformément aux spécifications (i.e. débit cible des équipements utilisateurs couverts par le deuxième satellite et bénéficiant de ce service et probabilité de non couverture de ces équipements utilisateurs), alors les ressources restantes du deuxième dispositif sont déterminées comme pouvant être utilisées pour des coopérations avec d’autres dispositifs aériens ou spatiaux.

Selon un mode de réalisation, le procédé proposé comprend une ou plusieurs itérations d’une mise à jour de ladite information relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif pouvant être utilisées à partir d’au moins un débit ajusté, ledit au moins un débit ajusté étant obtenu à partir dudit au moins un débit cible et d’un coefficient.

Ce mode de réalisation permet de déterminer les ressources du deuxième dispositif pouvant être utilisées pour une coopération tout en maintenant un débit proche du débit cible pour un maximum de connexions simultanées. Ainsi, ce mode de réalisation permet de garantir la disponibilité d’un minimum de ressources du deuxième dispositif pour mettre en œuvre des coopérations avec d’autres dispositifs aériens ou spatiaux.

Selon un mode de réalisation, ladite information relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif pouvant être utilisées est déterminée à partir d’une pluralité de débits cibles et d’une pluralité de probabilités de non couverture. Par exemple, les débits cibles et les probabilités de non couverture sont relatifs à une pluralité de services de communication mis en œuvre par le système de communication.

L’avantage de ce mode de réalisation est de garantir que les services de communication sont mis en œuvre par le système de communication conformément aux spécifications (i.e. aux qualités de service définies).

Selon un mode de réalisation, ladite information relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif pouvant être utilisées est déterminée à partir d’une statistique du canal de communication entre ledit au moins un deuxième dispositif et ledit au moins un terminal pour un ou plusieurs faisceaux émis par ledit au moins un deuxième satellite.

Par « une statistique d’un canal de communication », il est fait référence ici à un paramètre d’un modèle statistique du canal de communication. Par exemple, le procédé proposé peut exploiter un écart type , utilisé comme paramètre d’un modèle de canal permettant de décrire des phénomènes d’obstructions (ou « shadowing » en anglais).

Ce mode de réalisation permet de décrire de manière statistique les phénomènes de propagation des signaux entre les dispositifs aériens ou spatiaux et les terminaux. Entre autres, la propagation par trajet multiples, l’obstruction par des obstacles, les conditions météorologiques (e.g. précipitations) peuvent entraîner une capacité du canal variable. Par conséquent, ce mode de réalisation permet de prendre en compte la variabilité du niveau de puissance reçue par les terminaux pour déterminer les ressources libres pour la coopération.

Dans un mode de réalisation, le procédé mis en œuvre par l’entité de coopération, comprend:
- un envoi, au premier dispositif (SAT_X), de données (DATA_T2) à transmettre audit au moins un terminal (UE), ces données (DATA_T2) étant transmises audit au moins un terminal (UE) par l’intermédiaire dudit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) ; puis
- un envoi, à un troisième dispositif aérien ou spatial (SAT_Z), de données (DATA_T3) à transmettre audit au moins un terminal (UE).

Dans ce mode de réalisation, la coopération inter-satellites permet d’exploiter le deuxième dispositif aérien ou spatial comme relais lors d’un transfert du contrôle du terminal du premier dispositif aérien ou spatial vers le troisième dispositif aérien ou spatial. Ce mode de réalisation permet au premier dispositif de bénéficier des ressources du deuxième dispositif pour transmettre des données au terminal, jusqu’à ce que le terminal passe sous le contrôle du troisième dispositif aérien ou spatial. Ce mode de réalisation permet ainsi notamment d’élargir artificiellement la zone de couverture du système de communication et d’assurer une continuité de service pour les terminaux. Ce transfert de contrôle peut permettre la mise en œuvre d’un mécanisme d’itinérance de données et être qualifié de « long hand over » (ou transfert intercellulaire long) lorsque cette itinérance implique un autre opérateur de service mobile.Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un dispositif aérien ou spatial, dit premier dispositif, adapté pour transmettre des données à au moins un terminal, ledit premier dispositif comprend :

un module de réception configuré pour recevoir, en provenance d’une entité de coopération, une information relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial pouvant être utilisées pour transmettre des données audit au moins un terminal ;
un module d’envoi configuré pour, si un critère de coopération est vérifié, déclencher une coopération avec ledit au moins deuxième dispositif en fonction de ladite information pour transmettre des données audit au moins un terminal, ladite coopération comprenant un envoi par le module d’envoi audit au moins un deuxième dispositif de données, dites deuxièmes données, à transmettre audit au moins un terminal.

Le dispositif aérien ou spatial proposé dispose des avantages décrit ci-dessus en lien avec le procédé proposé mis en œuvre par un dispositif aérien ou spatial.

Selon un mode de réalisation, ledit premier dispositif comprend un module de détermination configuré pour déterminer un critère de coopération.

Selon un aspect de l’invention, il est proposé une entité de coopération adaptée pour communiquer avec un premier dispositif aérien ou spatial, l’entité de coopération comprenant :

un module de détermination configuré pour déterminer une information relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial pouvant être utilisées pour transmettre des données à au moins un terminal ;
un module d’envoi configuré pour envoyer au premier dispositif ladite information.

Selon un mode de réalisation, l’entité de coopération est comprise dans une station terrestre.

Selon un aspect de l’invention il est proposé un système de communication comprenant :

un premier dispositif aérien ou spatial conforme à l’invention ; et
au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial comprenant un module de réception configuré pour recevoir, en provenance du premier dispositif, des deuxièmes données et un module d’envoi configuré pour envoyer, à au moins un terminal, les deuxièmes données.

Les caractéristiques et avantages des procédés conformes à la présente invention décrits ci-dessus s’appliquent également au système de communication proposé et vice versa.

Selon un mode de réalisation, le système de communication comprend :

une entité de coopération conforme à l’invention ; et/ou
au moins un terminal comprenant un module de réception configuré pour recevoir des données en provenance dudit au moins un deuxième dispositif.

Selon un aspect de l’invention, il est proposé un programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre des étapes d’un procédé conforme à l’invention, lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par au moins un processeur ou un ordinateur.

Le programme d’ordinateur peut être formé d’une ou plusieurs sous-parties stockées dans une même mémoire ou dans des mémoires distinctes. Le programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.

Selon un aspect de l’invention, il est proposé un support d’informations lisible par ordinateur comprenant un programme d’ordinateur conforme à l’invention.

Le support d’informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire non-volatile ou ROM, par exemple un CD-ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur. D'autre part, le support de stockage peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par un réseau de télécommunication ou par un réseau informatique ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau informatique. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description fournie ci-après de modes de réalisation de l’invention. Ces modes de réalisation sont donnés à titre illustratif et sont dépourvus de tout caractère limitatif. La description fournie ci-après est illustrée par les dessins ci-joints :

La représente schématiquement un système de communication selon un mode de réalisation de l’invention ;

La représente, sous forme d’ordinogramme, des étapes d’un procédé de communication selon un mode de réalisation de l’invention ;

La représente schématiquement un exemple d’informations obtenues et traitées par un système de communication selon un mode de réalisation de l’invention ;

La représente schématiquement un exemple d’architecture logicielle et matérielle d’un système de communication selon un mode de réalisation de l’invention ;

La représente schématiquement un exemple d’architecture fonctionnelle d’un système de communication selon un mode de réalisation de l’invention.

La présente invention concerne un procédé mis en œuvre par un dispositif aérien ou spatial pour communiquer avec au moins un terminal et un procédé mis en œuvre par une entité de coopération pour communiquer avec un dispositif aérien ou spatial, ainsi qu’un dispositif aérien ou spatial, une entité de coopération, un système, un programme d’ordinateur et un support d’information associés.

La représente schématiquement un système de communication selon un mode de réalisation de l’invention.

Tel qu’illustré par la , le système de communication par satellite SYS comprend selon un mode de réalisation : une station terrestre GW ; un premier satellite SAT_X ; un deuxième satellite SAT_Y et au moins un terminal UE. Le système de communication met en œuvre un ou plusieurs services de communication par satellite. En particulier, les satellites SAT_X et SAT_Y peuvent mettre en œuvre un même service de communication ou des services de communication différents. Le système de communication transmet des données depuis un réseau de communication NET audit au moins un terminal UE. Pour ce faire, le système de communication met en œuvre une coopération inter-satellites, autrement dit plusieurs satellites SAT_X et SAT_Y du système de communication collaborent entre eux pour communiquer des données audit au moins un terminal UE.

Selon ce mode de réalisation, la coopération inter-satellites est de type relais, le deuxième satellite SAT_Y étant exploité comme relais (i.e. répéteur) entre le premier satellite SAT_X et ledit au moins un terminal UE. Autrement dit, le premier satellite SAT_X transmet des données audit au moins un terminal UE par l’intermédiaire du deuxième satellite SAT_Y. Ce mode de réalisation permet au premier satellite SAT_X de bénéficier des ressources du deuxième satellite SAT_Y pour transmettre des données au terminal UE. Ce mode de réalisation permet par exemple d’élargir artificiellement la zone de couverture du système de communication, le premier satellite SAT_X pouvant s’appuyer sur la zone de couverture du second satellite SAT_Y pour communiquer avec des terminaux UE. En outre, ce mode de réalisation permet d’augmenter la puissance du signal reçu par ledit au moins un terminal UE, typiquement en sélectionnant un satellite relais SAT_Y plus proche dudit au moins un terminal UE, ce qui permet ainsi d’améliorer la fiabilité et/ou le débit des communications. Ledit au moins un terminal UE se trouve ainsi dans la cellule CELL du deuxième satellite SAT_Y.

Selon ce mode de réalisation, la station terrestre GW est configurée pour communiquer avec le réseau de communication NET. La station terrestre GW envoie, au premier satellite SAT_X, une information COOP_DIM relative à des ressources disponibles du deuxième satellite SAT_Y pouvant être utilisées pour transmettre des données dans la cellule CELL, et ainsi être utilisées dans le cadre d’une coopération avec le premier satellite. Selon un exemple de mise en œuvre, l’information COOP_DIM correspond à un nombre de canaux de fréquences disponibles du deuxième satellite SAT_Y. La station terrestre GW envoie en outre, au premier satellite SAT_X, des données COOP_DATA à communiquer audit au moins un terminal UE.

Selon ce mode de réalisation, le premier satellite SAT_X reçoit, en provenance de la station terrestre GW, l’information COOP_DIM et les données COOP_DATA à communiquer au terminal UE, de manière indépendante ou concomitante.

Sur la base de l’information relative aux ressources disponibles COOP_DIM, le premier satellite SAT_X envoie, au deuxième satellite SAT_Y, une demande de coopération COOP_QUERY pour transmettre des données audit au moins un terminal UE puis les données COOP_DATA à transmettre audit au moins un terminal UE. Ci-après, la demande de coopération COOP_QUERY est également dénommée demande de transmission de données audit au moins un terminal UE. Il convient de noter que l’envoi de la demande de coopération COOP_QUERY n’est pas réalisé de manière synchrone avec la réception de l’information relative aux ressources disponibles COOP_DIM. En effet, le premier satellite SAT_X envoie une demande de coopération COOP_QUERY s’il détermine notamment que la transmission de données le nécessite, ce qui est détaillé en référence à la .

Selon un exemple de mise en œuvre, l’information COOP_DIM indique que le deuxième satellite SAT_Y dispose d’une pluralité de canaux libres pouvant être utilisés pour transmettre des données dans la cellule CELL. Selon un mode de réalisation, l’information COOP_DIM indique un nombre de canaux de fréquences disponibles pour une probabilité de non-couverture donnée. Sur la base de cette information COOP_DIM, le premier satellite SAT_X sollicite le deuxième satellite SAT_Y pour communiquer les données COOP_DATA audit au moins un terminal UE en vue d’adapter la fiabilité et/ou le débit des communications. En particulier, il s’agit de maintenir un niveau acceptable du service de communication.

Selon ce mode de réalisation, le deuxième satellite SAT_Y reçoit, en provenance du premier satellite SAT_X, la demande de coopération COOP_QUERY et les données COOP_DATA à transmettre audit au moins un terminal UE. Suite à cette réception, le deuxième satellite SAT_Y envoie, audit au moins un terminal UE, les données COOP_DATA.

Selon ce mode de réalisation, ledit au moins un terminal UE reçoit, en provenance du deuxième satellite SAT_Y, les données COOP_DATA à transmettre au terminal UE.

L’invention permet ainsi de mettre en œuvre des coopérations inter-satellites initiées par les satellites eux-mêmes de manière autonome. De ce fait, l’invention ne nécessite que peu d’échanges entre la station terrestre et les satellites pour mettre en œuvre des coopérations, ce qui permet notamment de déployer un système de communication par satellites avec un nombre de stations terrestres limité.

À titre illustratif, la présente invention peut être exploitée pour mettre en œuvre des réseaux de téléphonie mobile basés sur les technologies d’accès radio de type OFDMA (acronyme de l’expression anglaise « Orthogonal Frequency Division Multiple Access »).

L’autonomie des satellites quant à la mise en œuvre des coopérations est permise par l’envoi des informations relatives aux ressources disponibles COOP_DIM et de leurs mises à jour à ces dernières. En effet, suite à la réception des informations COOP_DIM, les satellites disposent des informations requises pour initier une coopération si nécessaire. De plus, il convient de souligner que l’envoi des informations relatives aux ressources disponibles COOP_DIM peut être réalisé de manière asynchrone, i.e. sans contrainte de temps, par rapport à l’envoi des données COOP_DATA à transmettre au terminal UE. Ce mode de réalisation permet de réduire les contraintes temporelles sur le système de communication pour mettre en œuvre une coopération inter-satellites. Ce mode de réalisation permet d’utiliser des coopérations inter-satellites de manière opportuniste et dynamique, et permet de répondre à des variations de débit rapides.

L’exemple suivant permet d’illustrer ce dernier mode de réalisation, et est dépourvu de tout caractère limitatif. L’information COOP_DIM relative aux ressources disponibles est envoyée au premier satellite SAT_X et lui indique que le deuxième satellite SAT_Y dispose, pour une période de temps donnée (e.g. une heure, une journée, etc.), de ressources utilisables à une coopération. Ainsi, à un quelconque instant de cette période de temps, le premier satellite SAT_X peut initier une coopération avec le deuxième satellite SAT_Y. Typiquement, les données COOP_DATA à communiquer à un terminal UE sont des données d’application avec des contraintes sur le temps de transmission entre l’émetteur de ces données et le terminal, e.g. des données d’une communication téléphonique ou d’une session d’un navigateur Web.

Aucune limitation n’est attachée à la nature du réseau de communication NET, qui peut être un réseau de téléphonie mobile (2G, 3G, 4G, 5G, 6G, etc.), un réseau informatique de type Internet, ou tout autre réseau (propriétaire, etc.) pouvant être envisagé. L’interface de communication entre le réseau NET et la station terrestre GW pouvant être filaire ou non filaire, et pouvant mettre en œuvre tout protocole connu de l'homme du métier.

Aucune limitation n’est attachée à la nature des interfaces de communication entre la station terrestre GW et le premier satellite SAT_X ni entre le premier satellite SAT_X et le deuxième satellite SAT_Y. En particulier, selon un mode de réalisation, un ou plusieurs satellites intermédiaires sont utilisés pour relayer les données de la station terrestre GW au premier satellite SAT_X et/ou du premier satellite SAT_X au deuxième satellite SAT_Y.

Conformément à l’invention, les satellites du système de communication SYS peuvent décrire des orbites terrestres géostationnaires, moyennes ou basses. De ce fait, les zones de couverture des différents satellites peuvent être fixes ou en mouvement dans le temps. Par ailleurs, il est important de noter que les satellites du système de communication peuvent être exploités par un même opérateur satellitaire ou des opérateurs satellitaires différents. Dans ce dernier cas, le système de communication permet de mettre en œuvre des coopérations entre plusieurs opérateurs mobiles et/ou satellitaires.

Les terminaux UE peuvent être de type téléphone mobile, par exemple un Smartphone, ou une tablette, ou un ordinateur ou tout autre type de dispositif communicant comme des devices IoT.

Selon un mode de réalisation, la coopération inter-satellites mise en œuvre par le système de communication est de type CoMP (acronyme de l’expression anglo-saxonne « Coordinated Multi-Point »). Selon ce mode de réalisation, le premier satellite SAT_X et le deuxième satellite SAT_Y sont exploités pour transmettre de manière coordonnée des données audit au moins un terminal UE, et ce en utilisant les mêmes ressources temps-fréquence. Ce mode de réalisation permet d’exploiter le domaine spatial du canal de communication pour améliorer les performances de communication en termes de couverture, de débit et/ou de fiabilité.

À titre d’exemple, selon le mode de réalisation illustré par la , le premier satellite SAT_X et le deuxième satellite SAT_Y envoient, audit au moins un terminal UE, des données DATA_X et COOP_DATA en utilisant le même bloc temps-fréquence (CH1, T1). La notation (CH1, T1) est utilisée ici pour désigner un couple constitué d’un canal de fréquence CH1 et d’un intervalle de temps de transmission T1. Selon ce mode de réalisation, les satellites SAT_X et SAT_Y coordonnent leurs transmissions pour que, au niveau dudit au moins un terminal UE, la réception des données DATA_X en provenance du premier satellite SAT_X soit synchronisée avec la réception des données COOP_DATA en provenance du deuxième satellite SAT_Y. Selon ce mode de réalisation, la demande de coopération COOP_QUERY comprend des données de contrôle nécessaires à la coordination des satellites SAT_X et SAT_Y, par exemple les temps de décalage d’émission déterminé à partir des positions des satellites et de la cellule.

Un terminal UE peut disposer d’une ou de plusieurs antennes de réception. Selon un mode de réalisation, le terminal UE dispose d’une unique antenne de telle sorte que le système de communication décrit ainsi un système MISO (acronyme de l’expression anglaise « Multiple-Input Single-Output »). Selon un autre mode de réalisation, un terminal UE dispose d’une pluralité d’antennes de telle sorte que le système de communication décrit un système MIMO (acronyme de l’expression anglais « Multiple-Input Multiple-Output »).

Aucune limitation n’est attachée à la nature des données DATA_X et COOP_DATA respectivement envoyées par le premier satellite SAT_X et le deuxième SAT_Y qui peuvent être identiques ou différentes. Il convient de noter que, selon un mode de réalisation, les données COOP_DATA et DATA_X sont comprises dans les données DATA.

Selon un premier exemple de réalisation, les données DATA_X et COOP_DATA sont identiques, la coopération inter-satellites de type CoMP étant exploitée pour augmenter la puissance du signal reçu.

Selon un deuxième exemple de réalisation, les données DATA_X et COOP_DATA sont différentes. Dans cet exemple, la coopération inter-satellites de type CoMP est exploitée pour mettre en œuvre un multiplexage spatial en envoyant en parallèle sur plusieurs voies spatiales des données DATA_X et COOP_DATA indépendantes, ce qui permet d’augmenter le débit de transmission.

Selon un troisième exemple, les données DATA_X et COOP_DATA sont différentes. Dans cet exemple, la coopération inter-satellites de type CoMP exploite la diversité spatiale du canal en envoyant des données DATA_X et COOP_DATA redondantes en parallèle sur plusieurs voies spatiales afin d’augmenter la fiabilité et la portée des communications.

Selon ce mode de réalisation, la coopération inter-satellites mise en œuvre par le système de communication est de type agrégation de porteuses (ou « Carrier Aggregation » en anglais). Dans ce mode, le premier SAT_X et le deuxième satellite SAT_Y sont exploités pour envoyer de manière simultanée, audit au moins un terminal UE, des données en utilisant des ressources fréquentielles différentes. Ce mode de réalisation permet de mettre en œuvre un multiplexage fréquentiel, et ainsi d’améliorer le débit de transmission.

À titre d’exemple, selon le mode de réalisation illustré par la , le premier satellite SAT_X transmet, audit au moins un terminal UE, des données DATA_X en utilisant un bloc temps-fréquence (CH1, T1) ; et le deuxième satellite SAT_Y transmet, audit au moins un terminal UE, des données COOP_DATA en utilisant un bloc temps-fréquence (CH2, T1) différent. Bien évidemment, aucune limitation n’est attachée à la nature des données DATA_X et COOP_DATA, qui peuvent être identiques ou différentes.

Selon ce mode de réalisation illustré par la , la coopération inter-satellites consiste à exploiter le deuxième satellite SAT_Y comme relais pour réaliser un transfert du contrôle dudit au moins un terminal du premier satellite SAT_X vers un troisième satellite SAT_Z. Dans ce mode de réalisation, on suppose que les satellites SAT_X et SAT_Z appartiennent à la même constellation, et que le satellite SAT_Y appartient à une constellation différente de la constellation à laquelle appartiennent les satellites SAT_X et SAT_Z. Ce mode de réalisation permet au premier satellite SAT_X de bénéficier des ressources du deuxième satellite SAT_Y pour transmettre des données au terminal UE. Ce mode de réalisation permet par exemple d’élargir artificiellement la zone de couverture du système de communication et d’assurer une continuité de service pour les terminaux. Notamment, le transfert de contrôle est qualifié de « long hand over » (ou transfert intercellulaire long) en ce qu’il inclut une itinérance des données via un autre opérateur de service mobile MNO.

La illustre un mode de réalisation dans lequel un transfert du contrôle comprend les étapes suivantes :

durant un intervalle de temps T1, le premier satellite SAT_X transmet des données DATA_T1 audit au moins un terminal UE ;
durant un intervalle de temps T2, le deuxième satellite SAT_Y transmet des données DATA_T2 audit au moins un terminal UE ;
durant un intervalle de temps T3, le troisième satellite SAT_Z transmet des données DATA_T3 audit au moins un terminal UE.

L’exemple de transfert intercellulaire long illustré par la est décrit ici. Durant l’intervalle de temps T1, le premier satellite SAT_X transmet des données DATA_T1 à un terminal UE. Dans cet exemple, le satellite SAT_X s’éloigne du terminal UE, de telle sorte que le terminal UE est amené à se trouver prochainement en dehors de la zone de couverture CELL_X du satellite SAT_X. Pour cette raison, un transfert intercellulaire doit être initié pour basculer le terminal UE vers un troisième satellite SAT_Z.

Toutefois, durant l’intervalle de temps T2, le terminal UE n’est pas encore à l’intérieur de la zone de couverture CELL_Z du troisième satellite SAT_Z. Par conséquent, le premier satellite SAT_X envoie une demande de coopération COOP_QUERY au deuxième satellite SAT_Y, dont la zone de couverture CELL_Y comprend le terminal UE. Le premier satellite SAT_X envoie également, au deuxième satellite SAT_Y, les données DATA_T2 à communiquer au terminal. Suite à cela, le deuxième satellite SAT_Y envoie les données DATA_T2 au terminal UE.

Durant l’intervalle de temps T3, la zone de couverture CELL_Z du troisième satellite SAT_Z comprend maintenant le terminal UE et ce dernier bascule vers le troisième satellite SAT_Z. Suite à cela, le troisième satellite SAT_Z envoie audit au moins un terminal UE des données DATA_T3.

Selon un mode de réalisation, le basculement du terminal UE vers le troisième satellite SAT_Z est réalisé de manière suivante : la station terrestre GW envoie, au premier satellite SAT_X, les données DATA_T2 à transmettre audit au moins un terminal UE, ces données DATA_T2 étant transmises au terminal UE par l’intermédiaire du deuxième satellite SAT_Y ; puis la station terrestre GW envoie, au troisième satellite SAT_Z, les données DATA_T3 à transmettre au terminal UE. Ainsi, la station terrestre GW bascule le flux de données à destination du terminal UE du premier satellite SAT_X vers le troisième satellite SAT_Z.

À titre d’exemple, il est considéré que le premier SAT_X et le troisième satellite SAT_Z sont exploités par un même opérateur SNO_XZ, tandis que le deuxième satellite SAT_Y est exploité par un autre opérateur SNO_Y. Alors, ce mode de réalisation permet à l’opérateur SNO_XZ de fournir aux terminaux UE une continuité de service, quand bien même l’union des zones de couvertures de ses satellites CELL_X et CELL_Z n’est pas continue. Cette continuité de service est permise par la coopération avec le deuxième satellite SAT_Y sans utiliser le cœur de réseau terrestre de l’opérateur SNO_Y.

La représente, sous forme d’ordinogramme, des étapes d’un procédé de communication selon un mode de réalisation de l’invention.

Tel qu’illustré par la , le système de communication comprend selon un mode de réalisation : un serveur SERVER ; une entité réseau NE ; une station terrestre GW ; un premier satellite SAT_X ; un deuxième satellite SAT_Y ; et au moins un terminal UE.

La décrit des étapes mises en œuvre par les différents éléments du système de communication selon un mode de réalisation et illustre dans le temps des échanges de données entre ces éléments. Les signes de référence ci-après permettent, pour chacune des étapes du procédé, d’identifier l’élément mettant en œuvre cette étape : Les références commençant par SS sont utilisées pour les étapes mises en œuvre par le serveur SERVER ; SN pour l’entité réseau NE ; SG pour la station terrestre GW ; SX pour le premier satellite SAT_X ; SY pour le deuxième satellite SAT_Y ; SU pour ledit au moins un terminal UE.

Selon ce mode de réalisation, le serveur SERVER est un serveur applicatif émetteur des données DATA à destination dudit au moins un terminal UE. Par exemple, le serveur SERVER peut être un serveur de téléphonie mobile, ou un serveur web. Selon ce mode de réalisation, l’entité réseau NE est exploitée par un opérateur mobile dit MNO (acronyme de l’expression anglais « Mobile Network Operator »), tandis que la station terrestre GW est exploitée par un opérateur satellitaire dit SNO (acronyme de l’expression anglais « Satellite Network Operator »). Selon un autre mode de réalisation, par exemple dans un contexte de fonctions applicatives en périphérie (ou « edge » en anglais) le serveur SERVER est un serveur applicatif émetteur des données DATA à destination dudit au moins un terminal UE hébergé dans SAT_X.

Au cours d’une étape SG10, la station terrestre GW reçoit, en provenance de l’entité réseau NE, des autorisations de délégation de ressources AUTH (envoyées au cours d’une étape SN10). Les autorisations AUTH sont, par exemple, envoyées par un ou plusieurs opérateurs mobiles MNO et spécifient les spectres et les spots pouvant être exploités par les satellites pour coopérer.

Au cours d’une étape SG20, la station terrestre GW envoie, aux satellites SAT_X et SAT_Y, des autorisations de coopération COOP_AUTH (reçues au cours d’étapes SX20 et SY20). À titre illustratif, une autorisation de coopération COOP_AUTH autorise le deuxième satellite SAT_Y à coopérer avec le premier satellite SAT_X.

Au cours d’une étape SG30, la station terrestre GW reçoit, en provenance des satellites SAT_X et SAT_Y, des informations CAP_SAT relatives aux ressources des satellites SAT_X et SAT_Y (envoyées au cours d’étapes SX30 et SY30). Par exemple, pour un satellite SAT_X, les informations CAP_SAT peuvent désigner les canaux de fréquences disponibles pour transmettre des données dans différentes cellules.

Au cours d’une étape SG40, la station terrestre GW reçoit, en provenance de l’entité NE, des informations REQ_FORE relatives à des spécifications du système de communication (envoyée au cours d’une étape SN40). Par exemple, les informations REQ_FORE sont émises par un opérateur mobile MNO et correspondent à des prévisions de besoins pour mettre en œuvre un service de communication, en termes de débit cible, de probabilité de non couverture, et du nombre de connexions requises sur une période de temps.

Au cours d’une étape SG50, la station terrestre GW détermine des informations COOP_DIM relatives aux ressources des satellites pouvant être utilisées pour une coopération. Selon un mode de réalisation, les informations COOP_DIM correspondent aux nombres de canaux libres des satellites, ces canaux libres pouvant être utilisés pour une coopération. La détermination des informations COOP_DIM par un module CAP_COOP de la station terrestre GW est détaillée ci-après en référence à la .

Au cours d’une étape SG60, la station terrestre GW envoie, aux satellites SAT_X et SAT_Y, les informations COOP_DIM sur le nombre de canaux ou plus généralement de ressources disponibles (reçues aux cours d’étapes SX60 et SY60). Par exemple, les informations COOP_DIM sont envoyées au satellite SAT_X et lui indiquent que le satellite SAT_Y dispose d’une pluralité de canaux pouvant être utilisés pour transmettre des données dans la cellule CELL.

Selon un mode de réalisation particulier, le procédé proposé comprend plusieurs itérations d’au moins une des étapes SG40, SG50 et S60. Ainsi, le procédé comprend, selon ce mode de réalisation, une mise à jour de l’information COOP_DIM. Ce mode de réalisation permet de mettre à jour régulièrement l’information COOP_DIM, par exemple en fonction de nouvelles prévisions de besoins REQ_FORE.

Au cours d’une étape SX65, selon un mode de réalisation particulier, le premier satellite SAT_X envoie, audit au moins un terminal UE, des données DATA_T1 (reçues au cours d’une étape SU65).

Au cours d’une étape SX70, selon un mode de réalisation particulier, le premier satellite SAT_X reçoit, en provenance dudit au moins un terminal UE, une information BOOST relative à un niveau de puissance reçue par ledit terminal UE (envoyée au cours d’une étape SU70). L’information BOOST peut notamment désigner une requête d’augmentation de la puissance du signal reçue, un niveau de puissance du signal reçu, ou indiquer que la puissance du signal reçu est inférieure à un seuil, etc. Par exemple, l’information BOOST est un rapport signal-sur-interférence-plus-bruit, plus couramment désigné par SINR (acronyme de l’expression anglaise « Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio »), au niveau du terminal UE pour un signal reçu du premier satellite SAT_X.

Au cours d’une étape SX80, le premier satellite SAT_X détermine un critère de coopération COOP_CRIT. Le critère COOP_CRIT conditionne l’initialisation d’une coopération par le premier satellite SAT_X avec le deuxième satellite. En particulier, le premier satellite SAT_X détermine ainsi à l’étape SX80 si une coopération est nécessaire.

Un premier exemple de mise en œuvre de l’étape SX80 est décrit ici. Suite à la réception de l’information BOOST à l’étape SX70, le premier satellite SAT_X détermine qu’une coopération est nécessaire et, à partir de l’information relative aux ressources disponibles COOP_DIM, envoie au deuxième satellite SAT_Y une demande de coopération COOP_QUERY.

Selon un deuxième exemple, le premier satellite SAT_X rencontre un pic de charge sur une période de temps donnée. Dans cet exemple, le premier satellite SAT_X ne dispose pas des ressources fréquentielles suffisantes pour communiquer l’ensemble des données aux terminaux, et détermine qu’une coopération est nécessaire.

Plus généralement, le critère COOP_CRIT peut être déterminé par le premier satellite SAT_X à partir d’au moins une des informations suivantes : un bilan de liaison entre le premier satellite SAT_X et la cellule CELL ; les trajectoires des satellites SAT_X et SAT_Y ; les coordonnées géographiques définissant la cellule CELL.

Au cours d’une étape SX90, en fonction de l’information COOP_DIM, le premier satellite SAT_X envoie, au deuxième satellite SAT_Y, une demande de coopération COOP_QUERY (reçue au cours d’une étape SY90). La demande de coopération COOP_QUERY est une demande de transmission de données audit au moins un terminal UE. Selon un mode de réalisation, la demande de coopération COOP_QUERY comprend des données de contrôle, par exemple une ou plusieurs des informations suivantes : des canaux à utiliser, des cellules, des niveaux de puissance d’émission, des durées d’émission, et des informations de synchronisation. En particulier, les informations de synchronisation permettent aux satellites SAT_X et SAT_Y de coordonner leurs émissions de telle sorte que les signaux émis par les satellites soient reçus de manière synchronisée par un récepteur.

Au cours d’une étape SX100, selon un mode de réalisation particulier, le premier satellite SAT_X reçoit, en provenance du deuxième satellite SAT_Y, une réponse COOP_ACK à la demande de coopération COOP_QUERY (envoyée au cours d’une étape SY100). Selon un mode de réalisation, la réponse COOP_ACK comprend une information COOP_START indiquant que le satellite SAT_Y est disponible pour coopérer, ou une information COOP_STOP indiquant une durée d’indisponibilité.

Au cours d’une étape SX110, le premier satellite SAT_X reçoit des données DATA en provenance de la station terrestre GW (envoyées par le serveur SERVER, l’entité réseau NE et la station terrestre GW respectivement au cours d’étapes SS110, SN110, et SG110). Les données DATA sont par exemple émises par le server SERVER compris dans le réseau informatique NET.

Au cours d’une étape SX120, le premier satellite SAT_X envoie au deuxième satellite SAT_Y des données COOP_DATA à transmettre audit au moins un terminal UE (reçues au cours d’une étape SY120).

Au cours d’une étape SX130, selon un mode de réalisation, le premier satellite SAT_X envoie, audit au moins un terminal UE, des données DATA_X (reçues au cours d’une étape SU130). Le premier satellite transmet les données DATA_X par exemple en utilisant un bloc temps-fréquence (CH1, T1). Les données DATA_X peuvent être différentes ou identiques des données COOP_DATA.

Si l’étape SX130 n’est pas mise en œuvre, alors la coopération inter-satellites est de type relais tel que précédemment décrit en référence à la . Sinon, si l’étape SX130 est mise en œuvre, alors la coopération inter-satellites est de type CoMP ou agrégation de porteuses tel que précédemment décrit en référence aux figures 2 et 3.

Au cours d’une étape SY140, le deuxième satellite SAT_Y envoie, audit au moins un terminal UE, les données COOP_DATA (reçues au cours d’une étape SU140). Selon un mode de réalisation, le deuxième satellite SAT_Y envoie les données COOP_DATA en utilisant un bloc temps-fréquence (CH1, T1) identique au bloc temps-fréquence utilisé par le premier satellite SAT_X pour envoyer les données DATA_X. Selon un autre mode de réalisation, le deuxième satellite SAT_Y envoie les données COOP_DATA en utilisant un bloc temps-fréquence (CH2, T1) différent.

Si, lors de l’étape SY140, le deuxième satellite SAT_Y utilise un bloc temps-fréquence (CH1, T1) identique au bloc temps-fréquence utilisé par le premier satellite SAT_X, alors la coopération inter-satellites est de type CoMP tel que précédemment décrit en référence à la . Si, lors de l’étape SY140, le deuxième satellite SAT_Y utilise un bloc temps-fréquence (CH2, T1) différent du bloc temps-fréquence utilisé par le premier satellite SAT_X, alors la coopération inter-satellites est de type agrégation de porteuses tel que précédemment décrit en référence à la .

Dans les modes de réalisation décrits en référence à la , l’entité de coopération conforme à l’invention – déterminant l’information COOP_DIM – est comprise dans la station terrestre GW. Toutefois, dans le cadre de l’invention, il pourrait être envisagé d’autres modes de réalisations dans lesquels l’entité de coopération est comprise dans une quelconque station terrestre, ou une entité de gestion des satellites, ou un satellite géostationnaire, etc. Par exemple, un mode de réalisation est décrit en référence à la dans lequel l’entité de coopération est commune à plusieurs opérateurs MNOs et plusieurs opérateurs SNOs.

La représente schématiquement un exemple d’informations obtenues et traitées par un système de communication selon un mode de réalisation de l’invention. En particulier, la permet d’illustrer la détermination par le module CAP_COOP de l’information COOP_DIM relative aux ressources disponibles, ensuite utilisée par les satellites SAT_X et SAT_Y pour mettre en œuvre des coopérations inter-satellites.

Selon un mode de réalisation, le système de communication traite les informations suivantes: CAP_SAT relatives aux ressources des satellites ; REQ_FORE relatives aux spécifications du système de communication ; et COOP_DIM relatives aux ressources des satellites pouvant être utilisées pour une coopération.

Les informations CAP_SAT sont relatives aux ressources d’un ou de plusieurs satellites pour transmettre des données dans une ou plusieurs cellules. Selon un mode de réalisation, pour un satellite SAT et une cellule CELL donnés, les informations CAP_SAT comprennent une ou plusieurs bandes de fréquences LIST_CH exploitables par le satellite pour transmettre des données dans la cellule. Par exemple, tel qu’illustré par la , le satellite SAT_Y peut exploiter les canaux CH_1 à CH_10 pour transmettre, dans le cadre d’un ou de plusieurs services fournis par ce satellite, SAT_Y des données à des équipements utilisateurs, tels que par exemple des terminaux, se trouvant dans la cellule CELL_A.

Les informations REQ_FORE sont relatives aux spécifications du système de communication. Selon un mode de réalisation illustré par la , pour une cellule donnée CELL, les informations REQ_FORE comprennent : un débit de communication D cible de ces équipements utilisateurs, une probabilité de non couverture P_OUT de ces équipements, et un nombre de connexions NB_USR. En outre, les informations REQ_FORE peuvent comprendre : des niveaux de puissance de signal reçu par ces équipements ; des bandes de fréquence ; des coordonnées géographiques définissant les cellules. Par exemple, les informations REQ_FORE sont émises par un ou plusieurs opérateurs MNO et décrivent des spécifications nécessaires pour mettre en œuvre des services de communication. Selon cet exemple, les informations REQ_FORE correspondent à des prévisions de besoins des opérateurs MNO.

Les informations COOP_DIM sont relatives aux ressources d’un ou plusieurs satellites pouvant être utilisées pour transmettre des données dans une ou plusieurs cellules. Pour un satellite SAT et une cellule CELL donnés, les informations COOP_DIM peuvent indiquer : un nombre de canaux ; un spectre ; une ou plusieurs bandes de fréquences, ces ressources du satellite SAT étant libres et pouvant être utilisées pour coopérer. Par exemple, tel qu’illustré par la , le satellite SAT_Y dispose de trois canaux libres pour coopérer en transmettant des données dans la cellule CELL_A.

Selon un mode de réalisation illustré par la , les informations COOP_DIM sont déterminées par un module CAP_COOP de la station terrestre GW au cours d’une étape SG50 à partir des informations CAP_SAT et REQ_FORE.

Il est considéré ici un satellite SAT offrant un service de communication à des équipements. Selon un mode de réalisation, l’information COOP_DIM pour le satellite SAT est déterminée à partir d’un débit de transmission D et d’une probabilité de non couverture P_OUT de ces équipements relatifs au service du satellite SAT. L’information COOP_DIM peut en outre être déterminée à partir d’une statistique du canal de communication entre le satellite et un terminal. À titre indicatif, la statistique du canal de communication entre le satellite et un équipement utilisé pour déterminer l’information COOP_DIM est un écart type , utilisé comme paramètre d’un modèle de canal permettant de décrire des phénomènes d’obstructions, tel que décrit ci-après.

La détermination des informations COOP_DIM par le module CAP_COOP comprend, selon un mode de réalisation, au moins une des étapes suivantes.

Au cours d’une étape SG51, le module CAP_COOP détermine, pour le satellite SAT considéré, une largeur de bande utile W_U nécessaire pour mettre en œuvre NB_USR connexions avec un débit D et une probabilité de non couverture P_OUT entre le satellite en question et des équipements. Le débit D, la probabilité P_OUT et le nombre de connexions NBR_USR peuvent correspondre aux spécifications requises par le service du satellite SAT.

Au cours d’une étape SG52, le module CAP_COOP détermine, à partir de la largeur de bande utile W_U et d’une largeur de bande de canal W_CH, un nombre de canaux utiles NB_CH_U pour mettre en œuvre le service du satellite SAT.

Au cours d’une étape SG53, le module CAP_COOP détermine, à partir du nombre de canaux utiles NB_CH_U et d’un nombre total de canaux NB_CH_TOT, un nombre de canaux libres NB_CH_COOP. Les canaux dits libres ne sont, a priori, pas nécessaires à la mise en œuvre du service du satellite SAT. Pour cette raison, les canaux libres peuvent être utilisés pour mettre en œuvre une coopération inter-satellites.

Plus particulièrement, dans le mode de réalisation décrit ici, le module CAP_COOP exploite au cours de l’étape SG51 la formule de capacité ci-après. Pour un spot d’un satellite, la capacité maximale en nombre de connexions simultanées (i.e. NB_USR) s’exprime de la manière suivante :

où

et

Pour cette expression de la capacité, les paramètres suivants sont utilisés : , un facteur de forme relatif aux satellites du système de communication ; , le nombre total de satellites ou de faisceaux satellitaires (i.e. « spot ») ; , une puissance d’émission des satellites ; , un facteur de propagation fonction de la fréquence d’émission ; , une bande passante ; , un débit de transmission requis pour chaque connexion ; , un nombre de spots interférents ; , un écart type du shadowing ; , bruit thermique ; , une distance entre le satellite et l’équipement récepteur ; , une probabilité de non couverture ; et une constante par exemple égale à . Ainsi, le module CAP_COOP détermine l’information COOP_DIM à partir de tout ou partie des paramètres mentionnés ci-dessus.

Selon ce mode de réalisation, la formule de capacité ci-dessus est exploitée par le module CAP_COOP pour déterminer une largeur de bande utile W_U ( dans [Math. 1]) nécessaire pour mettre en œuvre NB_USR connexions ( dans [Math. 1]) avec un débit D ( dans [Math. 1]) et une probabilité de non couverture P_OUT ( dans [Math. 1]).

Les autres paramètres de la formule ci-dessus sont des paramètres définis par le module CAP_COOP.

Selon un mode de réalisation, le module CAP_COOP réalise une pluralité d’itérations des étapes décrites ci-dessus. Selon un mode de réalisation particulier, à chaque itération, le module de réalisation ajuste le débit D par un coefficient et met à jour l’information COOP_DIM. Le débit ajusté D, par exemple 95% de D, est qualifié de débit dégradé. La boucle de consolidation ainsi mise en œuvre par le module CAP_COOP permet de prendre en compte et d’optimiser les ressources des constellations et les demandes des MNOs.

La représente, sous forme d’ordinogramme, des étapes d’un procédé de communication selon un mode de réalisation de l’invention. En particulier, ce mode de réalisation illustre un système de communication dans lequel les satellites SAT_X et SAT_Y appartiennent à des constellations différentes. Ce mode de réalisation peut être combiné avec les modes de réalisation précédemment décrits, notamment les modes de réalisation décrits en références des figures 1 à 3. Ce mode réalisation permet ainsi de mettre en œuvre des coopérations inter-satellites de type relais, CoMP ou agrégation de porteuses entre des satellites appartenant à des constellations différentes.

En comparaison à la , le système de communication comprend selon le mode de réalisation illustré par la : deux entités réseaux NE_X et NE_Y ; une entité de coopération BROKER ; deux stations terrestres GW_X et GW_Y.

Par exemple, ce mode de réalisation décrit une coopération entre plusieurs opérateurs mobiles MNOs et plusieurs opérateurs satellitaires SNOs. Dans ce mode de réalisation, la coopération est mise en œuvre notamment par l’entité BROKER, qui peut être commune à plusieurs opérateurs MNOs et plusieurs opérateurs SNOs. L’entité BROKER peut être centralisée ou décentralisée. En particulier, l’entité BROKER est configurée pour déterminer les informations COOP_DIM relatives aux ressources des satellites pouvant être utilisées pour coopérer.

Aux cours des étapes SB10 et SB11, l’entité de coopération BROKER reçoit, en provenance des entités réseaux NE_X et NE_Y, les autorisations de délégations de ressources AUTH (envoyées au cours d’étapes SN10 et SN 11). Les autorisations AUTH sont, par exemple, envoyées par un ou plusieurs opérateurs mobiles MNO et spécifient les spectres et les spots pouvant être exploités par les satellites pour coopérer.

Aux cours des étapes SB20 et SB21, l’entité de coopération BROKER envoie, aux satellites SAT_X et SAT_Y par l’intermédiaire des stations terrestres GW_X et GW_Y, les autorisations de coopération COOP_AUTH (reçues par les stations terrestres GW_X et GW_Y au cours des étapes SG20 et SG21 puis reçues par les satellites SAT_X et SAT_Y au cours des étapes SX20 et SY21).

Aux cours des étapes SB30 et SB31, l’entité de coopération BROKER reçoit, en provenance des satellites SAT_X et SAT_Y par l’intermédiaire des stations terrestres GW_X et GW_Y, les informations CAP_SAT (envoyées par les satellites SAT_X et SAT_Y au cours des étapes SX30 et SY31 puis par les stations terrestres GW_X et GW_Y au cours des étapes SG30 et SG31).

Aux cours des étapes SB40 et SB41, l’entité de coopération BROKER reçoit les informations REQ_FORE en provenance des entités réseaux NE_X et NE_Y (envoyées au cours des étapes SN40 et SN41).

Au cours d’une étape SB50, l’entité de coopération BROKER détermine l’information COOP_DIM, cette étape étant détaillée ci-après.

Dans le mode de réalisation décri ici, au cours des étapes SB60 et SB61, l’entité de coopération BROKER envoie les informations COOP_DIM aux satellites SAT_X et SAT_Y par l’intermédiaire des stations terrestres GW_X et GW_Y (reçues par les stations terrestres GW_X et GW_Y au cours des étapes SG60 et SG61 puis reçues par les satellites SAT_X et SAT_Y au cours des étapes SX60 et SY61).

Sur la base des informations COOP_DIM et/ou des autorisations AUTH reçues, les satellites SAT_X et SAT_Y seront en mesure de mettre en place des coopérations inter-satellites.

Dans ce mode de réalisation, les opérateurs MNO_X et MNO_Y peuvent mettre en œuvre des services de communication différents, et dont les spécifications sont distinctes. Ainsi, selon un mode de réalisation, les informations COOP_DIM sont déterminées à partir d’une pluralité de débits de transmission D_X et D_Y et d’une pluralité de probabilités de non couverture POUT_X et POUT_Y relatifs à une pluralité de services de communication mis en œuvre par le système de communication SYS.

À titre d’exemple, deux services de communication avec des débits et et des probabilités de non couverture et sont considérés. Alors, dans ce cas, le module CAP_COOP exploite une expression de la capacité du système de communication pour un spot :

avec et , respectivement fonction de , conformément à l’expression [Math. 2].

Selon un mode de réalisation illustré par la , le système de communication met en œuvre un procédé permettant de suivre une utilisation de ressources pour communiquer avec ledit au moins terminal UE. Ce mode de réalisation permet notamment de réaliser une traçabilité fiable et précise des ressources utilisées lors de coopérations inter-satellites pour communiquer des données à un terminal.

Selon ce mode de réalisation, le système de communication SYS comprend au moins une entité de suivi d’utilisation ressources. À titre d’exemple, il est considéré ci-après que cette entité de suivi est comprise dans l’entité réseau NE du système SYS. Il convient toutefois de noter que cet exemple n’est pas limitatif et il pourrait être envisagé d’autres modes de réalisation dans lesquels cette entité de suivi est comprise dans chacun des éléments du système SYS. En particulier, le système de communication SYS peut comprendre une pluralité d’entités de suivi. Selon un mode de réalisation, le système SYS comprend : une première entité de suivi comprise dans l’entité réseau NE exploitée par un opérateur mobile MNO ; et une deuxième entité de suivi comprise dans une station terrestre GW exploitée par un opérateur satellitaire SNO.

En comparaison à la , le procédé selon ce mode de réalisation comprend en outre au moins une des étapes décrites ci-après.

Au cours d’une étape SG10, la station terrestre GW reçoit, en provenance d’une entité certifiée NE, une ou plusieurs autorisations de délégation de ressources TDD comprenant respectivement une clé publique associée à l’entité réseau NE certifiée (envoyée au cours d’une étape SN10).

Au cours d’une étape SG20, la station terrestre GW envoie les autorisations TDD_X, TDD_Y aux satellites SAT_X et SAT_Y (reçues aux cours d’étapes SX20 et SY20). Par exemple, une autorisation TDD peut être émise par un opérateur mobile MNO propriétaire d’un certain spectre de fréquences. Dans cet exemple, un opérateur mobile MNO autorise un opérateur satellitaire SNO à exploiter tout ou partie du spectre détenu par l’opérateur MNO pour communiquer des données à des terminaux UE.

Au cours d’une étape SG40, la station terrestre GW reçoit, en provenance de l’entité certifiée NE, une ou plusieurs autorisations d’utilisation de ressources TDU comprenant respectivement une signature déterminée à partir d’une clé privée associée à l’entité certifiée NE (envoyée au cours d’une étape SN40).

Au cours d’une étape SG60, la station terrestre GW envoie les autorisations TDU_X, TDU_Y aux satellites SAT_X et SAT_Y (reçues au cours des étapes SX60 et SY60). Par exemple, une autorisation TDU peut être émise par un opérateur mobile MNO et indiquer les spectres de fréquences utilisables. Selon cet exemple, un opérateur mobile MNO peut autoriser, par une autorisation TDU_X_W1, le premier satellite SAT_X à utiliser un canal de fréquences entre 3,510 GHz et 3,529 GHz pour communiquer avec des terminaux.

Selon un mode de réalisation, la signature d’un message est obtenue en chiffrant un haché du message avec la clé privée. Ainsi, à réception du message, il suffit au destinataire de déchiffrer la signature du message avec la clé publique de l'expéditeur, puis de comparer la signature déchiffrée à un haché du message reçu pour s’assurer de l’authenticité et de l’intégrité du message.

Les satellites SAT_X et SAT_Y réalisent respectivement une étape d’authentification SX61 et SY61 des autorisations d’utilisation de spectre TDU à partir des signatures et des clés publiques reçues. Ce mode de réalisation permet de contrôler de manière fiable et sécurisée l’exploitation des ressources, et ce notamment lors de coopérations inter-satellites.

Au cours d’une étape SX90, le premier satellite SAT_X envoie au deuxième satellite SAT_Y : une demande de coopération COOP_QUERY ; une information TUCP_X ; et une autorisation TDU_X (reçues au cours d’une étape SY90). L’information TUCP_X indique, par exemple, un nombre blocs temps-fréquence utilisés par le premier satellite SAT_X pour transmettre la demande COOP_QUERY ; et l’autorisation TDU_X est utilisée pour indiquer le spectre exploité.

Au cours d’une étape SX100, selon un mode de réalisation particulier, le premier satellite SAT_X reçoit en provenance du deuxième satellite SAT_Y : une réponse COOP_ACK ; une information TUCP_Y ; et une autorisation TDU_Y (envoyée au cours d’une étape SY100). Par exemple, l’information TUCP_Y indique un nombre de blocs temps-fréquence utilisés par le deuxième satellite SAT_Y pour transmettre la réponse COOP_ACK ; et l’autorisation TDU_Y est utilisée pour indiquer le spectre exploité.

Au cours d’une étape SX120, le premier satellite SAT_X envoie au deuxième satellite SAT_Y : des données COOP_DATA ; et une information TUDP_X (reçues au cours d’une étape SY120). Par exemple, l’information TUDP_X indique un nombre de blocs temps-fréquence utilisés par le premier satellite SAT_X pour transmettre les données COOP_DATA.

Au cours d’une étape SX130, selon un mode de réalisation, le premier satellite SAT_X envoie audit au moins un terminal UE : les données DATA_X ; les autorisations TDD_X et TDU_X ; et des informations TUDP_X (reçues au cours d’une étape SU130). Par exemple, les informations TUDP_X indiquent un nombre de blocs temps-fréquence utilisés par le premier satellite SAT_X pour envoyer les données COOP_DATA et les données DATA_X ; et les autorisations TDD_X, TDU_Y permettent au récepteur d’authentifier les informations transmises ainsi que d’identifier les ressources utilisées par le premier satellite SAT_X.

Au cours d’une étape SY140, le deuxième satellite SAT_Y envoie audit au moins un terminal UE : les données COOP_DATA ; les autorisations TDD_Y et TDU_Y ; et des informations TUCP_Y et TUDP_Y (reçues au cours d’une étape SU140). Par exemple, les informations TUCP_Y et TUDP_Y indiquent un nombre de blocs temps-fréquence utilisés par le deuxième satellite SAT_Y pour envoyer la réponse COOP_ACK et les données COOP_DATA ; et les autorisations TDD_Y, TDU_Y permettent au récepteur d’authentifier les informations transmises ainsi que d’identifier les ressources utilisées par le deuxième satellite SAT_Y.

Au cours d’une étape SY150, le deuxième satellite SAT_Y envoie, au premier satellite SAT_X, un message COOP_TICKET comprenant : les autorisations TDD_Y et TDU_Y ; et des informations TUCP_Y et TUDP_Y. Par exemple, les informations TUCP_Y et TUDP_Y indiquent tout ou partie des ressources utilisées par le deuxième satellite SAT_Y lors de la coopération.

Au cours d’une étape SX150, selon un mode de réalisation particulier, le premier satellite SAT_X envoie, à la deuxième entité de suivi comprise dans la station terrestre GW, un message COOP_TICKET comprenant : les autorisations TDD_X, TDD_Y, TDU_X et TDU_Y ; et des informations TUCP_X, TUCP_Y, TUDP_X et TUDP_Y (reçues et transmis par la station terrestre GW au cours d’une étape SG150). De cette manière, l’entité de suivi NE est en mesure de suivre et de comptabiliser précisément les ressources utilisées par le premier SAT_X et le deuxième satellite SAT_Y pour communiquer des données audit au moins un terminal UE.

Au cours d’une étape SU160, suite à la réception des données DATA_X et COOP_DATA, ledit au moins un terminal UE envoie un message COOP_TICKET à la première entité de suivi comprise dans l’entité réseau NE (reçue au cours d’une étape SN160). Le message COOP_TICKET comprend : les autorisations TDD_X, TDD_Y, TDU_X et TDU_Y ; et des informations TUCP_X, TUCP_Y, TUDP_X et TUDP_Y, reçues en provenance des satellites SAT_X et SAT_Y. De cette manière, l’entité de suivi NE est en mesure de suivre les ressources utilisées par les satellites pour communiquer des données au terminal et de prouver qu’une communication a été effectivement réalisée.

Dans les modes de réalisation décrits en référence à la , les satellites SAT_X et SAT_Y appartiennent à une même constellation. Toutefois, le procédé décrit ci-dessus s’appliquent également aux modes de réalisation dans lesquels l’entité de coopération est commune à plusieurs opérateurs satellitaires SNOs et/ou plusieurs opérateurs mobiles MNO.

La représente schématiquement un exemple d’architecture logicielle et matérielle d’un système de communication selon un mode de réalisation de l’invention.

Tel qu’illustré par la , selon un mode de réalisation, la station terrestre GW comprend au moins un des modules suivants : un module de communication COM_NET_GW configuré pour communiquer avec le réseau de communication NET ; et un module de communication COM_GW_SAT configuré pour communiquer avec au moins un des satellites SAT_X, SAT_Y et SAT_Z.

Tel qu’illustré par la , selon un mode de réalisation, les satellites SAT_X et SAT_Y comprennent respectivement au moins un des modules suivants : un module de communication COM_GW_SAT configuré pour communiquer avec la station terrestre GW ; un module de communication COM_SAT_SAT configuré pour communiquer avec au moins un autre satellite ; et une pluralité de modules de communication COM_SAT_UE (i.e. un module de communication par spot du satellite) configurés pour communiquer avec ledit au moins un terminal UE.

Tel qu’illustré par la , selon un mode de réalisation, un dit terminal UE comprend au moins un des modules suivants : un module de communication COM_SAT_UE configuré pour communiquer avec au moins des satellites SAT_X et SAT_Y ; et un module de communication COM_UE_NET configuré pour communiquer avec le réseau.

Selon un mode de réalisation, un ou plusieurs éléments du système de communication SYS disposent respectivement de l’architecture matérielle d’un ordinateur. Considérons un élément ELT du système de communication SYS. Selon ce mode de réalisation, l’élément ELT comporte un processeur PROC, une mémoire vive, une mémoire morte MEM, et une mémoire non volatile. La mémoire MEM constitue un support d’informations conforme à l’invention, lisible par ordinateur et sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur. Le programme d’ordinateur comporte des instructions pour la mise en œuvre des étapes réalisées par l’élément ELT d’un procédé selon l’invention, lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par le processeur PROC. Le programme d’ordinateur définit les modules fonctionnels représentés ci-après par la , qui s’appuient ou commandent les éléments matériels de cette dernière.

Les signes de référence ci-après permettent, pour chacun des modules du système de communication, d’identifier l’élément comprenant ce module : Les références commençant par MG sont utilisées pour les modules de la station terrestre GW ; MX pour le premier satellite SAT_X ; MY pour le deuxième satellite SAT_Y ; MU pour ledit au moins un terminal UE.

Tel qu’illustré par la , selon un mode de réalisation, la station terrestre GW comprend au moins un des modules suivants :

un module de détermination MG_CAP_COOP pour déterminer l’information COOP_DIM ;
un module d’envoi MG_SND_DIM pour envoyer l’information COOP_DIM ; et
un module d’envoi MG_SND_DATA pour envoyer les données DATA.

Tel qu’illustré par la , selon un mode de réalisation, le premier satellite SAT_X comprend au moins un des modules suivants :

un module de réception MX_RCV_DIM pour recevoir l’information COOP_DIM ;
un module de détermination MX_DET_CRIT pour déterminer le critère COOP_CRIT ;
un module d’envoi MX_SND_COOP pour envoyer les données COOP_DATA ;
un module d’envoi MX_SND_QUERY pour envoyer la demande COOP_QUERY ;
un module d’envoi MX_RCV_ACK pour recevoir la réponse COOP_ACK ;
un module de réception MX_RCV_DATA pour recevoir les données DATA ;
un module d’envoi MX_SND_DATA pour envoyer les données DATA_X ;
un module de réception MX_RCV_BOOST pour recevoir l’information BOOST.

Tel qu’illustré par la , selon un mode de réalisation, le deuxième satellite SAT_Y comprend au moins un des modules suivants :

un module de réception MY_RCV_QUERY pour recevoir la demande COOP_QUERY ;
un module d’envoi MY_SND_ACK pour envoyer la réponse COOP_ACK ;
un module de réception MY_RCV_COOP pour recevoir les données COOP_DATA ; et
un module d’envoi MY_SND_COOP pour envoyer les données COOP_DATA.

Tel qu’illustré par la , selon un mode de réalisation, un dit terminal UE comprend au moins un des modules suivants :

un module de réception MU_RCV_DATA pour recevoir les données DATA_X et/ou COOP_DATA ; et
un module d’envoi MU_SND_BOOST pour envoyer l’information BOOST.

Le terme module peut correspondre aussi bien à un composant logiciel qu’à un composant matériel ou un ensemble de composants matériels et logiciels, un composant logiciel correspondant lui-même à un ou plusieurs programmes ou sous-programmes d’ordinateur ou de manière plus générale à tout élément d’un programme apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions telles que décrites pour les modules concernés. De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d’un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en œuvre une fonction ou un ensemble de fonctions pour le module concerné (circuit intégré, carte à puce, carte à mémoire, etc.).

Il est à noter que l’ordre dans lequel s’enchaînent les étapes d’un procédé tel que décrit précédemment, notamment en référence aux dessins ci-joints, ne constitue qu’un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif, des variantes étant possibles. Par ailleurs, les signes de référence ne sont pas limitatifs de l’étendue de la protection, leur unique fonction étant de facilité la compréhension des revendications.

Un homme du métier comprendra que les modes de réalisation et variantes décrits ci-dessus ne constituent que des exemples non limitatifs de mise en œuvre de l’invention. En particulier, l’homme du métier pourra envisager une quelconque adaptation ou combinaison des modes de réalisation et variantes décrits ci-dessus afin de répondre à un besoin bien particulier.

Claims

Procédé mis en œuvre par un premier dispositif aérien ou spatial (SAT_X) pour transmettre des données à au moins un terminal (UE), le procédé comprenant :
une réception (SX60), en provenance d’une entité de coopération (GW, BROKER), d’une information (COOP_DIM) relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial (SAT_Y) pouvant être utilisées pour transmettre des données audit au moins un terminal (UE) ;

si un critère de coopération (COOP_CRIT) est vérifié, un déclenchement d’une coopération avec ledit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) en fonction de ladite information (COOP_DIM) pour transmettre des données audit au moins un terminal (UE), ladite coopération comprenant : un envoi (SX120), audit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y), de deuxièmes données (COOP_DATA) à transmettre audit au moins un terminal (UE).
Procédé selon la revendication 1 comprenant un envoi (SX90), audit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y), d’une demande de coopération (COOP_QUERY) pour transmettre des données audit au moins un terminal (UE), ladite demande de coopération (COOP_QUERY) comprenant des données de contrôle pour la mise en œuvre de ladite coopération.
Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite information (COOP_DIM) relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) pouvant être utilisées est mise à jour par ladite entité de coopération (GW, BROKER).
Procédé selon l’une des revendications 1 à 3 comprenant un envoi (SX130), audit au moins un terminal (UE), de premières données (DATA_X) en utilisant une ressource temps-fréquence (CH1,T1) utilisée par ledit au moins un deuxième dispositif (SAT_X) pour transmettre les deuxièmes données (COOP_DATA) audit au moins un terminal (UE).
Procédé selon l’une des revendications 1 à 4 comprenant un envoi (SX130), audit au moins un terminal (UE), de premières données (DATA_X) en utilisant une ressource temps-fréquence (CH1,T1) différente d’une ressource temps-fréquence utilisée (CH2,T1) par ledit au moins un deuxième dispositif (SAT_X) pour transmettre les deuxièmes données (COOP_DATA) audit au moins un terminal (UE).
Procédé selon l’une des revendications 1 à 5 dans lequel le premier (SAT_X) et ledit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) appartiennent à une même constellation.
Procédé selon l’une des revendications 1 à 5 dans lequel le premier (SAT_X) et ledit au moins un deuxième (SAT_Y) dispositifs appartiennent à des constellations différentes.
Procédé selon l’une des revendications 1 à 7 comprenant une réception (SX70) d’une information (BOOST) par ledit au moins un terminal (UE), ledit critère de coopération (COOP_CRIT) étant déterminé (SX80) à partir de cette information (BOOST).
Procédé mis en œuvre par une entité de coopération (GW, BROKER) pour communiquer avec un premier dispositif aérien ou spatial (SAT_X), le procédé comprenant :
une détermination (SG50, SB50) d’une information (COOP_DIM) relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial (SAT_Y) pouvant être utilisées pour transmettre des données à au moins un terminal (UE) ;

un envoi (SG60, SB60), au premier dispositif (SAT_X), de ladite information (COOP_DIM).
Procédé selon la revendication 9 dans lequel ladite information (COOP_DIM) relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) pouvant être utilisées est déterminée à partir d’au moins un débit cible (D) de transmission de données et d’au moins une probabilité de non couverture (P_OUT) définies pour au moins un service de communication mis en œuvre par le deuxième dispositif.
Procédé selon la revendication 10 comprenant une ou plusieurs itérations d’une mise à jour de ladite information (COOP_DIM) relative aux ressources dudit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) pouvant être utilisées à partir d’au moins un débit ajusté, ledit au moins un débit ajusté étant obtenu à partir dudit au moins un débit cible et d’un coefficient.
Procédé selon l’une des revendications 9 à 11, le procédé comprenant :
un envoi, au premier dispositif (SAT_X), de données (DATA_T2) à transmettre audit au moins un terminal (UE), ces données (DATA_T2) étant transmises audit au moins un terminal (UE) par l’intermédiaire dudit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) ; puis

un envoi, à un troisième dispositif aérien ou spatial (SAT_Z), de données (DATA_T3) à transmettre audit au moins un terminal (UE).
Dispositif aérien ou spatial, dit premier dispositif (SAT_X), adapté pour transmettre des données à au moins un terminal (UE), ledit premier dispositif (SAT_X) comprenant :
un module de réception (MX_RCV_DIM) configuré pour recevoir, en provenance d’une entité de coopération (GW, BROKER), une information (COOP_DIM) relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial (SAT_Y) pouvant être utilisées pour transmettre des données audit au moins un terminal (UE) ;

un module d’envoi (MX_SND_COOP) configuré pour, si un critère de coopération (COOP_CRIT) est vérifié, déclencher une coopération avec ledit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) en fonction de ladite information (COOP_DIM) pour transmettre des données audit au moins un terminal (UE), ladite coopération comprenant un envoi (SX120) par le module d’envoi (MX_SND_COOP) audit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y) de deuxièmes données (COOP_DATA) à transmettre audit au moins un terminal (UE).
Entité de coopération (GW, BROKER) adaptée pour communiquer avec un premier dispositif aérien ou spatial (SAT_X), l’entité de coopération (GW) comprenant :
un module de détermination (MG_CAP_COOP) configuré pour déterminer une information (COOP_DIM) relative à des ressources d’au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial (SAT_Y) pouvant être utilisées pour transmettre des données à au moins un terminal (UE) ;

un module d’envoi (MG_SND_DIM) configuré pour envoyer au premier dispositif (SAT_X) ladite information (COOP_DIM).
Système (SYS) comprenant :
un premier dispositif aérien ou spatial (SAT_X) selon la revendication 13 ;

au moins un deuxième dispositif aérien ou spatial (SAT_Y) comprenant un module de réception (MY_RCV_COOP) configuré pour recevoir, en provenance du premier dispositif (SAT_X), des deuxièmes données (COOP_DATA) et un module d’envoi (MY_SND_COOP) configuré pour envoyer, à au moins un terminal (UE), les deuxièmes données (COOP_DATA)

une entité de coopération (GW, BROKER) selon la revendication 14 ; et
au moins un terminal (UE) comprenant un module de réception (MU_RCV_DATA) configuré pour recevoir, en provenance dudit au moins un deuxième dispositif (SAT_Y), des deuxièmes données (COOP_DATA).