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FR3039961A1 - METHOD OF CALIBRATING A DYNAMIC ACCESS MANAGEMENT SYSTEM AND RADIO SPECTRUM SHARING - Google Patents

METHOD OF CALIBRATING A DYNAMIC ACCESS MANAGEMENT SYSTEM AND RADIO SPECTRUM SHARING Download PDF

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FR3039961A1
FR3039961A1 FR1501681A FR1501681A FR3039961A1 FR 3039961 A1 FR3039961 A1 FR 3039961A1 FR 1501681 A FR1501681 A FR 1501681A FR 1501681 A FR1501681 A FR 1501681A FR 3039961 A1 FR3039961 A1 FR 3039961A1
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FR
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radio
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controller
sensors
primary
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FR1501681A
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FR3039961B1 (en
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Thierry D'ennequin Christophe Le
Pierre Jean Muller
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Red Technologies SAS
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Red Technologies SAS
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Abstract

Le procédé décrit dans la présente invention donne aux usagers secondaires, à partir de mesures réelles des niveaux d'interférences produites par l'opération de leurs propres systèmes de radiocommunication, la possibilité de calibrer les modèles de propagation d'ondes radioélectriques. Ces modèles de propagation d'ondes radioélectriques sont utilisés par le système de préemption qui gère l'accès dynamique et partagé au spectre radioélectrique ou plus généralement à tout système de reconfiguration de station de base radio d'un réseau de radiocommunication. Le spectre radioélectrique est ici partagé entre un ou plusieurs titulaires primaires et un ou plusieurs usagers secondaires.The method described in the present invention gives secondary users, from actual measurements of the interference levels produced by the operation of their own radio communication systems, the possibility of calibrating the radio wave propagation models. These models of radio wave propagation are used by the preemption system which manages the dynamic and shared access to the radio spectrum or more generally to any radio base station reconfiguration system of a radiocommunication network. The radio spectrum is here shared between one or more primary holders and one or more secondary users.

Description

Description de l’état de l’artDescription of the state of the art

Traditionnellement, l'accès et l'utilisation du spectre radio sont autorisés de deux manières: soit avec une autorisation « sous licence », soit avec une autorisation exempte de licence dite « sans licence ».Traditionally, access and use of the radio spectrum is permitted in two ways: either with a "licensed" license, or with a license-exempt license called "unlicensed".

Une autorisation « sous licence » signifie que les droits d'utilisation sont exclusivement accordés, sur une base nationale, dans le temps, dans l’espace et pour une bande de fréquences définie. Un exemple d'utilisation sous licence est la bande de fréquences à 2 GHz pour la fourniture de services de communications mobiles de troisième génération.A "licensed" license means that the rights of use are exclusively granted, on a national basis, in time, in space and for a defined frequency band. An example of licensed use is the 2 GHz frequency band for the provision of third generation mobile communications services.

Une autorisation «sans licence» signifie que les appareils qui répondent à certaines conditions techniques (puissance d’émission, bande de fréquences) peuvent partager le spectre radio, être utilisés partout et à tout moment, sans garantie de qualité de service. Un exemple d'utilisation est la bande de fréquences à 2,4 GHz pour la fourniture de services d'accès Wi-Fi et Bluetooth.An "unlicensed" license means that devices that meet certain technical conditions (transmit power, frequency band) can share the radio spectrum, be used anywhere and at any time, without guarantee of quality of service. An example of use is the 2.4 GHz frequency band for the provision of Wi-Fi and Bluetooth access services.

Il existe une troisième approche qui vise à autoriser un nombre limité d’usagers secondaires à utiliser une bande de fréquences déjà attribuée à un ou plusieurs titulaires primaires. Cette approche a été retenue, par exemple, pour définir les modalités d’usage la bande de fréquences 2300-2400 MHz en Europe (ainsi que spécifié par Γ « European Télécommunications Standards Institute » - documents ETSI TS 103 154 et ETSI TS 103 235), ou encore pour définir les modalités d’usage de la bande de fréquences 3550-3700 MHz aux Etats-Unis (ainsi que spécifié par la « Fédéral Communications Commission » - document FCC 15-47). L’accès à ces bandes de fréquences ainsi partagées doit se faire en conformité avec les règles de partage incluses dans les licences d'utilisation accordées aux usagers secondaires; il s’agit notamment des conditions techniques pour garantir l’absence d’interférences radio nuisibles sur le titulaire primaire opérant dans une bande de fréquences définie.There is a third approach that aims to allow a limited number of secondary users to use a band of frequencies already allocated to one or more primary holders. This approach was adopted, for example, to define the modalities of use of the 2300-2400 MHz frequency band in Europe (as specified by the European Telecommunications Standards Institute - documents ETSI TS 103 154 and ETSI TS 103 235). , or to define the terms of use of the 3550-3700 MHz frequency band in the United States (as specified by the Federal Communications Commission - FCC document 15-47). Access to these shared frequency bands must be in accordance with the sharing rules included in the user licenses granted to secondary users; these include the technical conditions to ensure the absence of harmful radio interference to the primary holder operating in a defined frequency band.

Ce régime d’accès permet au titulaire primaire d’avoir un accès prioritaire aux ressources radio dans la bande de fréquences partagée avec des usagers secondaires. En particulier, le titulaire primaire peut être en droit à tout moment d’exiger l’exclusivité de l’accès et préempter la bande de fréquences partagée, sur une zone géographique et une durée données.This access regime allows the primary holder to have priority access to radio resources in the frequency band shared with secondary users. In particular, the primary holder may be entitled at any time to require exclusive access and preempt the shared frequency band, over a given geographical area and duration.

La figure 1 illustre un système de préemption qui gère l’accès dynamique et partagé au spectre radioélectrique conformément à l’état de l’art, dans lequel un titulaire primaire [PRI] peut à tout moment obtenir l’exclusivité de l’accès et préempter une bande de fréquences en modifiant le contenu d’un serveur central [S C] via l’interface [IHM1],Figure 1 illustrates a preemption system that manages the dynamic and shared access to the radio spectrum in accordance with the state of the art, in which a primary holder [PRI] can at any time obtain exclusive access and preempt a frequency band by modifying the content of a central server [SC] via the [IHM1] interface,

Les contrôleurs [C] des usagers secondaires sont notifiés de la demande d’accès au spectre via l’interface [Cl] et calculent, à l’aide de modèles de propagation d’ondes radioélectriques, les paramètres de reconfiguration des stations de base radio [S] à modifier afin de satisfaire cette demande. Ces contrôleurs transmettent ensuite des requêtes de reconfiguration du réseau via l’interface [C2] à l’infrastructure de gestion du réseau [NM].The controllers [C] of the secondary users are notified of the spectrum access request via the interface [C1] and calculate, using radio wave propagation models, the reconfiguration parameters of the radio base stations. [S] to be modified in order to satisfy this request. These controllers then forward network reconfiguration requests via the [C2] interface to the network management infrastructure [NM].

Limitations actuellesCurrent limitations

Le mécanisme actuel ne donne pas la possibilité aux usagers secondaires [SEC], à partir de mesures réelles des niveaux d’interférences produites par l’opération de leurs propres systèmes de radiocommunication, la possibilité de calibrer les modèles de propagation d’ondes radio qui sont utilisés par le système qui gère l’accès partagé au spectre radioélectrique.The current mechanism does not allow secondary users [SEC], based on actual measurements of the interference levels produced by the operation of their own radio systems, to be able to calibrate the radio wave are used by the system that manages shared access to the radio spectrum.

Ces limitations obligent l’usager secondaire [SEC] à réduire sa zone de couverture afin d’éviter les interférences dues aux imprécisions des modèles de propagation d’ondes radio. Il s’en suit un usage non optimal du spectre par les usagers secondaires [SEC].These limitations force the secondary user [SEC] to reduce his coverage area to avoid interference due to inaccuracies in radio wave propagation patterns. This results in non-optimal use of the spectrum by secondary users [SEC].

Liste des figures :List of Figures :

Figure 1 : vue générale d’un système de préemption de fréquence radioélectrique conformément à l’état de l’art.Figure 1: general view of a radio frequency preemption system according to the state of the art.

Figure 2 : vue générale d’un système de préemption de fréquence radioélectrique conformément à la présente invention. Alternative 1 : utilisation de senseurs radiofréquences (senseurs RF) à proximité des sites radio du titulaire primaire.Figure 2: general view of a radio frequency preemption system according to the present invention. Alternative 1: Use of Radio Frequency Sensors (RF Sensors) near the primary holder's radio sites.

Figure 3 : vue générale d’un système de préemption de fréquence radioélectrique conformément à la présente invention. Alternative 2 : utilisation de senseurs radiofréquences (senseurs RF) positionnés en dehors des sites radio du titulaire primaire.Figure 3 is a general view of a radio frequency preemption system according to the present invention. Alternative 2: Use of Radio Frequency Sensors (RF Sensors) positioned outside the primary holder's radio sites.

Description du procédéProcess description

Les figures 2 et 3 illustrent les ajouts de la présente invention par rapport à l’état de l’art décrit figure 1. Le procédé décrit dans la présente invention se décompose comme suit : i. L’usager secondaire [SEC], via l’outil d’administration [ADM C] du contrôleur [C], demande la mise en route de la procédure de calibrage du système qui gère l’accès partagé au spectre radioélectrique. ii. Le contrôleur [C] relaie cette demande de mise en route de la procédure de calibrage au serveur central [S_C]. iii. Sur réception de la demande de mise en route de la procédure de calibrage, le serveur central [S_C] instruit les senseurs RF [S_RF] de commencer les mesures du champ radioélectrique environnant. iv. Les senseurs RF [S_RF] envoient, en continu ou suivant une périodicité définie, les mesures au serveur central [S C]; chaque mesure est horodatée, géoréférencée par chaque senseur RF [S_RF] avant d’être envoyée. v. Les mesures de champs radioélectriques reçues par le serveur central [S_C] sont filtrées par celui-ci pour n’envoyer au contrôleur [C] que les mesures qui sont exemptes d’interférences produites par l’opération des systèmes de radiocommunication des titulaires primaires [PRI]. vi. Sur réception des mesures horodatées et géo-référencées, le contrôleur [C] compare ces mesures avec les champs électromagnétiques calculés à l’aide de modèles de propagation d’ondes radio. vii. L’usager secondaire [SEC], via l’outil d’administration [ADM_C] du contrôleur [C], ou le contrôleur [C] en fonction d’une marge d’erreur prédéfinie, termine la procédure de calibrage quand il considère que les résultats calculés par le contrôleur [C], à partir des modèles de propagation, sont suffisamment proches des mesures réelles. viii. Une fois le calibrage terminé, le contrôleur [C] utilise les modèles de propagation ainsi calibrés dans le processus de préemption du spectre radioélectrique et notamment pour le calcul des paramètres de reconfiguration des stations de base radio [S] tel que décrit par l’état de l’art.Figures 2 and 3 illustrate the additions of the present invention with respect to the state of the art described in Figure 1. The method described in the present invention is broken down as follows: i. The secondary user [SEC], via the [C] controller [ADM C] administration tool, requests the start of the system calibration procedure that manages shared access to the radio spectrum. ii. The controller [C] relays this request to start the calibration procedure to the central server [S_C]. iii. Upon receipt of the request to start the calibration procedure, the central server [S_C] instructs the RF sensors [S_RF] to start the measurements of the surrounding radio field. iv. The RF sensors [S_RF] send, continuously or at a defined periodicity, the measurements to the central server [S C]; each measurement is time stamped, georeferenced by each RF sensor [S_RF] before being sent. v. Radio-frequency field measurements received by the central server [S_C] are filtered by the central server to send to the controller [C] only the measurements which are free of interference produced by the operation of the primary holders' radiocommunication systems [ PRI]. vi. On receipt of the time-stamped and georeferenced measurements, the controller [C] compares these measurements with the electromagnetic fields calculated using radio wave propagation models. vii. The secondary user [SEC], via the [ADM_C] administration tool of the controller [C], or the controller [C] based on a predefined margin of error, terminates the calibration procedure when it considers that the results calculated by the controller [C], from the propagation models, are sufficiently close to the real measurements. viii. Once the calibration is complete, the controller [C] uses the propagation models thus calibrated in the radio spectrum preemption process and in particular for the calculation of the radio base station reconfiguration parameters [S] as described by the state art.

Avant la mise en route de la procédure de calibrageBefore starting the calibration procedure

Chaque contrôleur [C] enregistre la topologie du réseau de radiocommunication de son usager secondaire [SEC] en collectant, via l’interface [C2] les informations de déploiement des stations de base radio [S] et des antennes [A] qui leurs sont associées.Each controller [C] registers the topology of the radio network of its secondary user [SEC] by collecting, via the interface [C2], the deployment information of the radio base stations [S] and the antennas [A] which are associated.

Il s’agit notamment des puissances isotropes rayonnées équivalentes exprimées en dBm, des fréquences centrales d’émission exprimées en MHz, des largeurs des canaux d’émission exprimées en MHz, et pour chaque antenne la position géographique, la hauteur hors-sol, la polarisation, l’azimut, le secteur, l’inclinaison, les diagrammes de rayonnement vertical et de rayonnement horizontal et l’information si l’antenne est à l’intérieur ou à l’extérieur d’un bâtiment.These are the equivalent radiated isotropic powers expressed in dBm, the central transmission frequencies expressed in MHz, the transmission channel widths expressed in MHz, and for each antenna the geographical position, the height above ground, the polarization, azimuth, sector, inclination, vertical and horizontal radiation patterns and information if the antenna is inside or outside a building.

Chaque contrôleur [C] combine la topologie du réseau de son usager secondaire [SEC], et d’autres informations d’environnements telles que la densité géoréférencée de la population, le modèle numérique de terrain, la hauteur du bâti, l’occupation des sols, les unités administratives du territoire et il crée à l’aide de modèles de propagation d’ondes radioélectriques et d’algorithmes dédiés une cartographie dynamique et temps-réel de l’environnement radio.Each controller [C] combines the network topology of its secondary user [SEC], and other environmental information such as the georeferenced density of the population, the digital terrain model, the height of the building, the occupation of the Soils, the administrative units of the territory and it creates with the help of radio wave propagation models and dedicated algorithms a dynamic and real-time cartography of the radio environment.

Il s’agit d’une cartographie dynamique et temps-réel car elle change au fil des modifications des informations d’entrée décrites ci-dessus; cette cartographie dynamique et temps-réel contient 5 dimensions qui sont la latitude, la longitude, l’altitude, la fréquence et le temps.This is dynamic and real-time mapping as it changes as the input information changes described above change; this dynamic and real-time mapping contains 5 dimensions which are latitude, longitude, altitude, frequency and time.

Chaque contrôleur [C] calcule en temps-réel en chaque point de la zone géographique qui lui est affectée et pour la bande de fréquences à partager, le niveau de champs électromagnétiques cumulé théorique émis par l’ensemble des antennes [A] des stations de base [S] du réseau de l’usager secondaire [SEC].Each controller [C] calculates in real time at each point of the geographical zone which is assigned to it and for the frequency band to be shared, the level of theoretical cumulative electromagnetic fields emitted by all the antennas [A] of the radio stations. base [S] of the secondary user network [SEC].

La cartographie dynamique locale de l’environnement radio peut être visualisée sur un écran d’ordinateur à l’aide d’un Système d’information Géographique.Local dynamic mapping of the radio environment can be visualized on a computer screen using a Geographic Information System.

Mise en route de la procédure de calibrage L’usager secondaire [SEC], via l’outil d’administration [ADM_C] du contrôleur [C], demande la mise en route de la procédure de calibrage du système qui gère l’accès au spectre radioélectrique partagé.Starting the calibration procedure The secondary user [SEC], via the administration tool [ADM_C] of the controller [C], requests the start of the calibration procedure of the system that manages the access to the shared radio spectrum.

Cette procédure de calibrage peut être initiée, par exemple, pour les motifs suivants : à la mise en route d’un contrôleur ; suite au déploiement de nouvelles stations de base radio de l’usager secondaire ; suite à une modification par un titulaire primaire de son usage du spectre ; - de manière périodique ou occasionnelle afin de mettre à jour les modèles de propagation dans des zones géographiques où la propagation des ondes radios est susceptible d’être impactée par des modifications de l’environnement (par exemple suite à de nouvelles constructions dans une zone urbaine, ou suite à un incendie important de forêt).This calibration procedure can be initiated, for example, for the following reasons: at the start of a controller; following the deployment of new radio base stations for the secondary user; following a modification by a primary holder of its use of the spectrum; - Periodically or occasionally to update propagation models in geographical areas where the propagation of radio waves is likely to be affected by environmental changes (eg following new construction in an urban area , or following a major forest fire).

Afin de limiter l’impact de la procédure de calibrage sur le bon fonctionnement du système la date et l’heure pour initier cette procédure peuvent être sélectionnés, par exemple : - en privilégiant les créneaux où le titulaire primaire n’effectue pas de préemption (par exemple dans le cas d’une préemption périodique). - en envoyant une requête de calibrage au titulaire primaire, afin de donner au titulaire primaire la possibilité de choisir le moment le plus opportun pour effectuer cette procédure.In order to limit the impact of the calibration procedure on the correct functioning of the system, the date and time to initiate this procedure can be selected, for example: - by favoring slots where the primary holder does not preempt ( for example in the case of a periodic preemption). - by sending a calibration request to the primary holder, in order to give the primary holder the opportunity to choose the most appropriate time to perform this procedure.

Le contrôleur [C] relaie, via l’interface [C3], la demande de mise en route de la procédure de calibrage au serveur central [S C].The controller [C] relays, via the interface [C3], the request to start the calibration procedure to the central server [S C].

Pour permettre au serveur central [S_C] de déterminer les senseurs à activer la demande de mise en route de la procédure de calibrage inclue la zone géographique à calibrer et optionnellement des informations d’assistances pour la détection, par les senseurs RF [S_RF], des interférences liées aux opérations du réseau de l’usager secondaire [SEC], par exemple, la technologie radio utilisée (LTE, UMTS...) et son mode de transmission (FDD, TDD, ...), la fréquence centrale du canal de transmission, la largeur du canal de transmission, ou la liste des codes de cellules (PCI ou « Physical Cell ID ») susceptibles d’être reçus. Ces informations peuvent être utilisées par les senseurs RF [S_RF] pour discriminer les interférences liées aux opérations du réseau de l’usager secondaire [SEC] des interférences liées aux opérations du réseau de l’usager primaire [PRI].To enable the central server [S_C] to determine the sensors to activate the request to start the calibration procedure includes the geographical area to be calibrated and optionally assistance information for detection, by RF sensors [S_RF], interferences related to the operations of the secondary user network [SEC], for example, the radio technology used (LTE, UMTS ...) and its mode of transmission (FDD, TDD, ...), the central frequency of the transmission channel, the width of the transmission channel, or the list of cell codes (PCI or "Physical Cell ID") that can be received. This information can be used by RF sensors [S_RF] to discriminate interference from secondary user network operations [SEC] from interference in primary user network operations [PRI].

Le serveur central [S C] envoie, via l’interface [SI], la demande aux senseurs RF [S_RF] de commencer les mesures de champs électromagnétiques, en continu ou suivant une périodicité définie, sur la ou les bandes de fréquences qui sont opérées par l’usager secondaire [SEC] à 1’ origine de la demande de calibrage.The central server [SC] sends, via the interface [SI], the request to the RF sensors [S_RF] to start the electromagnetic field measurements, continuously or at a defined periodicity, on the frequency band or bands that are operated. by the secondary user [SEC] at the origin of the calibration request.

Le serveur central [S C] associe et envoie avec chaque demande un identifiant unique pour permettre au serveur central [S_C] de gérer simultanément plusieurs demandes de calibrage provenant de contrôleurs différents.The central server [S C] associates and sends with each request a unique identifier to allow the central server [S_C] to simultaneously manage several calibration requests from different controllers.

Le serveur central [S_C] inclue dans la demande, si disponible, les informations d’assistances pour la détection des interférences liées aux opérations du réseau de l’usager secondaire [SEC].The central server [S_C] includes in the request, if available, the assistance information for the detection of interference related to the operations of the network of the secondary user [SEC].

Collecte des mesures de champs radioélectriquesCollection of radio field measurements

Chaque senseur RF [S_RF] mesure localement son champ électromagnétique environnant sur la ou les bandes de fréquences demandées, avec ou sans les informations d’assistances pour la détection des interférences liées aux opérations du réseau de l’usager secondaire [SEC], et envoie, via l’interface [SI], en continu ou suivant une périodicité définie, les mesures au serveur central [S C]. Chaque mesure est horodatée, géoréférencée par chaque senseur RF [S_RF] avant d’être envoyée.Each RF sensor [S_RF] locally measures its surrounding electromagnetic field on the requested frequency band (s), with or without the assistance information for detecting interference from secondary user network (SEC) operations, and sends , via the interface [SI], continuously or at a defined periodicity, the measurements at the central server [SC]. Each measurement is time stamped, georeferenced by each RF sensor [S_RF] before being sent.

Pour chaque mesure reçue, à l’aide des informations associées (champ mesuré, fréquence, date, heure et position géographique de la prise de mesure), le serveur central [S_C] vérifie, à partir de sa connaissance de l’usage du spectre radioélectrique par le ou les titulaires primaires [PRI] si la mesure a subi, à priori, des interférences liées aux opérations des systèmes de radiocommunication des titulaires primaires [PRI]. Cette connaissance de l’usage du spectre radioélectrique par le ou les titulaires primaires [PRI] fait partie de l’état de l’art du système qui gère l’accès au spectre radioélectrique partagé.For each measurement received, using the associated information (measured field, frequency, date, time and geographical position of the measurement), the central server [S_C] checks, from its knowledge of the use of the spectrum by the primary holder (s) [PRI] if the measurement was, in principle, interfered with the operations of the primary-holder [PRI] radiocommunication systems. This knowledge of the use of the radio spectrum by the primary holder (s) [PRI] is part of the state of the art of the system that manages access to the shared radio spectrum.

Le serveur central [S_C] filtre les mesures pour n’envoyer, via l’interface [C3], au contrôleur [C] à l’origine de la demande de calibrage, que les mesures qui sont exemptes d’interférences produites par l’opération des systèmes de radiocommunication des titulaires primaires [PRI].The central server [S_C] filters the measurements to send, via the interface [C3], to the controller [C] at the origin of the calibration request, only the measurements which are free of interference produced by the operation of the primary holders [PRI] radiocommunication systems.

Calibrage des modèles de propagationCalibration of propagation models

Sur réception des mesures horodatées et géo-référencées, le contrôleur [C] compare ces mesures avec les champs électromagnétiques calculés à l’aide de modèles de propagation d’ondes radio. Cette comparaison peut faire l’objet d’un processus itératif pour lequel les paramètres des modèles de propagation utilisés sont ajustés jusqu’à ce que les calculs s’approchent des mesures réelles.On receipt of the time-stamped and georeferenced measurements, the controller [C] compares these measurements with the electromagnetic fields calculated using radio wave propagation models. This comparison can be the subject of an iterative process for which the parameters of the propagation models used are adjusted until the calculations approach the actual measurements.

Fin de ia procédure de calibrage et retour à l’état de l’art L’usager secondaire [SEC] via l’outil d’administration [ADM C] du contrôleur [C], ou le contrôleur [C] en fonction d’une marge d’erreur prédéfinie, termine la procédure de calibrage quand il considère que les résultats calculés par le contrôleur [C], à partir des modèles de propagation, sont suffisamment proches des mesures réelles. Une fois le calibrage terminé, le contrôleur [C] utilise les modèles de propagation ainsi calibrés dans le processus de préemption du spectre radioélectrique et notamment pour le calcul des paramètres de reconfiguration des stations de base radio [S] tel que décrit par l’état de l’art.End of the calibration procedure and return to the state of the art The secondary user [SEC] via the administration tool [ADM C] of the controller [C], or the controller [C] according to a predefined margin of error, terminates the calibration procedure when it considers that the results calculated by the controller [C], from the propagation models, are sufficiently close to the real measurements. Once the calibration is complete, the controller [C] uses the propagation models thus calibrated in the radio spectrum preemption process and in particular for the calculation of the radio base station reconfiguration parameters [S] as described by the state art.

Alternative 1 vs. Alternative 2Alternative 1 vs. Alternative 2

La figure 2 représente l’alternative 1 de l’invention ou les senseurs RF [S_RF] sont positionnés à proximité des sites radio de l’usager primaire [PRI]. Cette alternative permet, a priori, une meilleure opportunité de calibration car le procédé va accéder à des mesures réelles effectuées proches des positions qui seront à prendre en compte par le système qui gère l’accès au spectre radioélectrique partagé.FIG. 2 represents the alternative 1 of the invention where the RF sensors [S_RF] are positioned near the radio sites of the primary user [PRI]. This alternative allows, a priori, a better opportunity of calibration because the method will access actual measurements made close to the positions that will be taken into account by the system that manages access to the shared radio spectrum.

Cependant il n’est pas toujours possible, soit d’installer des senseurs RF [S RF] à proximité des sites radio de l’usager primaire [PRI], ou simplement parce que les sites radio de l’usager primaire [PRÏ] ne sont pas à des positions fixes, ou connues à l’avance. Dans ce cas, l’alternative 2, représenté par la figure 3 de l’invention permet également le calibrage du système. Les senseurs RF [RF] sont alors positionnés à des endroits remarquables qui devront permettre de calibrer les modèles de propagation pour des situations similaires aux situations de partage attendues avec l’usager primaire [PRI].However, it is not always possible either to install RF [S RF] sensors near the radio sites of the primary user [PRI], or simply because the radio sites of the primary user [PRÏ] do not are not at fixed positions, or known in advance. In this case, alternative 2, represented by FIG. 3 of the invention, also makes it possible to calibrate the system. The RF [RF] sensors are then positioned at remarkable locations that will be used to calibrate the propagation models for situations similar to the sharing situations expected with the primary user [PRI].

Claims (9)

Revendications 1) Un procédé de calibrage d’un système de gestion d’accès dynamique et partagé au spectre radioélectrique composé des étapes suivantes : i. L’usager secondaire [SEC], via l’outil d’administration [ADM C] du contrôleur [C], demande la mise en route de la procédure de calibrage du système qui gère l’accès partagé au spectre radioélectrique. ii. Le contrôleur [C] relaie cette demande de mise en route de la procédure de calibrage au serveur central [S_C]. iii. Sur réception de la demande de mise en route de la procédure de calibrage, le serveur central [S_C] instruit les senseurs RF [S_RF] de commencer les mesures du champ radioélectrique environnant. iv. Les senseurs RF [S_RF] envoient, en continu ou suivant une périodicité définie, les mesures au serveur central [S_C]; chaque mesure est horodatée, géo-référencée par chaque senseur RF [S_RF] avant d’être envoyée. v. Les mesures de champs radioélectriques reçues par le serveur central [S C] sont filtrées par celui-ci pour n’envoyer au contrôleur [C] que les mesures qui sont exemptes d’interférences produites par l’opération des systèmes de radiocommunication des titulaires primaires [PRI]. vi. Sur réception des mesures horodatées et géo-référencées, le contrôleur [C] compare ces mesures avec les champs électromagnétiques calculés à l’aide de modèles de propagation d’ondes radio. vii. L’usager secondaire [SEC] via l’outil d’administration [ADM_C] du contrôleur [C], ou le contrôleur [C] en fonction d’une marge d’erreur prédéfinie, termine la procédure de calibrage quand il considère que les résultats calculés par le contrôleur [C], à partir des modèles de propagation, sont suffisamment proches des mesures réelles. viii. Une fois le calibrage terminé, le contrôleur [C] utilise les modèles de propagation ainsi calibrés dans le processus de préemption du spectre radioélectrique et notamment pour le calcul des paramètres de reconfiguration des stations de base radio [S] tel que décrit par l’état de l’art.Claims 1) A method of calibrating a radio frequency spectrum and shared access management system composed of the following steps: i. The secondary user [SEC], via the [C] controller [ADM C] administration tool, requests the start of the system calibration procedure that manages shared access to the radio spectrum. ii. The controller [C] relays this request to start the calibration procedure to the central server [S_C]. iii. Upon receipt of the request to start the calibration procedure, the central server [S_C] instructs the RF sensors [S_RF] to start the measurements of the surrounding radio field. iv. The RF sensors [S_RF] send, continuously or at a defined periodicity, the measurements to the central server [S_C]; each measurement is time stamped, georeferenced by each RF sensor [S_RF] before being sent. v. The radio-frequency field measurements received by the central server [SC] are filtered by the latter to send to the controller [C] only the measurements which are free of interference produced by the operation of the primary holders' radiocommunication systems [ PRI]. vi. On receipt of the time-stamped and georeferenced measurements, the controller [C] compares these measurements with the electromagnetic fields calculated using radio wave propagation models. vii. The secondary user [SEC] via the [ADC_C] administration tool of the [C] controller, or the [C] controller based on a predefined margin of error, terminates the calibration procedure when he considers that the results calculated by the controller [C], from the propagation models, are sufficiently close to the actual measurements. viii. Once the calibration is complete, the controller [C] uses the propagation models thus calibrated in the radio spectrum preemption process and in particular for the calculation of the radio base station reconfiguration parameters [S] as described by the state art. 2) Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que son initiation par l’usager secondaire [SEC] est déclenchée pour l’un des motifs suivants : - à la mise en route d’un contrôleur ; suite au déploiement de nouvelles stations de base radio de l’usager secondaire ; - suite à une modification par un titulaire primaire de son usage du spectre ; - de manière périodique ou occasionnelle afin de mettre à jour les modèles de propagation dans des zones géographiques où la propagation des ondes radios est susceptible d’être impactée par des modifications de l’environnement (par exemple suite à de nouvelles constructions dans une zone urbaine, ou suite à un incendie important de forêt).2) The method according to claim 1, characterized in that its initiation by the secondary user [SEC] is triggered for one of the following reasons: - when starting a controller; following the deployment of new radio base stations for the secondary user; - following a modification by a primary holder of its use of the spectrum; - Periodically or occasionally to update propagation models in geographical areas where the propagation of radio waves is likely to be affected by environmental changes (eg following new construction in an urban area , or following a major forest fire). 3) Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est programmée en privilégiant les créneaux où le titulaire primaire [PRI] n’effectue pas de préemption (par • exemple dans le cas d’une préemption périodique) ou en envoyant une requête de calibrage au titulaire primaire, afin de donner au titulaire primaire la possibilité de choisir le moment le plus opportun pour effectuer cette procédure.3) The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that it is programmed by favoring slots where the primary holder [PRI] does not preempt (for example • in the case of pre-emption periodic) or by sending a calibration request to the primary holder to give the primary holder the opportunity to choose the most appropriate time to perform this procedure. 4) Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que le serveur central [S C] associe et envoie avec chaque demande de commencer les mesures de champs électromagnétiques aux senseurs RP [S_RF] un identifiant unique pour permettre au serveur central [S C] de gérer simultanément plusieurs demandes de calibrage provenant de contrôleurs différents.4) The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central server [SC] associates and sends with each request to start the electromagnetic field measurements to the RP [S_RF] sensors a unique identifier to allow the server central [SC] to simultaneously manage several calibration requests from different controllers. 5) Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la demande de mise en route de la procédure de calibrage inclue la zone géographique à calibrer pour permettre au serveur central [S_C] de déterminer les senseurs à activer.5) The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the request to start the calibration procedure includes the geographical area to be calibrated to allow the central server [S_C] to determine the sensors to activate. 6) Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la demande de mise en route de la procédure de calibrage inclue des informations d’assistances pour la détection, par les senseurs RF [S_RF], des interférences liées aux opérations du réseau de l’usager secondaire [SEC], par exemple, la technologie radio utilisée (LTE, UMTS...) et son mode de transmission (FDD, TDD, ...), la fréquence centrale de la transmission, la largeur du canal de transmission, ou la liste des codes de cellules (PCI ou « Physical Cell ID ») susceptibles d’être reçus. Ces informations sont utilisées par les senseurs RF [S_RF] pour discriminer les interférences liées aux opérations du réseau de l’usager secondaire [SEC] des interférences liées aux opérations du réseau de l’usager primaire [PRI].6) The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the request for starting the calibration procedure includes assistance information for the detection, by the RF sensors [S_RF], of the related interferences. to the operations of the secondary user network [SEC], for example, the radio technology used (LTE, UMTS ...) and its transmission mode (FDD, TDD, ...), the central frequency of the transmission, the width of the transmission channel, or the list of cell codes (PCI or "Physical Cell ID") likely to be received. This information is used by RF sensors [S_RF] to discriminate interference from secondary user network operations [SEC] from interference from primary user network operations [PRI]. 7) Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que les senseurs RF [S_RF] mesure localement son champ électromagnétique environnant sur la ou les bandes de fréquences demandées, avec ou sans les informations d’assistances pour la détection des interférences liées aux opérations du réseau de l’usager secondaire [SEC], et envoi en continu ou suivant une périodicité définie, les mesures au serveur central [S C]. Chaque mesure est horodatée et géo-référencée par chaque senseur RF [S_RF] avant d’être envoyée.7) The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the RF sensors [S_RF] locally measure its surrounding electromagnetic field on the requested frequency band or bands, with or without the assistance information for the detection interference from secondary user network operations [SEC], and sending continuously or at a defined periodicity, the measurements to the central server [SC]. Each measurement is time stamped and georeferenced by each RF sensor [S_RF] before being sent. 8) Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour chaque mesure reçue, à l’aide des informations associées (champ mesuré, fréquence, date, heure et position géographique de la prise de mesure), le serveur central [S_C] vérifie, à partir de sa connaissance de l’usage du spectre radioélectrique par le ou les titulaires primaires [PRI] si la mesure a subi, à priori, des interférences liées aux opérations des systèmes de radiocommunication des titulaires primaires [PRI]. Ceci permet au serveur central [S_C] de filtrer les mesures pour n’envoyer au contrôleur [C] à l’origine de la demande de calibrage, que les mesures qui sont exemptes d’interférences produites par l’opération des systèmes de radiocommunication des titulaires primaires [PRI].8) The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that for each measurement received, using the associated information (measured field, frequency, date, time and geographical position of the measurement), the central server [S_C] verifies, on the basis of its knowledge of the use of the radio spectrum by the primary holder (s) [PRI] whether the measurement has undergone, a priori, interference related to the operations of the primary holders' radiocommunication systems [ PRI]. This allows the central server [S_C] to filter the measurements to send to the controller [C] at the origin of the calibration request, only the measurements which are free of interference produced by the operation of the radiocommunication systems of the primary holders [PRI]. 9)i Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce que la comparaison, par le contrôleur [C], des mesures réelles avec les champs électromagnétiques calculés à l’aide de modèles de propagation d’ondes radio fait l’objet d’un processus itératif pour lequel les _ paramètres des modèles de propagation utilisés sont ajustés jusqu’à ce que les calculs s’approchent des mesures réelles. fÔ)Le procédé selon l’une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est prévu • deux alternative pour le déploiement des senseurs RF [SRF] : - Une première alternative de l’invention ou les senseurs RF [S RF] sont positionnés à proximité des sites radio de l’usager primaire [PRI]. Cette alternative permet, a priori, une meilleure opportunité de calibration car le procédé va accéder à des mesures réelles effectuées proches des positions qui seront à prendre en compte par le système qui gère l’accès au spectre radioélectrique partagé. - Cependant il n’est pas toujours possible, soit d’installer des senseurs RF [S RF] à proximité des sites radio de l’usager primaire [PRI], ou simplement parce que les sites radio de l’usager primaire [PRI] ne sont pas à des positions fixes, ou connues à l’avance. Dans ce cas, une deuxième alternative de l’invention permet également le calibrage du système. Les senseurs RF [RF] sont alors positionnés à des endroits remarquables qui devront permettre de calibrer les modèles de propagation pour des situations similaires aux situations de partage attendues avec l’usager primaire [PRI].9) i The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the comparison, by the controller [C], of real measurements with the electromagnetic fields calculated using radio wave propagation models makes the subject of an iterative process for which the parameters of the propagation models used are adjusted until the calculations approach the actual measurements. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that there is provided two alternative for the deployment of the RF sensors [SRF]: a first alternative of the invention or the RF sensors [S RF ] are positioned near the radio sites of the primary user [PRI]. This alternative allows, a priori, a better opportunity of calibration because the method will access actual measurements made close to the positions that will be taken into account by the system that manages access to the shared radio spectrum. - However, it is not always possible either to install RF [S RF] sensors near the radio sites of the primary user [PRI], or simply because the radio sites of the primary user [PRI] are not at fixed positions, or known in advance. In this case, a second alternative of the invention also allows the calibration of the system. The RF [RF] sensors are then positioned at remarkable locations that will be used to calibrate the propagation models for situations similar to the sharing situations expected with the primary user [PRI].
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