FR3114168A1 - Procédé de localisation d’un équipement utilisateur, dispositif, équipement utilisateur, station de base, système et programme d’ordinateur correspondants. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un procédé de localisation d’un équipement utilisateur, situé à une altitude donnée, recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par au moins une antenne d’une première station de base, située à une première hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une première et une deuxième direction de propagation, et par une antenne d’au moins une deuxième station de base , située à une deuxième hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une troisième et une quatrième direction de propagation. Ledit procédé met en œuvre :- une obtention (40) d’une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour des faisceaux radiofréquences émis par la première station de base au moins selon la première et la deuxième direction de propagation et des faisceaux radiofréquences émis par la deuxième station de base selon au moins la troisième et la quatrième direction de propagation, délivrant respectivement un premier jeu de puissances mesurées pour la première station de base et un deuxième jeu de puissances mesurées pour la deuxième station de base;- un calcul (41) d’au moins une information par station de base, représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances de chaque jeu de puissances mesurées, dite première information de puissance relative pour la première station de base et deuxième information de puissance relative pour la deuxième station de base, - une détermination (42) d’au moins un premier angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la première station de base et un deuxième angle de latitude dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la deuxième station de base, à partir, d’une part, de ladite au moins une première et deuxième informations de puissance relative et, d’autre part, pour chaque information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne ; et- une détermination (43) d’une position géographique de l’équipement utilisateur dans un repère de la première station de base au moins à partir des deux angles représentatifs d’une latitude déterminés, de l’altitude de l’équipement utilisateur et des première et deuxième hauteurs données. FIGURE 4

Description

Procédé de localisation d’un équipement utilisateur, dispositif, équipement utilisateur, station de base, système et programme d’ordinateur correspondants.

Domaine technique de l'invention

La présente invention appartient au domaine général des télécommunications. Elle concerne plus particulièrement un réseau de communication sans fil et un procédé de localisation d’un équipement utilisateur dans un tel réseau de télécommunications.

Art antérieur

De nombreux services ou applications proposé(e)s aujourd’hui par les opérateurs de réseaux de télécommunications s’appuient sur une localisation géographique des équipements, ou terminaux, des utilisateurs. Ces services sont connus sous le nom de services LSB (pour « Location Based Services », en anglais) et suscitent un grand intérêt aussi bien pour des applications commerciales (jeu, publicité, etc) que pour des applications liées à la sécurité (interventions d’urgence, médical, services d’alerte, etc).

On connaît en effet différentes techniques pour déterminer la position géographique d’un équipement utilisateur, c’est-à-dire pour le géolocaliser.

Une technique très répandue s’appuie sur des signaux diffusés par des satellites en orbite autour de la Terre. Selon cette technique, le système le plus connu est le système GPS (pour « Global Positioning System », en anglais). Chaque satellite envoie des signaux indiquant sa position dans l'espace ainsi que l'heure et la date d'émission desdits signaux. Un récepteur GPS embarqué dans un équipement utilisateur réceptionne ces signaux, calcule ensuite la durée de parcours de chaque signal entre le satellite émetteur et le récepteur, et en déduit enfin, par trilatération, sa position, en latitude, longitude et altitude, sur le globe. Pour que le système fonctionne, il faut compiler les données reçues de quatre satellites : trois pour la position et un pour la synchronisation. Avec un tel système, l’équipement utilisateur, qu'il soit sur terre, sur mer ou dans les airs, peut connaître sa position à toute heure et en tout lieu sur la surface ou au voisinage de la surface de la Terre, dès lors qu'il est équipé d'un récepteur et du logiciel nécessaire au traitement des informations reçues.

La précision de l’estimation fournie par le GPS par rapport à sa localisation réelle dépend du nombre de satellites visibles par le système GPS, qui peut fortement varier en fonction des conditions climatiques, mais pour un équipement utilisateur de type téléphone mobile intelligent (pour « smartphone », en anglais), elle peut atteindre 5 à 10 m.

En revanche, les systèmes GPS sont gourmands en termes de ressources ce qui peut s’avérer problématique lorsqu’ils équipent des terminaux sur batterie, comme les téléphones mobiles. C’est précisément le cas des équipements terminaux d’utilisateurs situés sur des bateaux naviguant en mer.

On connaît aussi une technique de localisation d’un équipement utilisateur connecté à un réseau sans fil, par exemple selon une technologie de type Wifi, qui utilise des mesures de temps de trajet pour évaluer la distance entre l’équipement utilisateur et plusieurs points d’accès à un réseau sans fil. Trois évaluations de distances sont nécessaires pour estimer la position de l’utilisateur par triangulation. En outre, une synchronisation temporelle est requise entre les points d’accès à ce réseau.

Il existe donc un besoin d’une technique de localisation d’un équipement utilisateur qui soit suffisamment précise pour constituer une bonne alternative au GPS, ne nécessite pas de synchronisation temporelle entre les entités du réseaux impliquées et procure une économie des ressources du réseau.

Présentation de l'invention

L'invention répond à ce besoin en proposant un procédé de localisation d’un équipement utilisateur situé à une altitude donnée, recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par au moins une antenne d’une première station de base, située à une première hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une première et une deuxième direction de propagation, et par au moins une antenne d’au moins une deuxième station de base, située à une deuxième hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une troisième et une quatrième direction de propagation.

Ledit procédé met en œuvre :
- une obtention d’une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour des faisceaux radiofréquences émis par la première station de base au moins selon la première et la deuxième direction de propagation et des faisceaux radiofréquences émis par la deuxième station de base selon au moins la troisième et la quatrième direction de propagation, délivrant respectivement un premier jeu de puissances mesurées pour la première station de base et un deuxième jeu de puissances mesurées pour la deuxième station de base;
- un calcul d’au moins une information par station de base, représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances de chaque jeu de puissances mesurées, dite première information de puissance relative pour la première station de base et deuxième information de puissance relative pour la deuxième station de base, la première puissance étant associée pour la première station de base à un faisceau radiofréquences émis selon la première direction de propagation et la deuxième puissance étant associée à un faisceau émis selon la deuxième direction de propagation, la première puissance étant associée pour la deuxième station de base à un faisceau radiofréquences émis selon la troisième direction de propagation et la deuxième puissance à un faisceau émis selon la quatrième direction de propagation; et
- une détermination d’au moins un premier angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la première station de base et un deuxième angle de latitude dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la deuxième station de base, à partir, d’une part, de ladite au moins une première et deuxième informations de puissance relative et, d’autre part, pour chaque information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur par ladite au moins une antenne de la première station de base, respectivement par ladite au moins une antenne de la deuxième station de base ; et
- une détermination d’une position géographique de l’équipement utilisateur dans un repère de la première station de base au moins à partir des deux angles représentatifs d’une latitude déterminés, de l’altitude de l’équipement utilisateur et des première et deuxième hauteurs données.

Ainsi l’invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive pour déterminer la position géographique d’un équipement utilisateur situé à portée au moins deux stations de base (e.g. connecté à ces au moins deux stations de base) d’un réseau de radiocommunications (e.g. un réseau de radiocommunications conforme aux normes 3GPP).

Plus particulièrement, la latitude de l’équipement utilisateur est déterminée à partir de mesures de puissance de différents signaux émis depuis au moins une antenne de chacune de ces au moins deux stations de base, située à une hauteur donnée et capable d’émettre chacune selon au moins deux directions de propagation distinctes (e.g. des signaux émis via deux antennes sectorielles ou des signaux correspondant à différents faisceaux de deux antennes de type matrice d’éléments rayonnants équipant la station de base). Il convient de noter que ce cas de figure (un équipement utilisateur recevant simultanément des signaux en provenance d’au moins deux antennes appartenant à des sites distincts, qu’il soit connecté ou non à ces sites) est relativement classique dans les réseaux de communications actuels.

Par ailleurs, cette détermination s’appuie sur le calcul d’informations de puissances relatives à partir des puissances mesurées. De telles informations sont représentatives d’un rapport (lorsque les puissances sont exprimées en unité naturelle) ou d’une différence (lorsque les puissances sont exprimées en unité logarithmique) entre les deux puissances de deux faisceaux radiofréquences donnés. De la sorte, les effets de l’atténuation de propagation (ou « Path Loss » en anglais), des évanouissements rapides du canal de propagation (ou « Fast Fading » en anglais), ainsi que des effets d’occultation ou de masque (ou « Shadowing » en anglais) sont annulés. En effet, ce type de phénomènes impacte de la même façon les deux faisceaux radiofréquences considérés dans chaque information de puissance relative, ces faisceaux étant émis par des éléments rayonnants localisés sensiblement en un même point géographique de la station de base. Le calcul d’une puissance relative permet ainsi d’annuler les effets de ces phénomènes sur les signaux reçus par l’équipement utilisateur.

L’invention utilise des modèles de diagrammes de rayonnement qui permettent de remonter de manière simple et robuste depuis la ou les informations de puissances relatives jusqu’à la latitude de l’équipement utilisateur dans le repère de chaque antenne, sans qu’il soit nécessaire de connaître l’ensemble des caractéristiques de cette antenne. Enfin, la position angulaire de l’équipement utilisateur est simplement déduite de la connaissance de ces au moins deux angles représentatifs d’une latitude et des hauteurs des antennes.

L’invention s’applique à la détermination de la position géographique de tout type d’équipement utilisateur pourvu qu’il soit simultanément à portée de faisceaux émis par au moins une antenne d’au moins deux stations de base distinctes, chacune des stations de base étant capable d’émettre des faisceaux radiofréquences simultanément ou à bref délai selon au moins deux directions de propagation distinctes. L’invention est donc particulièrement bien adaptée à la localisation de bateaux en mer qui peuvent, du fait que les antennes des stations de base terrestres sont plutôt tournées vers les terres, ne recevoir qu’une partie des signaux émis par ces stations de base, comme par exemple les faisceaux émis par une seule ou deux des trois antennes de chacune de ces stations de base lorsque celles-ci sont tri-sectorielles.

Néanmoins, elle s’applique aussi à la géolocalisation d’équipements utilisateurs situés dans tout autre type d’environnement géographique dans lequel la configuration précédente de réception de faisceaux radiofréquences émis par une partie des antennes d’au moins deux stations de base distinctes est rencontrée.

Selon un aspect de l’invention, ladite détermination met en œuvre, pour au moins une information de puissance relative donnée parmi la ou les informations de puissances relatives, la résolution d’une équation dont les membres sont fonction, d’une part, de ladite information de puissance relative calculée et, d’autre part, d’une valeur attendue de ladite information de puissance relative donnée, fonction, pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative donnée, du modèle de diagramme de rayonnement caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative donnée, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur par ladite antenne.

Ainsi, la latitude de l’équipement utilisateur dans le repère de l’antenne de chacune des stations de base est déterminée de manière simple et robuste en mettant en adéquation la ou les informations de puissances relatives calculées à partir des puissances mesurées avec la ou les valeurs attendues telles que prédites par les modèles de diagramme de rayonnement des antennes utilisées.

Selon un autre aspect de l’invention, la première station de base comprend au moins une antenne configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un premier angle de longitude et un premier angle d’inclinaison, formant la première direction de propagation, et selon le premier angle de longitude et un deuxième angle d’inclinaison, formant la deuxième direction de propagation et la deuxième station de base comprend au moins une antenne configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un deuxième angle de longitude et un troisième angle d’inclinaison, formant la troisième direction de propagation et selon le deuxième angle de longitude et un quatrième angle d’inclinaison, formant la quatrième direction de propagation.

L’invention s’applique ici à une technologie d’antennes de type SISO. Avantageusement, les stations de base peuvent être équipées d’antennes dont les angles d’inclinaison sont ajustables et dans ce cas, une seule antenne par station de base est capable d’émettre des faisceaux selon un même angle de longitude, mais des angles d’inclinaison distincts.

Selon un autre aspect de l’invention, l’antenne de la première station de base est configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un premier angle de longitude et la première station de base comprend une deuxième antenne configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon le premier angle de longitude et un deuxième angle d’inclinaison, formant la deuxième direction de propagation ; et/ou l’antenne de la deuxième station de base est configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un deuxième angle de longitude et un troisième angle d’inclinaison, formant la troisième direction de propagation et la deuxième station de base comprend une deuxième antenne configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon le deuxième angle de longitude et un quatrième angle d’inclinaison, formant la quatrième direction de propagation.

L’invention s’applique ici à une technologie d’antennes de type SISO et, plus précisément, à des stations de base équipées d’antennes dont les angles d’inclinaison ne peuvent pas être ajustés. Dans ce cas, la station de base est équipée d’une deuxième antenne sectorielle, colocalisée avec la première et orientée pour couvrir le même secteur, cette deuxième antenne étant configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon le même angle de longitude que la première, mais selon un angle d’inclinaison distinct.

Selon encore un autre aspect de l’invention, ladite résolution comprend, pour chaque station de base, la mise en œuvre de l’équation :
φ_i= Mi_dB/24 φ² _3dB/ (φt_1i– φt_2i) + (φt_1i+ φt_2i)/2,
où :
φ_ireprésente ledit angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur dans le repère de l’antenne de la i-ème station de base,
Mi_dBreprésente ladite information de puissance relative exprimée en décibels pour la i-ème station de base,
φ_3dBreprésente l’angle d’ouverture à trois décibels du diagramme de rayonnement de la au moins une antenne de la i-ème station de base dans un plan de définition dudit angle φ_i,
φt_1ireprésente ledit premier angle d’inclinaison de la première station de base ou, respectivement, le troisième angle d’inclinaison de la deuxième station de base, et
φt_2ireprésente ledit deuxième angle d’inclinaison de la première station de base ou, respectivement, le quatrième angle d’inclinaison de la deuxième station de base.

Ainsi, l’angle représentatif de la latitude de l’équipement utilisateur est déterminé de manière simple et robuste dans le repère de l’antenne, lorsqu’elle implémente une technologie du type SISO par exemple sur différents secteurs de couverture.

Selon encore un autre aspect de l’invention, l’antenne de la première station de base comprend une matrice d’éléments rayonnants, configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon au moins la première et la deuxième directions de propagation et l’antenne de la deuxième station de base comprend une matrice d’éléments rayonnants, configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon au moins la troisième et la quatrième directions de propagation.

Une matrice d’éléments rayonnants est nativement configurée pour émettre simultanément des faisceaux radiofréquences dans une pluralité de direction de propagation. Elle peut donc sans problème émettre au moins un faisceau dans au moins deux directions de propagation distinctes pour répondre aux besoins de l’invention. Ainsi, l’invention s’applique aussi à une technologie d’antennes de type MIMO.

Selon encore un autre aspect de l’invention, ladite résolution d’équation comprend la mise en œuvre d’une méthode de résolution numérique de ladite au moins une équation.

Selon un autre aspect de l’invention, pour chaque antenne, ladite résolution met en œuvre pour ladite au moins une information de puissance relative donnée :
une obtention d’un jeu de valeurs attendues de ladite information de puissance relative donnée pour un jeu de directions d’observation de l’équipement utilisateur correspondant chacune à une direction d’observation de l’équipement utilisateur parmi une pluralité de directions d’observations, une dite direction d’observation comprenant un angle représentatif d’une longitude et un angle représentatif d’une latitude;
une comparaison entre, d’une part, ladite information de puissance relative calculée et, d’autre part, chaque valeur attendue dudit jeu de valeurs attendues délivrant une direction d’observation pour laquelle la valeur attendue de ladite puissance relative donnée est la plus proche de l’information de puissance relative calculée ; et ledit angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur étant choisi égal à celui de la direction d’observation délivrée.

Ainsi, dans le cas MIMO, la résolution de la ou des équations mises en jeu peut se faire de manière simple et robuste par exploration de l’espace des solutions possibles, par exemple une table de correspondance entre une valeur de puissance et une valeur attendue de la direction d’observation.

Selon encore un autre aspect de l’invention, pour la première, respectivement ladite au moins une deuxième station de base, ledit modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance d’un j-ème faisceau radiofréquences en fonction d’une direction d’observation de l’équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la première, respectivement deuxième station de base, s’exprime en fonction de :

avec :
où
θ est un angle représentatif de la longitude de l’équipement utilisateur dans le repère de l’antenne de la première, respectivement de la deuxième station de base,
φ est un angle représentatif de la latitude de l’équipement utilisateur dans le repère de l’antenne de la première, respectivement deuxième station de base,
(θ_j,escan,φ_j,etilt)représente un couple d’angles caractéristique de la direction de propagation principale voulue pour ledit j-ème faisceau radiofréquences émis par l’antenne de la première, respectivement la deuxième station de base dans le repère (O _i ’xyz) de l’antenne,
N_Hreprésente le nombre d’éléments rayonnants de ladite matrice d’éléments rayonnants de l’antenne de la première, respectivement la deuxième station de base dans une direction horizontale,
N_Vreprésente le nombre d’éléments rayonnants de ladite matrice d’éléments rayonnants de l’antenne de la première, respectivement la deuxième station de base dans une direction verticale,
d_Vreprésente l’espacement vertical entre deux éléments rayonnants,
d_Hreprésente l’espacement horizontal entre deux éléments rayonnants,
λ représente la longueur d’onde du faisceau radiofréquences, et
A_E(θ,φ) représente le diagramme de rayonnement de chaque élément rayonnant de ladite matrice d’éléments rayonnants ;
et les étapes d’obtention, de calcul et de détermination sont répétées pour d’autres faisceaux radiofréquences émis par l’antenne de la première station de base selon la première et la deuxième directions de propagation et respectivement par l’antenne de la deuxième station de base selon la troisième et la quatrième directions de propagation, jusqu’à ce qu’une valeur de latitude soit obtenue par antenne.

Ainsi, on détermine des couples de valeurs d’angles de longitude et de latitude possibles de l’équipement utilisateur en appliquant le modèle de diagramme de rayonnement de chaque élément rayonnant de chaque antenne et on répète les étapes d’obtention, de calcul et de détermination sur plusieurs faisceaux jusqu’à obtenir une valeur unique d’un angle représentatif d’une latitude par antenne. Un avantage de la matrice d’éléments rayonnants est qu’elle est parfaitement adaptée pour émettre simultanément des faisceaux selon au moins deux directions de propagation distinctes.

De cette manière, on peut obtenir assez simplement les angles de latitude de l’équipement utilisateur dans le repère de chaque antenne à partir d’un système d’équations complexe.

Selon un autre aspect de l’invention, ladite détermination comprend le calcul d’une première et d’au moins une deuxième distance entre une projection de l’origine du repère de la première et respectivement de la deuxième station de base et l’équipement utilisateur dans un plan comprenant l’équipement utilisateur, à partir de la première, et respectivement de la deuxième hauteur et des angles représentatifs d’une latitude déterminés, les coordonnées de l’équipement utilisateur dans le repère de la première station de base) étant dérivées des angles de latitude, des distances calculées et des hauteurs données.

Ainsi, la position géographique de l’équipement utilisateur est déduite de façon relativement simple des angles de latitude déterminés pour chacune des stations de base, en utilisant une relation trigonométrique et la connaissance des hauteurs respectives de la ou des antennes de ces stations de base.

Selon encore un autre aspect de l’invention, l’équipement utilisateur situé à une altitude donnée recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par au moins une antenne d’une troisième station de base, située à une troisième hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une cinquième et une sixième direction de propagation, le procédé met en œuvre :
- l’obtention d’une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour des faisceaux radiofréquences émis au moins selon la cinquième et la sixième direction de propagation, délivrant respectivement un troisième jeu de puissances mesurées pour la troisième station de base;
- le calcul d’au moins une information, dite troisième information de puissance relative pour la troisième station de base, et représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances du troisième jeu de puissances mesurées, la première puissance étant associée à un faisceau radiofréquences émis selon la cinquième direction de propagation et la deuxième puissance étant associée à un faisceau émis selon la sixième direction de propagation; et
- la détermination d’un troisième angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la troisième station de base, à partir, d’une part, de ladite troisième information de puissance relative et, d’autre part, pour ladite troisième information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite troisième information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite troisième information de puissance relative, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur par ladite au moins une antenne, ladite détermination comprenant le calcul d’une troisième distance entre une projection de l’origine d’un repère de la troisième station de base et l’équipement utilisateur dans un plan situé au pied de la première station de base, la position de l’équipement utilisateur étant dérivée des expressions des première, deuxième et troisième distances en fonction des angles représentatifs d’une latitude déterminés et des hauteurs données des antennes des premières, deuxième et troisième stations de base.

Lorsque plusieurs solutions du système d’équations obtenu à partir des première et deuxième distances constituent une position plausible et non aberrante de l’équipement utilisateur, l’invention propose d’exploiter les faisceaux radiofréquences reçus d’une troisième station de base ce qui permet de lever l’indétermination sur la position de l’équipement utilisateur.

L’invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d’un procédé localisation d’un équipement utilisateur selon l’invention, tel que décrit précédemment, lorsqu’il est exécuté par un processeur.

L’invention vise également un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur tels que décrit ci-dessus.

Un tel support d'enregistrement 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 ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur.

D'autre part, un tel support d'enregistrement 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 d'autres moyens, de sorte que le programme d’ordinateur qu’il contient est exécutable à distance. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau par exemple le réseau Internet.

Alternativement, le support d'enregistrement 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 de localisation précité.

L’invention concerne aussi un dispositif de localisation d’un équipement utilisateur, situé à une altitude donnée, recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par au moins une antenne d’une première station de base, située à une première hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une première et une deuxième direction de propagation, et par au moins une antenne d’au moins une deuxième station de base, située à une deuxième hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une troisième et une quatrième direction de propagation, ledit dispositif étant configuré pour :
- obtenir une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour des faisceaux radiofréquences émis par la première station de base au moins selon la première et la deuxième direction de propagation et des faisceaux radiofréquences émis par la deuxième station de base selon au moins la troisième et la quatrième direction de propagation, délivrant respectivement un premier jeu de puissances mesurées pour la première station de base et un deuxième jeu de puissances mesurées pour la deuxième station de base;
- calculer au moins une information par antenne, représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances de chaque jeu de puissances mesurées, dite première information de puissance relative pour la première station de base et deuxième information de puissance relative pour la deuxième station de base, la première puissance étant associée à un faisceau radiofréquences émis selon la première direction de propagation et la deuxième puissance étant associée à un faisceau émis selon la deuxième direction de propagation, la première puissance étant associée à un faisceau radiofréquences émis selon la troisième direction de propagation et la deuxième puissance à un faisceau émis selon la quatrième direction de propagation;
- déterminer au moins un premier angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la première station de base et un deuxième angle de latitude dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la deuxième station de base, à partir, d’une part, de ladite au moins une première et deuxième informations de puissance relative et, d’autre part, pour chaque information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur par ladite au moins une antenne de la première, respectivement deuxième station de base ; et
- déterminer une position géographique de l’équipement utilisateur dans un repère de la première station de base au moins à partir des deux angles représentatifs d’une latitude déterminés, de l’altitude de l’équipement utilisateur et des première et deuxième hauteurs données.

Selon un aspect de l’invention, le dispositif de localisation d’un équipement utilisateur selon l’invention est intégré dans un équipement utilisateur apte à se connecter audit réseau de communication. En variante, le dispositif de localisation selon l’invention est intégré dans une station de base.

Corrélativement, l’invention concerne enfin un système de localisation d’un équipement utilisateur situé à une altitude donnée, recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par une antenne d’une première station de base, dite première antenne, située à une première hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une première et une deuxième direction de propagation, et par une antenne d’au moins une deuxième station de base, dite deuxième antenne, située à une deuxième hauteur donnée, configurée pour émettre selon au moins une troisième et une quatrième direction de propagation,

Un tel système comprend au moins la première et la deuxième stations de base et le dispositif de localisation précité.

Le système, l’équipement utilisateur, la première et/ou la deuxième stations de base, le dispositif de localisation d’un équipement utilisateur et le programme d'ordinateur correspondants précités présentent au moins les mêmes avantages que ceux conférés par le procédé précité selon les différents modes de réalisation de la présente invention.

Brève description des figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :

représente un équipement utilisateur connecté à deux stations de base d’un réseau de radiocommunications;

représente les secteurs couverts par trois antennes sectorielles d’une station de base;

représente une antenne comprenant une matrice d’éléments rayonnants mettant en œuvre une technologie de type MIMO;

représente une station de base équipée de la matrice d’éléments rayonnants de la figure 2a ;

illustre un exemple d’architecture d’un système de localisation d’un équipement utilisateur selon un mode de réalisation de l’invention ;

représente les étapes du procédé de localisation selon un mode de réalisation de l’invention ;

illustre de façon géométrique la détermination d’une position géographique d’un équipement utilisateur selon un mode de réalisation de l’invention;

illustre de façon géométrique la position géographique d’un équipement utilisateur dans le plan horizontal correspondant à son altitude, selon un mode de réalisation de l’invention ; et

présente un exemple de structure matérielle d’un dispositif permettant la mise en œuvre des étapes du procédé de localisation selon un mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée de l’invention

Principe général de l’invention

Le principe général de l'invention repose sur l’obtention de puissances mesurées par un équipement utilisateur dont l’altitude est connue, pour des faisceaux radiofréquences qu’il reçoit d’une antenne d’une première station de base, dite première antenne, et d’une antenne d’au moins une deuxième station de base, dite deuxième antenne, chaque antenne étant configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon au moins deux directions de propagation distinctes, sur le calcul d’au moins une information de puissance relative par antenne, représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances mesurées respectivement pour un premier faisceau radiofréquences émis selon une première direction de propagation et un deuxième faisceau émis selon une deuxième direction de propagation. L’invention consiste à déterminer une position angulaire (latitude) dudit équipement utilisateur par rapport à chacune des au moins deux antennes, à partir, d’une part, desdites informations de puissance relative et, d’autre part, pour chaque information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance, en fonction d’une direction d’observation de l’équipement utilisateur par l’antenne émettrice dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative. Les coordonnées de la position géographique de l’équipement utilisateur dans le plan horizontal correspondant à son altitude, sont enfin déduites de ces deux informations de latitude et des hauteurs connues des au moins deux antennes.

L’invention fonctionne aussi bien avec une technologie SISO que MIMO et trouve de nombreuses applications, en particulier dans la géolocalisation des bateaux en mer. Elle permet plus généralement de localiser tout équipement utilisateur dont l’altitude est connue, lorsqu’il est situé à la portée d’au moins deux stations de base, à partir de faisceaux radiofréquences émis selon des directions de propagation distinctes par une antenne de chacune de ces stations de base.

Dans la suite de la description, on s’attache à décrire en détails un exemple de mise en œuvre de l’invention.

On présente désormais, en relation avec lafigure 1aun équipement utilisateur UE recevant les faisceaux radiofréquences émis par une première station de base BS1 d’un réseau de radiocommunications selon un mode de réalisation de l’invention basé sur une technologie de type SISO. Dans ce mode de réalisation, l’équipement utilisateur UE est connecté à la station de base BS1. Dans d’autres modes de réalisation, l’équipement utilisateur UE n’est pas connecté à la station de base BS1, par exemple lorsqu’il met en œuvre lui-même le procédé de géolocalisation de l’équipement utilisateur selon l’invention. Dans ce cas, l’équipement utilisateur UE n’a pas besoin de remonter à la station de base BS1 les mesures de puissances qu’il effectue.

Le réseau de radiocommunications est un réseau cellulaire, tel que par exemple un réseau 2G, 3G, 4G ou 5G défini par le standard 3GPP ou un autre standard.

Sur lafigure 1a, on a représenté par simplicité une seule antenne par station de base. En réalité, comme illustré par lafigure 1b, une station de base BSi est généralement dédiée à la gestion d’un site géographique donné (par exemple un site géographique correspond à une cellule du réseau) et pour ce faire, gère le site géographique correspondant de manière multisectorielle (ou multi-secteurs). Plus particulièrement, dans l’exemple de lafigure 1b, la station de base BSi couvre le site via trois secteurs distincts, chaque secteur étant couvert par une antenne dite sectorielle correspondante A1i, A2i, A3i. Chaque antenne A1i, A2i, A3i est caractérisée, de façon connue en soi, par un diagramme de rayonnement.

L’antenne configurée pour couvrir un des secteurs est apte à émettre un faisceau (unique) dans au moins deux directions de propagation DP1i, DP2i données (ou tout du moins un unique faisceau principal concentrant la majeure partie de la puissance rayonnée par l’antenne) sur une bande de fréquences donnée. Chaque direction de propagation DP1i, DP2i donnée est définie par deux angles, un angle de longitude θ_A1i,respectivementθ _A2i, et un angle d’inclinaison φ_t1i, respectivement φ_t2i, (ou angle de « tilt » en anglais) correspondant à un angle de dépointage (une latitude de dépointage ici) du diagramme de rayonnement de l’antenne A1i, A2i, A3i considérée par rapport à un plan horizontal.

Autrement dit, les directions de propagation (ou de rayonnement) des faisceaux émis par les antennes A11, A21 couvrant deux secteurs adjacents de ce site présentent entre elles, c’est-à-dire entre leurs angles de longitude θ_A1, θ_A2respectifs un angle égal à θ_b1dans un plan horizontal.

Bien sûr, l’invention s’applique aussi dans le cas où la station de base BSi gère le site à l’aide de deux secteurs distincts, couverts chacun par une antenne.

En effet, il suffit que l’équipement utilisateur UE reçoive les faisceaux radiofréquences émis par une antenne d’au moins deux stations de base distinctes pour que l’invention puisse s’appliquer.

On considère par exemple des antennes telles que décrites dans le document Report ITU-R M.2135-1 de l’ITU-R, intitulé «Guidelines for évaluation of radio technologies for IMT Advanced» de décembre 2009. Le diagramme de rayonnement de chaque antenne présente un angle d’ouverture à trois décibels dans le plan horizontal noté θ_3dB.

Dans les exemples envisagés sur les figures1a et 1b, on suppose que les antennes de chaque station de base BSi sont agencées sur un unique pylône Pyi, et placées à une même hauteur Hi. Bien sûr, l’invention s’applique aussi lorsque chaque antenne d’une même station de base BSi est placée sur son propre pylône (non représenté).

Comme illustré par lafigure 1a,l’équipement utilisateur UE est repéré par rapport à la station de base BS1 dans un repère orthonormé O₁ xyz. L’origine O₁du repère est ici localisée au pied du pylône Py1 de la station de base BS1, au niveau du sol. L’axe O₁ zest vertical (le long du pylône ici, parallèle à celui-ci) et les axes O₁ xet O₁ ydéfinissent un plan horizontal parallèle au sol et perpendiculaire au pylône. Dans l’exemple envisagé ici, le plan O₁xy se trouve au niveau du sol et est tangent à la surface de la Terre au point O₁situé au pied du pylône. L’axe O₁x coïncide avec la projection de la direction de propagation principale de l’antenne A11 sur ce plan horizontal parallèle au sol. En relation avec la figure1b, la projection de la direction de propagation principale de l’antenne A21 dans le plan O₁xy est obtenue à partir de l’angle de dépointage θb1.

On désigne ici par direction d’observation de l’équipement utilisateur UE par une antenne de la station de base, sa direction vue par cette antenne.

Dans la suite, on considère au moins une antenne A1i de chaque station de base BSi. En relation avec lafigure 1a, on considère aussi le repèreO ₁ ’xyzdont l’origine O₁’ est située au niveau de l’antenne A11 de la station de base BS1 sur son pylône Py1.

Par exemple, l’équipement utilisateur UE est repéré via des angles d’un système de coordonnées sphériques (θ₁, φ₁) dans le repèreO ₁ ’xyzen question, et par la distance r₁représentant la distance entre l’origine O₁’ du repèreO ₁ ’xyzet l’équipement utilisateur UE selon la direction d’observation (θ₁, φ₁). Les coordonnées (r₁, θ₁, φ₁) définissent la position relative de l’équipement utilisateur UE par rapport à la première antenne A11 de la station de base BS1, c’est-à-dire en prenant la position de l’antenne A11 comme référence. Pour obtenir la position absolue de l’équipement utilisateur UE dans un autre référentiel, par exemple le référentiel terrestre, le méridien de Greenwich, etc., il convient de tenir compte de la position de l’antenne dans le référentiel O₁ xyzde la station de base BS et de la position de la station de base dans ce référentiel. Cette position est connue du réseau de télécommunications auquel appartient la première station de base BS1.

On note par ailleurs que l’équipement utilisateur UE peut être situé à une autre altitude que celle du niveau du sol, par exemple au niveau de la mer.

Comme précédemment évoqué, l’antenne A11 émet des faisceaux radiofréquences selon un angle d’inclinaison φt₁₁(ou angle de « tilt » en anglais) correspondant à un angle de dépointage (une latitude de dépointage ici) de son diagramme de rayonnement par rapport au plan horizontalO ₁ ’xy(et doncO ₁ xy).

Une telle antenne sectorielle A11 est par exemple adaptée à une mise en œuvre dite SISO (pour « Single Input Single Output » en anglais) du réseau de radiocommunications considéré.

Sur lafigure 1a, l’antenne A11 se trouve à la hauteur H1 qui correspond à la distance entre l’antenne et le sol (i.e. niveau auquel se situe le pied du pylône). Autrement dit, le planO ₁ ’xyse trouve à une hauteur H1 par rapport au planO ₁ xy.

Bien sûr, comme illustré par la figure1a, l’altitude du niveau du sol peut varier d’une station de base à l’autre, ce qui ne pose pas de problème car cette altitude est connue pour chaque station de base BSi considérée par l’invention.

On présente désormais, en relation avec lafigure 2aune antenne comprenant une matrice 200_1id’éléments rayonnants 200er (désignée parfois également par réseau d’éléments rayonnants), par exemple du type à balayage électronique, pouvant équiper la station de base BSi de la figure2bselon un autre mode de réalisation de l’invention.

Plus particulièrement, dans cet exemple, la matrice 200_1icomprend N_H=8 éléments rayonnants 200er dans la direction horizontale (i.e. selon la direction O_i’ydu repère représenté sur lafigure 2adans le cas présent) et N_V=12 éléments rayonnants 200er dans la direction verticale (i.e. selon la direction O₁’zdu repère dans le cas présent).

On note que dans le présent mode de réalisation, l’origine O₁’ du repère O₁’xyzest localisée au niveau de l’extrémité basse de la matrice 2001i, comme illustré par lafigure 2a. La direction O₁’x est perpendiculaire au plan de la matrice d’éléments rayonnants et coïncide avec une direction principale de propagation (ou de façon équivalente de rayonnement) de cette matrice 200_1i.

Les centres respectifs de deux éléments rayonnants 200er consécutifs sont espacés d’une distance d_Vdans la direction verticale, et d’une distance d_Hdans la direction horizontale. En d’autres termes, le pas de la matrice 200_1iest d_Vdans la direction verticale et d_Hdans la direction horizontale. Dans d’autres modes de réalisation, d’autres nombres N_Het N_Vd’éléments rayonnants 200er sont considérés.

En relation avec lafigure 2a, une telle matrice 200_1id’éléments rayonnants est capable d’émettre différents faisceaux radiofréquences pointant chacun dans une direction de propagation voulue autour de la direction de propagation principale de la matrice 200_1i. Elle couvre donc un premier secteur angulaire (non représenté).

Plus particulièrement, des lois de pondération (en amplitude et/ou en phase) de chaque élément rayonnant 200er doivent être mises en œuvre. Des exemples de telles lois sont donnés ci-dessous en relation avec la description desfigures 4, 5 et 6. On considère par exemple une matrice 200_1id’éléments rayonnants 200er telle que spécifiée dans le document 3GPP TR 37.842 V.13.2.0.

Une telle matrice 200_1iest par exemple adaptée à une mise en œuvre dite MIMO (pour « Multiple-Input Multiple-Output » en anglais) du réseau de radiocommunications considéré. En relation avec lafigure 2b, la matrice d’éléments rayonnants de lafigure 2aest située au sommet du pylône Pyi de la station de base BSi qu’elle équipe, à une hauteur Hi. Dans la suite, on désigne par repère de la station de base, comme dans le cas SISO, le repèreO _i xyzplacé au niveau du sol, au pied de ce pylône. L‘antenne 200_1iest associée au repèreO _i ’xyz.

On note qu’une station de base BSi telle que celle de la figure2bcomprend généralement au moins une deuxième matrice d’éléments rayonnants 200_2i, qui couvre un deuxième secteur angulaire distinct du premier.

On présente maintenant, en relation avec lafigure 3un exemple d’architecture d’un système 10 de localisation d’un équipement utilisateur UE dans un réseau de télécommunications RT selon un mode de réalisation de l’invention. Un tel réseau comprend au moins deux stations de base BSi, avec i entier égal à 1 à 2 ou 3, telles que celle qui vient d’être décrite en relation avec lesfigures 1a-1b ou 2a-2b.

Le système 10 comprend en outre un dispositif 100 configuré pour localiser l’équipement utilisateur UE dans le réseau de télécommunications RT.

Dans un mode de réalisation, un tel dispositif comprend un module OBT d’obtention d’une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour au moins deux faisceaux radiofréquences émis par au moins la première antenne A11, 200₁₁de la première station de base BS1 respectivement selon une première direction de propagation et une deuxième direction de propagation, et au moins deux faisceaux radiofréquences émis par au moins la deuxième antenne A12, 200₁₂de la deuxième station de base BS2 respectivement selon une troisième direction de propagation et une quatrième direction de propagation. Une première puissance mesurée correspondant à la première direction de propagation et une deuxième puissance mesurées correspondant à la deuxième direction de propagation sont délivrées pour la première station de base BS1. De façon correspondante, pour la deuxième station de base BS2, une troisième puissance mesurée correspondant à la troisième direction de propagation ainsi qu’une quatrième puissance mesurée correspondant à la quatrième direction de propagation sont délivrées.

Le dispositif 100 comprend aussi un module CALC IPR de calcul d’au moins une information représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances de chaque jeu de puissances mesurées pour chaque station de base, dite première information de puissance relative pour la première station de base et deuxième information de puissance relative pour la deuxième station de base, la première puissance étant associée pour la première station de base à un faisceau radiofréquences émis selon la première direction de propagation et la deuxième puissance étant associée à un faisceau émis selon la deuxième direction de propagation, la première puissance étant associée pour la deuxième station de base à un faisceau radiofréquences émis selon la troisième direction de propagation et la deuxième puissance étant associée pour la deuxième station de base à un faisceau émis selon la quatrième direction de propagation.

Le dispositif 100 comprend aussi un module DET. LAT de détermination d’une position angulaire (ici une latitude) dudit équipement utilisateur UE à partir, d’une part, de ladite au moins une première et deuxième informations de puissance relative des première et deuxième stations de base et, d’autre part, pour chaque information de puissance relative associée à chaque station de base et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, en fonction d’une direction d’observation de l’équipement utilisateur par la au moins une antenne de la station de base considérée. Il comprend enfin un module DET. POS de détermination de coordonnées de position dudit équipement utilisateur UE dans un repère de la première station de base BS1, à partir des positions angulaires (latitudes) obtenues.

Le dispositif 100 met ainsi en œuvre le procédé de localisation de l’équipement utilisateur selon l’invention qui sera décrit plus en détails en relation avec lafigure 4.

Dans l’exemple de lafigure 3, le dispositif 100 est logé dans le réseau lui-même et intégré à une des au moins deux stations de base BS1, BS2, par exemple à la première station de base BS1, laquelle comprend, classiquement, des mémoires MEM associées à un processeur CPU. Les mémoires peuvent être de type ROM (de l’anglais « Read Only Memory ») ou RAM (de l’anglais « Random Access Memory ») ou encore Flash. La station de base BS1 comprend en outre un module TX configuré pour piloter l’émission/réception de faisceaux radiofréquences par sa ou ses antennes (non représentées) selon le type de technologie utilisé. En variante, le dispositif 100 pourrait être intégré à un équipement nœud du réseau RT. Selon un autre mode de réalisation, il est intégré à l’équipement utilisateur UE.

On présente désormais, en relation avec lafigure 4les étapes du procédé de localisation d’un équipement utilisateur UE selon un mode de réalisation de l’invention dans l’environnement illustré par lesfigures 3, 5 et 6.

Lors d’uneétape 40, les puissances des deux faisceaux radiofréquences émis par la première station de base BS1 selon une première direction de propagation et une deuxième direction de propagation sont obtenues. Plus particulièrement, ces puissances sont mesurées par l’équipement utilisateur UE. De la sorte, un jeu correspondant de puissances P11, P21 mesurées est obtenu. On note que les faisceaux radiofréquences dont l’équipement utilisateur UE mesure la puissance ne sont pas nécessairement des faisceaux radiofréquences qui ont été émis par la première station de base BS1 à destination de l’équipement utilisateur. En effet, à titre illustratif, dans la configuration SISO représentée auxfigures 1a-1b, l’équipement utilisateur UE, du fait de sa position le cas échéant dans l’un des secteurs couverts par la première station de base BS1, reçoit les faisceaux radiofréquences émis par la station de base BS1 couvrant ce secteur. Selon un premier exemple de réalisation, l‘antenne A11 de la première station de base BS1 est configurée pour émettre selon une première et une deuxième directions de propagation. Selon un deuxième exemple de réalisation de l’invention, l’antenne A11 est configurée pour émettre selon la première direction de propagation et une deuxième antenne A11’ (non représentée sur les figures 1a-1b), colocalisée avec l’antenne A11 et donc située à la même hauteur H1 que l’antenne A11, est configurée pour émettre selon la deuxième direction de propagation.

Lors de cette même étape40, les puissances d’une pluralité de faisceaux radiofréquences émis par la deuxième station de base BS2 couvrant un secteur adjacent à celui dans lequel il se trouve, selon une troisième direction de propagation et une quatrième direction de propagation sont aussi mesurées. De même, selon un premier exemple de réalisation, l‘antenne A12 de la deuxième station de base BS2 est configurée pour émettre selon une troisième et une quatrième directions de propagation. Selon un deuxième exemple de réalisation de l’invention, l’antenne A12 est configurée pour émettre selon la troisième direction de propagation et une deuxième antenne A12’, colocalisée avec l’antenne A21 et donc située à la même hauteur H2 que l’antenne A12, est configurée pour émettre selon la quatrième direction de propagation.

Dans une configuration MIMO illustrée par lafigure 2b, on considère une première antenne 200₁₁d’une première station de base BS1 et une deuxième antenne 200₁₂d’une deuxième station de base BS2, plusieurs faisceaux radiofréquences peuvent être émis simultanément par chaque antenne dans plusieurs directions de propagation distinctes, qui ne coïncident pas nécessairement avec la direction dans laquelle se trouve l’équipement utilisateur UE par rapport à l’antenne en question. Celui-ci peut toutefois être en mesure de recevoir ces faisceaux radiofréquences même s’ils ne lui sont pas directement destinés. En particulier, on considère que les premier et deuxième faisceaux radiofréquences selon l’invention sont émis par l’antenne 200₁₁et que les troisième et quatrième faisceaux sont émis par l’antenne 200₁₂.

Pour mettre en œuvre l’invention, on suppose que les puissances des faisceaux radiofréquences émis chaque station de base peuvent être mesurées par l’équipement utilisateur et qu’il est capable de distinguer la puissance d’un tel faisceau d’une puissance de bruit. Par exemple, l’équipement utilisateur UE identifie quelle antenne A11, A12, 200₁₁,200₁₂a émis le faisceau pour lequel il mesure la puissance à partir d’informations véhiculées par le faisceau en question dans des canaux de signalisation, dits canaux communs. De telles informations sont par exemple des symboles pilotes, connus en soi. Ces informations lui sont transmises par la station de base concernée de façon spontanée ou à sa demande expresse.

Le premier et le deuxième faisceaux émis par chaque antenne selon des directions de propagation distinctes peuvent être reçus simultanément ou consécutivement. On note que, pour limiter l’impact des effets des variations rapides du canal de propagation (fast fading) et du masquage (shadowing), il est préférable que le deuxième faisceau soit émis, sinon simultanément, au moins à bref délai du premier. Cette contrainte est relâchée dans un contexte où les variations rapides du canal et l’effet de masquage peuvent être négligés.

Dans certains modes de réalisation, les puissances mesurées par l’équipement utilisateur UE sont remontées par ce dernier au réseau de radiocommunications (e.g. via une transmission à la station de base BS1 ou alternativement à un équipement nœud EN du réseau RT). C’est le cas par exemple lorsque le dispositif 100 mettant en œuvre le présent procédé de localisation de l’équipement utilisateur UE est logé dans le réseau lui-même (e.g. dans un nœud du réseau ou dans la station de base BS). Dans ces modes de réalisation, la station de base BS1 reçoit de l’équipement utilisateur la puissance mesurée par l’équipement utilisateur UE pour chaque faisceau radiofréquences de la pluralité de faisceaux radiofréquences émis par la première station de base BS1 selon les première et deuxième directions de propagation (formant un « premier jeu (P11, P21) de puissances mesurées » au sens de l’invention pour la station de base BS1) et la transmet au dispositif 100. En parallèle, la station de base BS1 reçoit la puissance mesurée par l’équipement utilisateur UE pour chaque faisceau radiofréquences de la pluralité de faisceaux radiofréquences émis par la deuxième station de base BS2 selon les troisième et quatrième directions de propagation, formant un « deuxième jeu (P12, P22) de puissances mesurées » au sens de l’invention et la transmet au dispositif 100.

Dans d’autres modes de réalisation, le présent procédé de localisation d’un équipement utilisateur UE est mis en œuvre directement dans l’équipement utilisateur UE. Dans ce dernier cas, le dispositif 100 est intégré à l’équipement utilisateur UE et les puissances mesurées sont stockées localement.

Lors d’uneétape 41, au moins une information de puissance relative, représentative d’un rapport (lorsque les puissances sont exprimées en unité naturelle) ou d’une différence (lorsque les puissances sont exprimées en unité logarithmique) entre deux puissances ((P11, P21) pour la première station de base BS1) et (P12, P22) pour la deuxième station de base BS2) du jeu de puissances mesurées associées à deux faisceaux radiofréquences correspondants, est calculée. Ainsi, le dispositif 100 obtient une première information de puissance relative M11 à partir du jeu de puissances mesurées pour la première station de base BS1 et une deuxième information M12 de puissance relative à partir du jeu de puissances mesurées pour la deuxième station de base BS2.

Selon un mode de réalisation de l’invention, comme les deux puissances utilisées pour calculer chaque information de puissance relative sont reçues de la même antenne, les effets du fast fading s’éliminent quand on fait le rapport ou la différence des puissances reçues par l’utilisateur.

Lorsque deux antennes distinctes de la même station de base sont utilisées, on peut en général, lorsqu’elles sont colocalisées, négliger les effets du fast fading quand on fait le rapport ou la différence des puissances reçues par l’équipement utilisateur. Néanmoins, on note que, si les antennes ne sont pas exactement colocalisées, les puissances mesurées par l’équipement utilisateur UE peuvent être avantageusement moyennées sur une durée déterminée pour éliminer les effets du fast fading. Par exemple, elles sont collectées à une fréquence d’acquisition déterminée (par exemple toutes les millisecondes) et sont moyennées par l’équipement utilisateur UE sur une période déterminée. La durée de cette période peut être déterminée en fonction de différents paramètres, comme par exemple la mobilité éventuelle de l’équipement utilisateur UE et, le cas échéant, sa vitesse, etc. Cette moyenne peut être réalisée à l’aide d’une fenêtre glissante de longueur égale à la période déterminée envisagée. Par exemple, l’inventeur a déterminé que pour une fréquence de 1 GHz, une moyenne effectuée sur une durée de 50 ms de mesures acquises toutes les millisecondes est suffisante pour de nombreuses antennes classiquement utilisées pour obtenir une estimation précise de la position de l’équipement utilisateur. Cette moyenne permet de s’affranchir des phénomènes de variations rapides (ou « fast-fading » en anglais) des canaux de propagation qui peuvent différer légèrement d’une antenne à l’autre lorsque celles-ci sont éloignées de quelques centimètres ou quelques dizaines de centimètres notamment.

Néanmoins, la distance entre les deux antennes de la station de base doit rester relativement faible pour que ce moyennage élimine l’effet de la distance r avec le récepteur avec une précision suffisante. A cet égard, on note que la mobilité éventuelle de l’équipement utilisateur UE impose des contraintes plus importantes sur la rapidité des mesures, que dans le cas statique.

En42, la position angulaire de l’équipement utilisateur UE, en particulier des mesures d’angles de latitude φ₁, φ₂de l’équipement utilisateur dans les repères respectifs des deux stations de base est déterminée à partir, d’une part, des informations de puissance relative et, d’autre part, pour chacune de ces informations de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à l’information de puissance relative (i.e. pour chacun des deux faisceaux radiofréquences de directions de propagation différentes dont la puissance est à la base de l’information de puissance relative en question), d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance, en fonction d’une direction d’observation de l’utilisateur, du faisceau radiofréquences associé à l’information de puissance relative.

En43, les coordonnées x_UE, y_UEde l’équipement UE dans le repèreO ₁ xyzde la première station de base BS1 sont dérivées de ces mesures de position angulaire. On rappelle que l’altitude de l’équipement utilisateur UE étant connue (par exemple, l’équipement utilisateur UE est situé sur un bateau naviguant en mer), la coordonnée z_UEest connue elle aussi.

Des exemples de mise en œuvre d’un tel procédé de localisation sont maintenant détaillés en reconsidérant les configurations des stations de base BSi discutées ci-dessus en relation, d’une part, avec lesfigures 1aet1b (cas d’une technologie de type SISO) et, d’autre part, avec lesfigures 2aet2b(cas d’une technologie de type MIMO). On se réfère en outre aux schémas de lafigure 5qui illustre un exemple de positionnement angulaire de l’équipement utilisateur par rapport à chacune des stations de base BSi et à lafigure 6, qui illustre géométriquement la détermination43de la position de l’équipement utilisateur UE dans le repère de la première station de base BS1 à l’intersection des cônes d’origine, les repères respectifs des antennes, et d’angles, les mesures d’angles de latitude obtenues en42,et du plan horizontal correspondant à l’altitude de l’équipement utilisateur.

On détaille d’abord un premier mode de réalisation selon lequel les antennes de chaque station de base utilisent une technologie de type SISO.

Première station de base BS1

Selon un premier exemple, on considère que la première antenne A11 de la première station de base BS1 peut être configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon des angles d’inclinaison distincts. Lors de l’étape40déjà décrite, le dispositif 100 obtient par exemple une première P11(UE) et une deuxième P21(UE) puissances mesurées correspondant respectivement à un premier faisceau radiofréquences émis par la première antenne A11 de la première station de base BS1 selon une première direction de propagation définie par un premier angle de longitude θ_A11(égal à zéro dans le repèreO’ ₁ xyz, la direction de propagation de la première antenne A11 dans le plan horizontalO’ ₁ xycorrespondant à l’axeO’ ₁ x) et un premier angle d’inclinaison φt₁₁, et à un deuxième faisceau radiofréquences émis par la première antenne A11 selon le premier angle de longitude θ_A11et un deuxième angle d’inclinaison φt₂₁(non représenté sur lafigure 5, qui par simplicité n’illustre que la première direction de propagation associée à l’antenne A11 et la troisième direction de propagation associée à l’antenne A2), distinct de φt₁₁.

A cet égard, on note que cette antenne SISO A11 est équipée de façon classique d’un mécanisme permettant de modifier électriquement son angle d’inclinaison. Elle est donc tout-à-fait capable d’émettre à bref délai deux faisceaux selon des directions de propagation différentes (en raison d’angles d’inclinaison différents).

De la sorte, la première puissance P11(UE) mesurée au niveau de l’équipement utilisateur UE s’exprime de manière générale selon l’expression :

P11(UE) = K.P0.r₁ ^{- η}.G1(θ₁, φ₁, φt₁₁).X_BS(UE).Y_BS(UE) (Eq. 1)

Où

K est une constante ;

φt₁₁est l’angle d’inclinaison ou tilt avec lequel la première antenne A11 a émis le premier faisceau radiofréquences ;

(r₁, θ₁, φ₁) sont les coordonnées de l’équipement utilisateur UE dans le repèreO’ ₁ xyzde la première antenne de la première station de base BS1,
r₁désignant la distance de l’équipement utilisateur UE par rapport à l’origine O’₁du repère de la première antenne A11,
θ₁une mesure d’angle, dite de longitude, entre la direction de propagation principale (θ_A11, φt₁₁) de la première antenne et la direction d’observation de l’équipement utilisateur par cette première antenne, dans le plan horizontalO’ ₁ xy,
φ ₁ une mesure d’angle vertical, dite de latitude de l’équipement utilisateur UE par rapport au plan horizontalO’ ₁ xy, dans le plan vertical comprenant la direction d’observation de l’équipement utilisateur UE par cette première antenne ;
η est un facteur d’évanouissement (aussi appelé facteur de « pathloss ») modélisant l’atténuation de propagation,
P0 est la puissance émise par la première antenne A11 sur le faisceau considéré,

G1(θ₁, φ₁, φt₁₁) est le gain de l’antenne A11 rayonné par le faisceau considéré dans la direction (θ₁, φ₁) (qui définit la direction d’observation de l’équipement utilisateur UE par l’antenne A₁au sens de l’invention) et selon l’angle d’inclinaison φt₁₁,

X_BS(UE) est un paramètre représentant les évanouissements rapides (pour « fast fading », en anglais) du canal de propagation entre l’antenne A11 et l’équipement utilisateur UE et

Y_BS(UE) est un paramètre représentant les effets de masquage (ou « shadowing » en anglais) du canal de propagation entre l’antenne A11 et l’équipement utilisateur UE.

Une telle modélisation est connue en soi et n’est pas décrite plus en détails ici.

On note que le modèle utilisé en équation (Eq. 1) reliant la puissance reçue par l’équipement utilisateur à la direction d’observation (θ₁, φ₁) est obtenu en considérant que l’antenne A11 et l’équipement utilisateur UE sont en visibilité directe (ou LOS pour « line-of-sight » en anglais) : dans cette configuration, le faisceau rayonné par l’antenne A11 selon la direction (θ₁, φ₁) est reçu selon la même direction par l’équipement utilisateur UE. Cette configuration en visibilité directe se présente avec une forte probabilité lorsque l’équipement utilisateur se trouve sur la mer.

Toutefois, ce modèle peut encore être utilisé lorsque l’équipement utilisateur UE n’est pas considéré comme étant en visibilité directe avec l’antenne A11 (on parle aussi de configuration NLOS pour « Non Line of Sight » en anglais), par exemple en raison de la présence d’obstacles entre l’antenne A11 et l’équipement utilisateur UE. Dans ce cas en effet, il se peut que le faisceau rayonné par l’antenne A11 dans la direction (θ₁, φ₁) soit reçu par l’équipement utilisateur UE selon une direction légèrement différente, par exemple (θ₁+δθ₁, φ₁+δφ₁). Le modèle décrit ci-dessus et la localisation de l’équipement utilisateur UE qui en résulte conformément à l’invention peuvent alors s’avérer légèrement moins précis dans cette configuration.

De manière alternative, on peut utiliser en configuration NLOS, un modèle plus précis décrivant la puissance reçue au niveau de l’utilisateur en fonction de la direction d’observation de l’utilisateur par l’antenne, estimé par exemple via des simulations numériques ou expérimentalement.

De même, pour le deuxième faisceau radiofréquences émis par la première antenne selon la deuxième direction de propagation (θ_A11, φt₂₁) avec le deuxième angle d’inclinaison ou tilt φt₂₁, la deuxième puissance P21(UE) mesurée au niveau de l’équipement utilisateur UE s’exprime de manière générale selon l’expression :

P21(UE) = K.P0.r₁ ^{- η}.G21(θ₁, φ₁, φt₂₁).X_BS(UE).Y_BS(UE) (Eq. 2)

où G21(θ₁, φ₁, φt₂₁) est le gain de la première antenne A11 rayonné par le faisceau considéré dans la direction (θ₁, φ₁) de l’équipement utilisateur UE.

Dans un deuxième exemple, la première antenne A11 de la première station de base BS1 ne peut pas être configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon des angles d’inclinaison distincts. Elle émet donc uniquement selon la première direction de propagation (θ_A11, φt₁₁). Le deuxième faisceau radiofréquences selon la deuxième direction de propagation (θ_A11, φt₂₁) selon le même angle de longitude et un deuxième angle d’inclinaison distinct du premier est par exemple émis par une deuxième antenne A11’, colocalisée avec la première antenne A11, donc située à la même hauteur H1, couvrant le même secteur et caractérisée par le même diagramme de rayonnement.

On peut donc considérer que l’équation 2 reste valable pour ce deuxième exemple.

Il existe toutefois des cas où les effets du masquage (shadowing) et de l’évanouissement rapide du canal (fast fading) sur les faisceaux radiofréquences ne peuvent pas être négligés, notamment lorsque l’équipement utilisateur UE évolue à une altitude peu élevée, par exemple inférieure à 200 m, voire inférieure à 40 m selon certaines études.

Si les faisceaux radiofréquences émis par la ou les antennes A11, A11’ de la première station de base BS1 selon deux angles de tilt différents sont simultanés ou associés à des instants très proches dans un environnement qui n’évolue pas trop rapidement, comme par exemple en mer, on peut raisonnablement considérer que les termes représentant l’atténuation de propagation, les évanouissements rapides X_BS(UE) et les effets de masquage Y_BS(UE) sont identiques dans les équations précédentes (Eq. 1) et (Eq. 2) et disparaissent lors du calcul de l’information de puissance relative M11 en41. Sinon, si on ne peut pas faire l’hypothèse que ces deux termes sont identiques ; on peut toutefois se ramener à la situation précédente en considérant pour les puissances reçues en jeu des valeurs moyennes calculées sur une pluralité de mesures de ces puissances (par exemple une cinquantaine de mesures pour chaque puissance).

Dans la suite, on suppose que les conditions d’émission des premier et deuxième faisceaux radiofréquences par la ou les antennes de la station de base satisfont ce critère temporel.

De la sorte, lors de la mise en œuvre de l’étape41, la première information de puissance relative M11 associée aux premier et deuxième faisceaux radiofréquences s’exprime uniquement en fonction des gains G11(θ₁, φ₁, φt₁₁) et G21(θ₁, φ₁, φt₂₁). En effet, à partir des équations (Eq. 1) et (Eq. 2), on peut écrire :

M1 = P11(UE)/P21(UE) = G11(θ₁, φ₁, φt₁₁) /G21(θ₁, φ₁, φt₂₁) (Eq. 3lin)

ou, alternativement, en décibels :

M1_dB= (G11(θ₁, φ₁, φt₁₁)_dB- G21(θ₁, φ₁, φt₂₁)_dB) (Eq. 3dB)

Ainsi, la connaissance d’un modèle (par exemple analytique ou obtenu par mesure de l’antenne en question) de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance, en fonction d’une direction d’observation de l’équipement utilisateur par l’antenne considérée, du faisceau radiofréquences considéré (ici un modèle pour G11(θ₁, φ₁, φt₁₁) et pour G21(θ₁, φ₁, φt₂₁) en visibilité directe), permet d’obtenir la position angulaire de l’équipement utilisateur UE en résolvant l’équation (Eq. 3lin) ou l’équation (Eq. 3dB) lors de la mise en œuvre de l’étape42. En d’autres termes, lors de l’étape42, la détermination de la position angulaire de l’équipement utilisateur UE met en œuvre, pour au moins une information de puissance relative donnée, la résolution d’une équation (équation (Eq. 3lin) ou (Eq. 3dB)) dont les membres sont fonction, d’une part, de l’information de puissance relative donnée et, d’autre part, d’une valeur attendue de l’information de puissance relative donnée. Plus particulièrement, la valeur attendue en question est fonction, pour chaque faisceau radiofréquences associé à l’information de puissance relative donnée, du modèle de diagramme de rayonnement caractérisant la puissance, en fonction d’une direction d’observation de l’équipement utilisateur par l’antenne émettrice, du faisceau radiofréquences associé à l’information de puissance relative donnée.

Par exemple, on considère un modèle d’antennes telles que décrit dans le document Report ITU-R M.2135-1 de l’ITU-R, intitulé «Guidelines for évaluation of radio technologies for IMTAdvanced» de décembre 2009.

En toute généralité, l’équipement utilisateur UE peut se situer à une altitude supérieure ou inférieure à la hauteur des antennes. Dans la suite de la description, on suppose qu’il se situe à une altitude inférieure à la hauteur de la plus basse des antennes.

On peut écrire :
(G11(θ₁, φ₁, φt₁₁))_dB= -12 (θ₁/ θ_3dB)²- 12 ((φ₁– φt₁₁) / φ_3dB)²(Eq. 4)
(G21(θ₁, φ₁, φt₂₁))_dB= -12 (θ₁/ θ_3dB)²- 12 ((φ₁– φt₂₁) / φ_3dB)²(Eq. 5)
où θ_3dBreprésente l’angle d’ouverture à trois décibels du diagramme de rayonnement dans le plan de définition de l’angle θ₁(i.e. dans le plan horizontalO’ ₁ xy), φ_3dBreprésente l’angle d’ouverture à trois décibels du diagramme de rayonnement dans le plan de définition de l’angle φ₁.

φt₁₁est représentatif du premier angle d’inclinaison des faisceaux radiofréquences ou premier tilt émis par l’antenne A11 par rapport au plan horizontal 0₁’xy; et

φt₂₁est représentatif de deuxième angle d’inclinaison des faisceaux radiofréquences ou deuxième tilt émis par l’antenne A11,A11’ par rapport au plan horizontal 0₁’xy

On peut donc écrire :
M1_dB= G11 _dB–G21 _dB= - 12 ((φ₁– φt₁₁)/φ_3dB)²+ 12 ((φ₁– φt₂₁)/φ_3dB)²(Eq. 6)

M1 représente le ratio entre gain de l’antenne A11 lorsqu’elle émet selon la première direction de propagation (θ_{A 11}, φt₁₁) et le gain de l’antenne A11, A11’ qui émet selon la deuxième direction de propagation (θ_{A 11}, φt₂₁).

On en déduit :
φ₁= (M1_dB/24) φ_3dB ²/ (φ t₁₁– φ t₂₁) + (φt₁₁+ φt₂₁)/2 (Eq. 7)

En relation avec lafigure 5, on considère le cône de sommet égal à l’origine O’₁du repèreO’ ₁ xyzet de mesure d’angle φ₁. On considère aussi le plan horizontal Pz_UEcorrespondant à l’altitude zUE donnée de l’utilisateur, par exemple égale au niveau de la mer. L’intersection de ce cône C1 et du plan Pz_UEforme un premier arc de cercle AC1. L’équipement utilisateur UE se trouve quelque part sur cet arc de cercle AC1.

A cet égard et comme illustré par lafigure 5, on note que le plan Pz_UEn’est pas nécessairement confondu avec le plan du sol au pied du pylône Py1 de la première station de base BS1. Dans la suite, on désigne par H1 la différence d’altitude entre le pied du pylône et le plan Pz_UE. H1 peut prendre une valeur positive si le plan Pz_UEest plus haut que le niveau du sol au pied du pylône Py1 ou négatif s’il est plus bas.

Deuxième station de base BS2

De même que pour la première station de base BS1, on envisage les deux cas suivants :
- la première antenne A12 de la deuxième station de base BS2 peut être configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon des angles d’inclinaison distincts et elle émet les faisceaux radiofréquences selon les troisième et quatrième directions de propagation ; et
- l’angle d’inclinaison de l’antenne A12 ne peut pas être ajusté. L’antenne A12 émet seulement selon la troisième direction de propagation et une deuxième antenne A12’ colocalisée avec l’antenne A12 est configurée pour émettre selon la quatrième direction de propagation.

On désigne par φt₁₂φt₂₂les angles d’inclinaison des faisceaux radiofréquences émis par la ou les antennes A12, A12’ de la deuxième station de base BS2 selon les troisième et quatrième directions de propagation. On note que les premier et troisième angles d’inclinaison φt₁₁, φt₁₂et les deuxième et quatrième angles d’inclinaison φt₂₁, φt₂₂peuvent être choisis égaux ou distincts.

Ainsi, lors de l’étape40déjà décrite, le dispositif 100 obtient par exemple une troisième puissance P12(UE) et une quatrième P22(UE) puissance mesurées correspondant respectivement à un premier faisceau radiofréquences émis par l’antenne A12 de la deuxième station de base BS2 selon la troisième direction de propagation (θ_A2, φt₁₂) et à un deuxième faisceau radiofréquences émis par l’antenne A12, A12’ selon la quatrième direction de propagation (θ_A2, φt₂₂).

On suppose ici par simplicité que les antennes A11, A11’ et A12, A12’ ont un même diagramme de rayonnement. On suppose également qu’elles émettent avec la même puissance P0. On suppose aussi qu’elles émettent avec les mêmes fréquences (même valeur de K dans les équations 1 et 2).

Néanmoins, dans le cas où l’on fait un rapport entre les première et deuxième puissances mesurées pour une même antenne, on note que l’invention s’applique aussi et sans changement si la puissance d’émission de la deuxième antenne diffère de celle de la première.

En outre, du fait que l’on fait un rapport entre les première et deuxième puissances mesurées, on note que l’invention s’applique aussi si la puissance d’émission entre la première et la deuxième directions de propagation ou si les fréquences d’émission diffèrent. Il faudra seulement prendre en compte dans l’expression de ce rapport, un facteur supplémentaire K.P0/K’P0’ dont la valeur est connue.

Dans la suite, on suppose par simplicité que les puissances et fréquences d’émission sont les mêmes.

On rappelle que l‘antenne A12 est située en un point O’₂à une hauteur H2 de l’origine O₂du repèreO ₂ xyzde la deuxième station de base BS2. On ne fait aucune hypothèse concernant la deuxième hauteur H2, qui peut être distincte ou non de H1. On considère son repèreO’ ₂ xyz. Dans le cas où une deuxième antenne A12’ est utilisée, on considère qu’elle est située au même point O’₂.

L’équipement utilisateur UE situé à l’altitude z_UEconnue dans le repèreO ₂ xyzde la deuxième station de base BS2, reçoit une puissance P12 de l’antenne A12 émettant selon l’angle d’inclinaison φt₁₂. Cette puissance s’écrit (pour faciliter la compréhension de l’invention, on garde ici les mêmes références d’équations que pour la première station de base) :
P12(UE) = K.P0 r₂ ^-η .G12(θ₂, φ₂, φt₁₂) (Eq. 2)

Où (r₂, θ₂, φ₂) désigne la position de l’équipement utilisateur UE par rapport à l’antenne A12 de la deuxième station de base BS2.

L’équipement utilisateur UE reçoit une puissance P22 de cette même antenne A12 ou d’une deuxième antenne A12’ émettant selon la quatrième direction de propagation (θ_A12, φt₂₂). Cette puissance s’écrit

P22 (UE) = K.P0 r₂ ^-(eta)G22(θ₂, φ₂, φt₂₂) (Eq. 2)

De même que pour la ou les antennes A11, A11’, on suppose ici que l’altitude z_UEde l’objet est inférieure à la hauteur H2 de la ou les antennes A12, A12’. On a :
M2_dB= (G12(θ₂, φ₂, φt₁₂)_dB- G22(θ₂, φ₂, φt₂₂)_dB) (Eq. 3dB)

G12(θ₂, φ₂, φt₁₂))_dB= -12 (θ₂/ θ_3dB)²- 12 ((φ₂– φt₁₂) / φ_3dB)²(Eq. 8)

(G22(θ₂, φ₂, φt₂₂))_dB= -12 (θ₂/ θ_3dB)²- 12 ((φ₂– φt₂₂) / φ_3dB)²(Eq. 9)

Donc on obtient :
M2_dB= G12_dB–G22_dB= - 12 ((φ₂– φt₁₂)/φ_3dB)²+ 12 ((φ₂– φt₂₂)/φ_3dB)²(Eq. 10)

M2 représente le ratio entre gain de l’antenne A12 lorsqu’elle émet selon le premier angle de tilt φt₁₂et le gain de cette même antenne ou de l’antenne A12’ lorsqu’elle émet selon le deuxième angle de tilt φt₂₂.

On en déduit :

φ₂= (M2_dB/24) φ_3dB ²/ (φ t₁₂– φ t₂₂) + (φt₁₂+ φt₂₂)/2 (Eq. 11)

En relation avec lafigure 5, on considère le cône de sommet égal à l’origine O’₂du repèreO’ ₂ xyzet de mesure d’angle φ₂. L’intersection de ce cône C2 et du plan horizontal Pz_UEprécédemment introduit forme un deuxième arc de cercle AC2. L’équipement utilisateur UE se trouve quelque part sur cet arc de cercle AC2.

Comme précédemment évoqué pour la première station de base BS1, le plan Pz_UEn’est pas nécessairement confondu avec celui du niveau du sol au pied du pylône Py2 de la deuxième station de base BS2. Dans la suite, on désigne par H2 la différence d’altitude entre le pied du pylône et le plan Pz_UE. H2 peut prendre une valeur positive si le plan Pz_UEest plus haut que le niveau du sol au pied du pylône Py2 ou négatif s’il est plus bas.

Comme illustré par lafigure 6, l’intersection des deux arcs de cercle obtenus AC1 et AC2 se fait en deux points A et B dans le plan Pz_UE.

A ce stade, deux cas sont envisagés :

• Soit la position d’un des deux points d’intersection A ou B est aberrante, compte-tenu des connaissances disponibles dont l’on dispose sur l’équipement utilisateur, et l’autre point donne donc la position de l’équipement utilisateur UE. Par exemple, lorsque l’équipement utilisateur fait partie intégrante du mât d’un bateau, si l’un des points est sur terre, alors il peut être éliminé des solutions possibles ;
• Soit les deux points d’intersection A et B constituent chacune une solution possible.

Dans le deuxième cas, l’invention propose d’utiliser les faisceaux reçus par l’équipement utilisateur UE en provenance d’une antenne A13 appartenant à une troisième station de base BS3 pour sélectionner l’un des deux points A et B.

Troisième station de base BS3

De même que pour les première et deuxième stations de base, on envisage les deux cas suivants :
- l’antenne A13 de la troisième station de base BS3 peut être configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon des angles d’inclinaison distincts et elle émet les faisceaux radiofréquences selon les troisième et quatrième directions de propagation ; et
- l’angle d’inclinaison de l’antenne A13 ne peut pas être ajusté. L’antenne A13 émet seulement selon la cinquième direction de propagation et une deuxième antenne A13’ colocalisée avec l’antenne A13 est configurée pour émettre selon la sixième direction de propagation.

L’antenne A13 est située en un point O’₃à une hauteur H3 de l’origine O₃du repèreO ₃ xyzde la troisième station de base BS3. On ne fait aucune hypothèse concernant la troisième hauteur H3, qui peut être distincte ou non de H1 et H2. On considère son repèreO ₃ xyz. Dans le cas où une deuxième antenne A13’ est utilisée, on considère qu’elle est située au même point O’₃.

L’équipement utilisateur UE situé à l’altitude z_UEconnue dans le repèreO ₃ ’xyzde la troisième station de base BS3, reçoit une puissance P13 de l’antenne A13 émettant selon l’angle d’inclinaison φt₁₃. Cette puissance s’écrit comme suit (pour faciliter la compréhension de l’invention, on garde ici les mêmes références d’équations que pour les antennes des première et deuxième stations de base) :
P13(UE) = K.P0 r₃ ^-η .G12(θ₃, φ₃, φt_{1 3}) (Eq. 2)

Où (r₃, θ₃, φ₃) désigne la position de l’équipement utilisateur UE par rapport à la troisième antenne A13 de la troisième station de base BS3.

L’équipement utilisateur UE reçoit une puissance P23 de cette même troisième antenne A13 ou de l’antenne A13’ émettant selon la direction de propagation (θ_A13, φt₂₃). Cette puissance s’écrit

P23 (UE) = K.P0 r₃ ^-(eta)G23(θ₃, φ₃, φt₂₃) (Eq. 2)

De même que pour les antennes des première et deuxième stations de base, on suppose ici que l’altitude z_UEde l’objet est inférieure à la hauteur H3 de la ou des antennes A13, A13’. On a :
M3_dB= (G13(θ₃, φ₃, φt₁₃)_dB- G23(θ₃, φ₃, φt₂₃)_dB) (Eq. 3dB)

G13(θ₃, φ₃, φt₁₃))_dB= -12 (θ₃/ θ_3dB)²- 12 ((φ₃– φt₁₃) / φ_3dB)²(Eq. 12)

(G23(θ₃, φ₃, φt₂₃))_dB= -12 (θ₃/ θ_3dB)²- 12 ((φ₃– φt₂₃) / φ_3dB)²(Eq. 13)

Donc on obtient :
M3_dB= G13_dB–G23_dB= - 12 ((φ₃– φt₁₃)/φ_3dB)²+ 12 ((φ₃– φt₂₃)/φ_3dB)²(Eq. 14)

M3 représente le ratio entre gain de l’antenne A13 lorsqu’elle émet selon le premier angle de tilt φt₁₃et le gain de cette même antenne ou, le cas échéant, de l’antenne A13’, lorsqu’elle émet selon le deuxième angle de tilt φt₂₃.

Si l’altitude z_UEde l’équipement utilisateur UE est inférieure à la hauteur H3, on en déduit :

φ₃= (M3_dB/24) φ_3dB ²/ (φ t₁₃– φ t₂₃) + (φt₁₃+ φt₂₃)/2 (Eq. 15)

En relation avec lafigure 5, on considère le cône de sommet égal à l’origine O’₃du repèreO’ ₃ xyzet de mesure d’angle φ₃. L’intersection de ce cône C3 et du plan horizontal Pz_UEprécédemment introduit forme un troisième arc de cercle AC3. L’équipement utilisateur UE se trouve donc quelque part sur cet arc de cercle AC3.

De même que pour les stations de base BS1 et BS2, on note que le plan Pz_UEn’est pas nécessairement confondu avec celui du niveau du sol au pied du pylône Py3 de la troisième station de base BS3. Dans la suite, on désigne par H3 la différence d’altitude entre le pied du pylône et le plan pzUE. H3 peut prendre une valeur positive si le plan Pz_UEest plus haut que le niveau du sol au pied du pylône Py3 ou négatif s’il est plus bas.

Comme illustré par lafigure 6, l’intersection des trois arcs de cercle obtenus AC1, AC2 et AC3 avec les trois stations de base respectivement se fait en un seul point P, qui correspond dans cet exemple au point A, dans le plan Pz_UE.

La position géographique de l’équipement utilisateur UE peut donc être déduite des mesures d’angles de latitude obtenues à partir de trois antennes de trois stations de base distinctes.

On décrit désormais un exemple de calcul des coordonnées du point P (X_UE, y_UE, z_UE) selon un mode de réalisation de l’invention faisant appel à une méthode algébrique. Dans la suite de la description, pour faciliter la lecture des équations, on note (x=x_UE, y=y_UE) la position de l’équipement utilisateur, et on suppose par exemple que celui-ci se trouve en haut du mât d’un bateau, au-dessus du niveau de la mer.

On suppose d’abord que les mesures des puissances des faisceaux de antennes de deux stations de base distinctes BS1, BS2 suffisent pour déterminer les coordonnées de l’équipement utilisateur UE dans le repère de la première station de base BS1.

Le point P où se trouve l’équipement utilisateur UE appartient aux deux arcs de cercles AC1, AC2 intersections des 2 cônes C1, C2 centrés sur les origines O’₁, O ‘₂des repères des antennes des deux stations de base BS1, BS2.

On considère maintenant les positions des origines des repères des stations de base BS1, BS2 (connues), par exemple dans le repère (O ₁ xyz) de la première station de base BS1 : O₁(0, 0) et O₂(x2,y2).

Les hauteurs H1, H2 des antennes A11, A12 (et le cas échéant A11’ et A12’) sur leurs pylônes respectifs Py1, Py2 sont elles aussi (connues) dans ce repère.

On note Ri le rayon du cercle intersection entre le cône Ci associé à chaque antenne A1i (le cas échéant, A1i’) associée à la station de base BSi (qui passe par l’équipement utilisateur UE), et le plan Pz_UEde l’équipement utilisateur UE.

On désigne par Hi la différence d’altitude entre le pied du pylône de la i-ème station de base BSi et le plan P_zUEde l’équipement utilisateur UE. Dans l’exemple de lafigure 5, l’équipement utilisateur UE est situé à une altitude Z_UEconnue et inférieure à celle du pied de chacune des stations de base BS1 et BS2. Les différences H1 et H2 sont donc positives. Il convient de noter que dans le cas où l’altitude ZUE de l’équipement utilisateur serait supérieure à celle du pied d’une des stations de base BSi, Hi prendrait alors une valeur négative, mais que l’invention telle que décrite en détails ci-dessous s’appliquerait de la même façon.

On détermine les rayons Ri de la façon suivante, en s’appuyant sur des relations trigonométriques bien connues dans le triangle rectangle dont les sommets sont, pour chaque antenne A1i (le cas échéant, A1i’), l’origine O_idu repèreO _i xyzde la station de base BSi (en bas du pylône Pyi), l’origine O’_idu repèreO’ _i xyz(en haut du pylône Pyi) :
R1= (H1 H1)/ tan(φ1)
R2= (H2- H2)/ tan(φ2)

On écrit l’équation du cercle ACi de rayon Ri et on exprime le fait que la position (x, y) de l’équipement utilisateur UE appartient aux deux arcs de cercles AC1 et AC2 dans le plan Pz_UEde l’équipement utilisateur UE. On obtient le système d’équations suivant :
R1² = x² + y²
R2² = (x-x2)² + (y- y2)²

La 2ème équation peut s’écrire (compte tenu de la 1ère équation) :
2x.x2 + 2y.y2 = R1²- R2²+x2² + y2²

On pose :
1 = R1²- R2²+x2² + y2²

On a donc :
y = ( 1 - 2x.x2 )/ (2y2)
x² + [( 1- 2x.x2 )/ (2y2)]² = R1²

On obtient alors :
y = ( 1 - 2x.x2 )/ (2y2)

x² + ( 1²- 4x.x2 1 +4x² x2²)/ (4y2²) = R1²

On obtient finalement :

(1+ x2² /y2²) x² – 1x2 / y2² .x + 1²/ (4y2²) – R1² =0

Cette expression donne dans le cas général, deux solutions pour x : xa et xb, qui permettent deux valeurs possibles pour y : ya et yb.

On a donc deux possibilités pour la position (x, y) du récepteur : (xa, ya) et (xb, yb).

Comme précédemment évoqué, lorsqu’une de ces deux positions (xa, ya) ou (xb, yb) est aberrante, compte-tenu de la connaissance du système dont on dispose, on peut l’éliminer. Il ne reste alors plus qu’une solution qui correspond à la position (x, y) de l’équipement utilisateur sur la mer.

Par exemple, si l’équipement utilisateur UE est en mer et la valeur du couple (xb, yb) correspond à une position se situant à l’intérieur des terres, alors on peut éliminer cette valeur de position.

Cette élimination peut être faite de manière automatique, si le dispositif 100 selon l’invention sait différencier les positions terrestres des positions maritimes. De façon alternative, les deux positions peuvent être proposées à l’utilisateur, pour qu’il en valide une ou deux manuellement.

Si aucune des deux solutions n’est aberrante, on peut sélectionner l’une des deux solutions en exploitant par exemple les mesures de puissances de faisceaux reçus d’une troisième antenne A13 appartenant à une troisième station de base BS3, comme décrit précédemment.

La position de l’équipement utilisateur dans le plan Pz_UEde son altitude, supposée connue, appartient aux 3 arcs de cercles AC1, AC2, AC3 intersections des 3 cônes C1, C2, C3 centrés sur les origines O’1, O‘2, O’3 des repères des trois stations de base.

On considère cette fois-ci les positions des origines des repères des stations de base BS1, BS2 et BS3 (connues), par exemple dans le repère (O ₁ xyz) de la première station de base BS1 : O₁(0, 0), O₂(x2,y2), O₃(x3, y3).

Les hauteurs H1, H2, H3 des antennes des trois stations de base sur leurs pylônes respectifs sont elles aussi (connues) dans ce repère.

On note Ri le rayon du cercle intersection entre le cône Ci associé à chaque antenne A1i (le cas échéant, A1i’) associée à la station de base BSi (qui passe par l’équipement utilisateur UE), et le plan du niveau de la mer.

Comme précédemment, on désigne par H3 la différence d’altitude entre le pied du pylône de la 3ème station de base BS3 et le plan P_zUEde l’équipement utilisateur UE. Dans l’exemple de lafigure 5, l’équipement utilisateur UE est situé à une altitude Z_UEconnue et inférieure à celle du pied de la station de base BS3. La différence H3 est donc positive. Il convient de noter que dans le cas où l’altitude ZUE de l’équipement utilisateur serait supérieure à celle du pied de la station de base BS3, H3 prendrait alors une valeur négative, mais que l’invention telle que décrite en détails ci-dessous s’appliquerait de la même façon.

On détermine les rayons R_ide la façon suivante, en s’appuyant sur des relations trigonométriques bien connues dans le triangle rectangle dont les sommets sont, pour chaque antenne A1i, A1i’, l’origine O_idu repèreO _i xyzde la station de base BSi (en bas du pylône Pyi), l’origine O’_idu repèreO’ _i xyzde l’antenne Ai (en haut du pylône Pyi) :
R1= (H1 H1)/ tan(φ1)
R2= (H2 H2)/ tan(φ2)
R3= (H3+ H3)/ tan(φ3)

On note (x, y) la position du récepteur en mer. Ce point appartient aux 3 cercles de centres les stations de base.

En écrivant que le point P(x,y) satisfait l’équation du cercle de rayon Ri et de centre (xi, yi) et qu’il appartient aux trois arcs de cercles AC1, AC2 et AC3 dans le plan Pz_UEde l’équipement utilisateur UE, on obtient le système d’équations suivant :
R1² = x² + y²
R2² = (x-x2)² + (y- y2)²
R3² = (x-x3)² + (y- y3)²

Puis :
R1² = x² + y²
R2² = R1² +x2² + y2² - 2(x.x2 + y.y2)
R3² = R1² +x3² + y3² - 2(x.x3 + y.y3)

Et enfin :
x² + y² = R1²

2x.x2 + 2y.y2 = R1²- R2²+x2² + y2²
2x.x3 + 2y.y3= R1² - R3² +x3² + y3²

On pose :
= (R1)²- R2)²+ (x2)²+ (y2)²
= (R1)²- (R3)²+ (x3)²+ (y3)²

donc le système d’équations est équivalent à :
x² + y² = R₁²
2x.x₂+ 2y.y₂=
2x.x₃+ 2y.y₃=

Il s’agit d’un système de 2 équations à 2 inconnues dont le déterminant vaut :
= (y3.x2 – y2.x3)^-1

Ainsi, la position (x, y) du récepteur est donnée par les expressions suivantes :
x = ( y3 – y2). (16)
y = ( x2- x3). avec
_{= (}y3.x2 – y2.x3)^-1 ₌(R1)²- (R2)²+ (x2)²+ (y2)²
= (R1)²- (R3)²+ (x3)²+ (y3)²

On a vu que dans le mode de réalisation de l’invention qui vient d’être décrit et pour le modèle de diagramme de rayonnement considéré, les gains d’antennes répondent à l’expression :
Gij = -min(12 (θi/θ_3dB)²+ 12 ((φ i – φt_ji) / φ_3dB)² ,Am)(17)
où Am est une constante, j désigne la j-ème direction de propagation (deux par antenne, j =1 ou 2), i est l’indice de l’antenne et de la station de base.

On note que les angles de longitude θ_iet de latitude φ_ide l’équipement utilisateur UE dans les repères respectifs des antennes A1i des stations de base BSi doivent satisfaire les conditions suivantes :
θ_i< (Am/12)1/2 θ3dB
φ_i< (Am/12)1/2 φ_3dB+ φt_ji(Eq.18)
12 (θ_i/θ3dB)2 + 12 ((φ_i– φt_ji) / φ_3dB)2 < Am avec i, j =1, 2, i désignant la première, respectivement la deuxième antenne, j la première respectivement la deuxième direction de propagation de l’antenne j. Am une constante qui caractérise la valeur minimale de gain de l’antenne et φt_jil’angle d’inclinaison associé à la j-ème direction de propagation.

On note que les angles d’inclinaison φt_jine sont pas nécessairement identiques pour les deux ou trois antennes A1i.

Ainsi, dans l’exemple de réalisation qui vient d’être décrit pour une station de base équipée d’au moins deux antennes mettant en œuvre une technologie de type SISO, la position géographique de l’équipement utilisateur UE est déterminée par le dispositif 100 qui est intégré soit dans l’équipement utilisateur UE, la station de base BS ou un autre équipement du réseau à laquelle la station de base est connectée, de la façon suivante :
1. En40, le dispositif 100 obtient les puissances P11, P21, P21 P22, voire P31 P32, mesurées par l’équipement utilisateur UE à partir des faisceaux radiofréquences reçus des antennes de 2 voire 3 sites ou stations de base. Chaque station de base comprend au moins une antenne qui émet des faisceaux radiofréquences selon deux angles d’inclinaison φt_{1 i}φt_2idistincts ;
2. Le dispositif 100 détermine en41les informations de puissance relative M1, M2 voire M3 à l’aide des équations 6, 10 et 14 :
3. Il détermine en42les valeurs possibles des angles de latitude φ₁, φ₂, voire φ₃de l’équipement utilisateur UE (équations 7, 11 et 15). Connaissant les mesures de ces angles de latitude, on obtient deux voire trois arcs de cercle à l’intersection des cônes de sommets respectifs les origines O’i des repères des antennes A1i (le cas échéant, A1i’) et d’angles les angles de latitude déterminés ;
4. En43, connaissant l’altitude donnée z_UEde l’équipement utilisateur, il dérive les coordonnées x_UE, y_UEde l’équipement utilisateur dans le repère d’une des stations de base BSi, par exemple la première station de base BS1, l’équipement utilisateur étant positionné au point P situé à l’intersection des deux voire trois arcs de cercle ACi.

On note qu’il n’est pas nécessaire pour appliquer l’invention de connaître de façon exacte ou précise l’altitude z_UEde l’équipement utilisateur. Une connaissance approximative suffit pour obtenir une localisation de l’équipement utilisateur, à quelques mètres près, suivant le contexte considéré (ratios entre la distance séparant chacune des stations de base de l’équipement utilisateur et l’altitude de l’équipement utilisateur). Par exemple, lorsque l’équipement utilisateur se trouve sur un bateau en mer, il esta prioriassez éloigné des stations de base situées sur terre, et il importe peu dans ce cas qu’il soit situé en haut d’un mât ou sur le pont du bateau pour obtenir une localisation de cet équipement utilisateur. Une connaissance plus précise de l’altitude de l’équipement utilisateur permet toutefois bien entendu d’obtenir une localisation plus fine de ce dernier.

En outre, dans l’exemple de réalisation qui vient d’être décrit, on a considéré les repères des stations de base centrés sur les pieds des pylônes des stations de base. En variante, on peut considérer une autre origine pour ces repères (par exemple en d’autres points des pylônes) et l’homme du métier saurait adapter aisément les calculs qui viennent d’être décrits à cette autre origine.

Mode de réalisation MIMO

Alternativement, on décrit maintenant un deuxième exemple de réalisation de l’invention à partir d’au moins deux antennes 200₁₁, 200₁₂mettant en œuvre une technologie de type MIMO et appartenant à des stations de base distinctes BS1 et BS2.

Par exemple, chacune de ces antennes 200₁₁, 200₁₂comprend une matrice d’éléments rayonnants 200er, comme illustré par lesfigures 2a et 2bqui est configurée pour émettre simultanément des faisceaux radiofréquences selon une pluralité J, avec J entier non nul de directions de propagation qui vont être définies ci-après en fonction d’angles θ_j,escanet φ_j,etiltpour le j-ème faisceau. Cependant, les gains d’antennes ont des formulations plus complexes que dans le cas SISO.

A cet égard, on considère, pour chaque antenne 200₁₁, 200₁₂(i.e. chaque matrice d’éléments rayonnants de chaque antenne), le modèle de diagramme de rayonnement d’antenneA _A,Beamj (θ, φ) caractérisant la puissance d’un j-ème faisceau radiofréquences (« beam » en anglais), avec j compris entre 1 et J, émis en fonction d’une direction d’observation (θ, φ) par exemple spécifié dans le document 3GPP TR 37.842 V.13.2.0. Il est précisé toutefois ici que les notations utilisées, i.e. θ et φ, dans la présente demande pour les angles représentatifs de la longitude et de la latitude de l’équipement utilisateur UE dans le cas MIMO s’appuient sur une convention différente de celle utilisée dans le document 3GPP TR 37.842 V.13.2.0 : l’angle θ dans la présente demande s’apparente à l’angle φ décrit dans le document 3GPP désignant la longitude, et l’angle φ dans la présente demande s’apparente à l’angle décrit dans le document 3GPP où θ désigne la colatitude. Il est rappelé que la colatitude est égale à la latitude plus π/2.

Ce modèle de diagramme de rayonnement s’exprime comme suit :

(Eq. 19)

avec :

où

θ_j,escanet φ_j,etiltreprésentent la longitude et la latitude définissant la direction de propagation voulue dans le repèreO _i ’xyzde l’antenne 200_1iconsidérée (cf. définition donnée précédemment en référence à lafigure 2a) pour le j-ème faisceau radiofréquences respectivement dans les plans de définition des angles de latitude θ et de longitude φ de l’équipement utilisateur UE dans ce repère (qui correspondent aux angles θ et φ du cas SISO, et définissent la direction d’observation de l’utilisateur vue par l’antenne, notée (θ₁, φ₁) pour l’antenne (dite première antenne) de la station de base BS1, (θ₂, φ₂) pour l’antenne (dite deuxième antenne) de la station de base BS2 et (θ, φ) quand on désigne indifféremment la première ou la deuxième antenne), et A_E(θ,φ) représente le diagramme de rayonnement de chacun des éléments rayonnants 200er (supposés identiques ici), dans le repèreO _i ’xyz, de de la matrice 200_1i. De la sorte, une puissance P200ij(UE) mesurée par l’équipement utilisateur UE et correspondant au j-ème faisceau radiofréquences émis par la matrice 200_1is’exprime de manière générale selon l’expression :

P200ij(UE) = K.P0.r^-eta.A _A,Beamj (θ, φ).X_BS(UE).Y_BS(UE) (Eq. 20)

Une telle expression présente la même structure que l’équation (Eq. 1) et les raisonnements détaillés ci-dessus dans le cas SISO s’appliquent de la même façon. Ainsi, dans le cas présent également, la connaissance du modèle de diagramme de rayonnement de la matrice 200_1id’éléments rayonnants, caractérisant la puissance, en fonction d’une direction d’observation (celle de l’équipement utilisateur UE par l’antenne considérée), du faisceau radiofréquences considéré (e.g. l’expression deA _A,Beamj (θ, φ) pour un j-ème faisceau radiofréquences dont la direction de propagation voulue est θ_j,escanet φ_j,etilt et un k-ème faisceau radiofréquences dont la direction de propagation voulue est θ_i,escanet φ_k,etilt)_,permet de déterminer en42au moins une équation (similaire aux équations (Eq. 3lin) et (Eq. 3dB) détaillées ci-dessus dans le cas SISO) dont les membres sont fonction, d’une part, de l’information de puissance relative considérée calculée par mise en œuvre des étapes40et41et, d’autre part, d’une valeur attendue de l’information de puissance relative fonction, pour chaque faisceau radiofréquences associé à l’information de puissance relative considérée, du modèle de diagramme de rayonnement caractérisant la puissance de ce faisceau radiofréquences.

Le gain d’antenne s’écrit G =F(θ1, φ 1, φ_ietilt, θ_iescan). La solution du cas SISO permettant de déterminer les angles φ1 et φ2 n’est donc pas applicable. Pour autant, une solution est calculable à l’aide d’un algorithme permettant de déterminer les angles φ1 et φ2 en utilisant un certain nombre de faisceaux pour chaque antenne MIMO, chaque faisceau indexé par j étant défini par un couple φ_jetilt, θ_jescan.

Pour l’antenne 200₁₁, cet algorithme permet de déterminer un couple de valeurs (θ₁, φ₁) en fonction de φj_etilt, θ_jescanet de la valeur des différences des gains d’antenne (en dB) entre 2 faisceaux.

Pour l’antenne 200₁₂, on procède de manière analogue.

A titre d’exemple, on considère ici pour chaque antenne 200₁₁, 200₁₂, une matrice d’éléments rayonnants de dimensions Nh = 2 ; Nv = 2 et on considère des faisceaux radiofréquences émis par ses éléments selon des directions de propagation différentes.

Par exemple, la première antenne 200₁₁émet, via sa matrice d’éléments rayonnants, plusieurs faisceaux simultanément. Ces faisceaux sont caractérisés par des directions d’angles vertical φ_ietiltet horizontal θ_iescandifférentes.

On peut ainsi écrire :
P200₁_1(UE) = K.P0.r^-eta.A _A,Beam1 (θ, φ).X_BS(UE).Y_BS(UE) pour le premier faisceau f1, et
P200₁_2(UE) = K.P0.r^-eta.A _A,Beam2 (θ, φ).X_BS(UE).Y_BS(UE) pour le deuxième faisceau f2.

Les deux faisceaux étant émis simultanément par la même matrice d’éléments rayonnants 200₁₁, les termes X_BS(UE).Y_BS(UE) liés au Fast Fading et au shadowing sont identiques pour les deux puissances mesurées.

Ainsi, on obtient, à partir des faisceaux f1 et f2 émis par la première antenne 200₁₂, l’information de puissance relative M12 suivante :
M12 = P200₁_1(UE)/P200₁_2(UE) =A _A,Beam1 (θ, φ)/A _A,Beam2 (θ, φ) (Eq. 3MIMO)

ou, alternativement, en décibels :
M12_dB=A _A,Beam1 (θ, φ)_dB-A _A,Beam2 (θ, φ)_dB;
avec :

A _A,Beam1 (θ, φ). =A _E (θ, φ) + 10log₁₀( (Module1)²);
A _A,Beam2 (θ, φ). =A _E (θ, φ) + 10log₁₀( (Module2)²)

où (Module1)² s’exprime à l’aide de l’équation 20 de la façon suivante.
On considère :
dh/λ=a et dv/λ=b où λ désigne la longueur d’onde

1/2 = c ;

a, b et c désignant des nombres réels. Par ailleurs, on pose :
a1 = ;
b1 = b .

et :
v11 = 1
v12 =
v21 =
v22 = .
w111 = c
w112 = c. = c
w121 = c. = c
w122 = c. .
donc w122 = c. .

Il en résulte l’expression suivante de Module1²:

Module1² = |w111.v11 +w112.v12 +w121.v21 +w122.v22|²
Module1² = | . + c. . + . . . |²

= c²|1 + +

+ |²

On pose Module1² = F1(θ,φ, θ_1,escan,φ_1,etilt)

donc on obtient : 10log₁₀( Module1²) = F1(θ,φ, θ_1,escan,φ_1,etilt)_dB

De même pour le deuxième faisceau, on obtient 10log₁₀(Module2²) = F2(θ,φ, θ_2,escan,φ_2,etilt)_dB

Dans l’exemple envisagé ici, on considère en outre deux autres faisceaux f3, f4 émis par la première antenne 200₁₁selon des directions de propagation (θ_{3 ,escan},φ_3,etilt) et (θ_{4 ,escan},φ_4,etilt), différentes des directions des faisceaux f1 et f2. On peut alors obtenir, en appliquant ce qui précède aux faisceaux f3 et f4, deux expressions analogues à (Eq. 3dB) d’informations de puissance relative :

M12_dB= F1(θ1,φ1, θ_1,escan,φ_1,etilt)_dB– F2(θ1,φ1, θ_2,escan,φ_2,etilt)_dB(Eq. 21)

M34_dB= F3(θ1,φ1, θ_3,escan,φ_3,etilt)_dB– F4(θ1,φ1, θ_4,escan,φ_4,etilt)_dB(Eq. 22)

On obtient donc 2 équations à 2 inconnues. On note que les inconnues θ et φ sont des fonctions de sinus et de cosinus. Il y a donc potentiellement plusieurs solutions, ce qui permet d’obtenir au moins une valeur possible de l’angle φ1. Si la valeur obtenue n’est pas unique, on considère deux faisceaux supplémentaires f5 et f6 ayant des directions de propagation distinctes de celles des quatre faisceaux précédents, afin d’obtenir une troisième expression analogue à M12 et M34, ce qui permet en général de déterminer φ1 de manière unique.

On comprend à la lumière de cet exemple que la complexité de l’équation (Eq. 13) fait qu’une résolution analytique est difficilement envisageable dans le cas général afin de déterminer la direction (θ, φ) de l’équipement utilisateur UE dans le repèreO’ ₁ xyzde la première antenne 200₁₁(notée (θ1,φ1)).

Ainsi, dans certaines variantes de réalisation, la résolution d’un tel système d’équations comprend la mise en œuvre d’une méthode de résolution numérique.

On note toutefois que si la matrice 200₁₁comprend un plus grand nombre d’éléments rayonnants, les équations 21, 22 sont plus complexes, ce qui fait que le nombre de couple de valeurs possibles pour (θ₁, φ₁) peut être supérieur à deux (par rapport au cas SISO décrit précédemment).

Toutefois, pour réduire le nombre de couples de valeurs possibles pour (θ₁, φ₁), on peut utiliser d’autres faisceaux émis par la matrice 200₁₁d’éléments rayonnants de la première station de base BS1, par exemple f5, f6, pour calculer une information de puissance relative supplémentaire comme évoqué précédemment, telle que le rapport M56, de la même façon qu’on a calculé les informations de puissance relative M12 et M34. On établit ainsi une 3ème équation fonction de (θ_5,escan, φ_5,etilt) et (θ_6,escan, φ_6,etilt) dont les inconnues sont θ₁ et φ₁, ce qui permet caractériser de manière plus précise le couple (θ₁, φ₁), l’ensemble des valeurs possibles prises par ce couple (θ₁ , φ₁) dans le système d’équations élargi ainsi obtenu étant plus restreint. Si nécessaire, on répète l’opération avec encore d’autres faisceaux jusqu’à obtenir un système d’équations dont la résolution conduit à un nombre réduit de valeurs possibles du couple (θ₁, φ₁) et en tout état de cause une seule valeur de l’angle représentatif d’une latitude φ₁.

Selon une variante de l’étape42, la résolution d’un tel système d’équations comprend l’exploration de l’espace des solutions (θ₁, φ₁) afin de déterminer la latitude φ₁de l’équipement utilisateur UE qui est solution ou présente des valeurs proches des solutions de toutes les équations établies avec tous les couples de faisceaux considérés. Par exemple, la résolution met en œuvre, pour une information de puissance relative donnée calculée lors de la mise en œuvre de l’étape 41 :
- une obtention de la valeur attendue ou théorique de cette information de puissance relative donnée pour un jeu de différentes directions d’observation (θ₁, φ₁), telle que dérivée du modèle de rayonnement considéré ci-dessus. Par exemple, pour chaque paire de faisceaux émis par la matrice d’éléments rayonnants de la première antenne de la station de base BS1, on fait varier (θ1, φ1) degré par degré et on associe à chaque nouvelle valeur du couple, une valeur d’information de puissance relative attendue, c’est-à-dire telle que donnée par l’équation 20. Un jeu de valeurs attendues correspondant chacune à une direction d’observation (θ₁, φ₁) est ainsi obtenu; et
- une comparaison entre, d’une part, l’information de puissance relative calculée par l’étape 41, c’est-à-dire issues des mesures de puissance et, d’autre part, chaque valeur attendue du jeu de valeurs attendues associé au couple de valeurs (θ1, φ1). On sélectionne les valeurs de (θ₁, φ₁) dont la valeur d’information de puissance relative attendue associée est la plus proche (e.g. au sens d’une norme donnée du type valeur absolue) de la valeur de l’information de puissance relative calculée, issue des mesures de puissances (40, 41), avec une imprécision de l’ordre de l’erreur de mesure.

A l’issue de cette résolution exploratoire, on obtient une seule valeur possible de φ₁commune à tous les faisceaux émis par la première antenne de la première station de base BS1.

On répète ces opérations pour l’antenne 200₁₂de la deuxième station de base BS2 et on obtient de façon similaire une seule valeur possible de l’angle de latitude φ₂de l’équipement utilisateur UE dans le repèreO’ ₂ xyzde la deuxième antenne 200₁₂.

En43, on exploite la connaissance des mesures d’angle de latitude pour déterminer la position de l’équipement utilisateur UE. La méthode précédemment décrite dans le cas SISO s’applique de façon analogue.

De nouveau, deux cas sont envisagés (figure 6):
- soit la position d’un des deux points d’intersection A ou B est aberrante, compte-tenu des connaissances disponibles et l’autre point donne la position de l’équipement utilisateur UE. Par exemple, lorsque l’équipement utilisateur fait partie intégrante du mât d’un bateau, si l’un des points est sur terre, alors il peut être éliminé des solutions possibles ;
- soit les deux points d’intersection A et B constituent chacune une solution possible.

Dans le deuxième cas, l’invention propose d’utiliser les faisceaux reçus par l’équipement utilisateur UE en provenance d’une troisième antenne 200₁₃appartenant à une troisième station de base BS3. Ainsi, en plus des faisceaux reçus des deux premières antennes, le dispositif 100 selon l’invention met en œuvre les étapes40 à 42du procédé à ceux de la troisième antenne 200₁₃, comme décrit précédemment pour les deux premières antennes 200₁₁et 200₁₂.

On présente désormais, en relation avec lafigure 7un exemple de structure matérielle du dispositif 100 permettant de mettre en œuvre les étapes du procédé de localisation d’un équipement utilisateur UE selon l’invention.

Le dispositif 100 comprend une mémoire vive 103 (par exemple une mémoire RAM), une unité de traitement 102 équipée par exemple d'un processeur, et pilotée par un programme d'ordinateur stocké dans une mémoire morte 101 (par exemple une mémoire ROM ou un disque dur). A l'initialisation, les instructions de code du programme d’ordinateur sont par exemple chargées dans la mémoire vive 103 avant d'être exécutées par le processeur de l’unité de traitement 102.

Cettefigure 7illustre seulement une manière particulière, parmi plusieurs possibles, de réaliser le dispositif 100 afin qu’il effectue les étapes du procédé de localisation d’un équipement utilisateur UE (selon l’un quelconque des modes de réalisation et/ou variantes décrit(e)s ci-dessus en relation avec lesfigures 4, 5 et 6). En effet, ces étapes peuvent être réalisées indifféremment sur une machine de calcul reprogrammable (un ordinateur PC, un processeur DSP ou un microcontrôleur) exécutant un programme comprenant une séquence d’instructions, ou sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel).

Dans le cas où le dispositif 100 est réalisé avec une machine de calcul reprogrammable, le programme correspondant (c'est-à-dire la séquence d’instructions) pourra être stocké dans un médium de stockage amovible (tel que par exemple un CD-ROM, un DVD-ROM, une clé USB) ou non, ce médium de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un processeur.

Dans certains modes de réalisation, le dispositif 100 est inclus dans l’équipement utilisateur UE.

Dans certains modes de réalisation, le dispositif 100 est inclus dans un dispositif du réseau de radiocommunications, par exemple dans un équipement nœud du réseau de communications ou dans une des stations de base, par exemple la première station de base BS1, comme illustré par lafigure 3.

Claims (16)

1. Procédé de localisation d’un équipement utilisateur (UE) situé à une altitude donnée, recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par au moins une antenne (A11, 200₁₁) d’une première station de base (BS1), située à une première hauteur (H1) donnée, configurée pour émettre selon au moins une première et une deuxième direction de propagation, et par au moins une antenne (A12, 200₁₂) d’au moins une deuxième station de base (BS2), située à une deuxième hauteur donnée (H2), configurée pour émettre selon au moins une troisième et une quatrième direction de propagation, ledit procédé mettant en œuvre :
   - une obtention (40) d’une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour des faisceaux radiofréquences émis par la première station de base au moins selon la première et la deuxième direction de propagation et des faisceaux radiofréquences émis par la deuxième station de base selon au moins la troisième et la quatrième direction de propagation, délivrant respectivement un premier jeu de puissances mesurées pour la première station de base et un deuxième jeu de puissances mesurées pour la deuxième station de base;
   - un calcul (41) d’au moins une information par station de base, représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances de chaque jeu de puissances mesurées, dite première information de puissance relative (M1) pour la première station de base et deuxième information de puissance relative (M2) pour la deuxième station de base, la première puissance étant associée pour la première station de base à un faisceau radiofréquences émis selon la première direction de propagation et la deuxième puissance étant associée à un faisceau émis selon la deuxième direction de propagation, la première puissance étant associée pour la deuxième station de base à un faisceau radiofréquences émis selon la troisième direction de propagation et la deuxième puissance à un faisceau émis selon la quatrième direction de propagation; et
   - une détermination (42) d’au moins un premier angle représentatif d’une latitude (φ₁) dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la première station de base et un deuxième angle de latitude (φ₂) dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la deuxième station de base, à partir, d’une part, de ladite au moins une première et deuxième informations de puissance relative (M1, M2) et, d’autre part, pour chaque information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur par ladite au moins une antenne de la première station de base, respectivement par ladite au moins une antenne de la deuxième station de base ; et
   - une détermination (43) d’une position géographique de l’équipement utilisateur dans un repère de la première station de base au moins à partir des deux angles représentatifs d’une latitude (φ_1,φ₂) déterminés, de l’altitude de l’équipement utilisateur et des première et deuxième hauteurs (H1, H2) données.
2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce queladite détermination (E330) met en œuvre, pour au moins une information de puissance relative donnée parmi la ou les informations de puissances relatives, la résolution d’une équation dont les membres sont fonction, d’une part, de ladite information de puissance relative calculée et, d’autre part, d’une valeur attendue de ladite information de puissance relative donnée, fonction, pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative donnée, du modèle de diagramme de rayonnement caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative donnée, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur (UE) par ladite antenne.
3. Procédé selon la revendication1 ou 2,caractérisé en ce que,la première station de base comprend au moins une antenne configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un premier angle de longitude (θ_A1) et un premier angle d’inclinaison (φt₁₁), formant la première direction de propagation, et selon le premier angle de longitude (θ_A11) et un deuxième angle d’inclinaison (φt₂₁), formant la deuxième direction de propagation et la deuxième station de base comprend au moins une antenne configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un deuxième angle de longitude (θ_A12) et un troisième angle d’inclinaison (φt₁₂), formant la troisième direction de propagation et selon le deuxième angle de longitude (θ_A2) et un quatrième angle d’inclinaison (φt₂₂), formant la quatrième direction de propagation.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications1 à 3,caractérisé en ce quel’antenne (A11) de la première station de base est configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un premier angle de longitude (θ_A1) et la première station de base comprend une deuxième antenne (A11’) configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon le premier angle de longitude (θ_A11) et un deuxième angle d’inclinaison (φt₂₁), formant la deuxième direction de propagation ; et/ou
   l’antenne (A12) de la deuxième station de base est configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences respectivement selon un deuxième angle de longitude (θ_A12) et un troisième angle d’inclinaison (φt₁₂), formant la troisième direction de propagation et la deuxième station de base comprend une deuxième antenne configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon le deuxième angle de longitude (θ_A2) et un quatrième angle d’inclinaison (φt₂₂), formant la quatrième direction de propagation.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications3et4lorsqu’elle dépend de la revendication2,caractérisé en ce queladite résolution comprend, pour chaque station de base, la mise en œuvre de l’équation :
   φ_i= Mi_dB/24 φ² _3dB/ (φt_1i– φt_2i) + (φt_1i+ φt_2i)/2,
   où :
   φ_ireprésente ledit angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur dans le repère de l’antenne de la i-ème station de base,
   Mi_dBreprésente ladite information de puissance relative exprimée en décibels pour la i-ème station de base,
   φ_3dBreprésente l’angle d’ouverture à trois décibels du diagramme de rayonnement de la au moins une antenne de la i-ème station de base dans un plan de définition dudit angle φ_i,
   φt_1ireprésente ledit premier angle d’inclinaison de la première station de base ou, respectivement, le troisième angle d’inclinaison de la deuxième station de base, et
   φt_2ireprésente ledit deuxième angle d’inclinaison de la première station de base ou, respectivement, le quatrième angle d’inclinaison de la deuxième station de base.
6. Procédé selon la revendication1,caractérisé en ce quel’antenne (200₁₁) de la première station de base comprend une matrice d’éléments rayonnants (200er), configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon au moins la première et la deuxième directions de propagation et l’antenne (200₁₂) de la deuxième station de base comprend une matrice d’éléments rayonnants (200er), configurée pour émettre des faisceaux radiofréquences selon au moins la troisième et la quatrième directions de propagation.
7. Procédé selon la revendication6,caractérisé en ce qu’il dépend de la revendication2, dans lequel ladite résolution d’équation comprend la mise en œuvre d’une méthode de résolution numérique de ladite au moins une équation.
8. Procédé selon la revendication6,caractérisé en ce qu’il dépend de la revendication2, dans lequel, pour chaque antenne (200₁₁, 200₁₂) ladite résolution met en œuvre pour ladite au moins une information de puissance relative donnée :
   une obtention d’un jeu de valeurs attendues de ladite information de puissance relative donnée pour un jeu de directions d’observation de l’équipement utilisateur correspondant chacune à une direction d’observation (θ_i,φ_i) de l’équipement utilisateur parmi une pluralité de directions d’observations, une dite direction d’observation comprenant un angle représentatif d’une longitude (θ_i) et un angle représentatif d’une latitude (φ_i);
   une comparaison entre, d’une part, ladite information de puissance relative calculée et, d’autre part, chaque valeur attendue dudit jeu de valeurs attendues délivrant une direction d’observation pour laquelle la valeur attendue de ladite puissance relative donnée est la plus proche de l’information de puissance relative calculée ; et ledit angle représentatif d’une latitude dudit équipement utilisateur étant choisi égal à celui de la direction d’observation délivrée.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications6 à 8,caractérisé en ce que, pour la première, respectivement ladite au moins une deuxième station de base, ledit modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance d’un j-ème faisceau radiofréquences en fonction d’une direction d’observation de l’équipement utilisateur (θi, φi) dans un repère ((O’ ₁ xyz), (O’ ₂ xyz)) de l’antenne de la première, respectivement deuxième station de base, s’exprime en fonction de :
   
   avec :
   où
   θ est un angle représentatif de la longitude de l’équipement utilisateur dans le repère de l’antenne de la première, respectivement de la deuxième station de base,
   φ est un angle représentatif de la latitude de l’équipement utilisateur dans le repère de l’antenne de la première, respectivement deuxième station de base,
   (θ_j,escan,φ_j,etilt)représente un couple d’angles caractéristique de la direction de propagation principale voulue pour ledit j-ème faisceau radiofréquences émis par l’antenne de la première, respectivement la deuxième station de base dans le repère (O _i ’xyz) de l’antenne,
   N_Hreprésente le nombre d’éléments rayonnants de ladite matrice d’éléments rayonnants de l’antenne de la première, respectivement la deuxième station de base dans une direction horizontale,
   N_Vreprésente le nombre d’éléments rayonnants de ladite matrice d’éléments rayonnants de l’antenne de la première, respectivement la deuxième station de base dans une direction verticale,
   d_Vreprésente l’espacement vertical entre deux éléments rayonnants,
   d_Hreprésente l’espacement horizontal entre deux éléments rayonnants,
   λ représente la longueur d’onde du faisceau radiofréquences, et
   A_E(θ,φ) représente le diagramme de rayonnement de chaque élément rayonnant de ladite matrice d’éléments rayonnants ;
   et en ce que les étapes d’obtention, de calcul et de détermination sont répétées pour d’autres faisceaux radiofréquences émis par l’antenne de la première station de base selon la première et la deuxième directions de propagation et respectivement par l’antenne de la deuxième station de base selon la troisième et la quatrième directions de propagation, jusqu’à ce qu’une valeur de latitude soit obtenue par antenne.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce queladite détermination (43) comprend le calcul d’une première et d’au moins une deuxième distance (R1, R2) entre une projection de l’origine du repère de la première et respectivement de la deuxième station de base et l’équipement utilisateur dans un plan (P_ZUE) comprenant l’équipement utilisateur, à partir de la première, et respectivement de la deuxième hauteur (H1, H2) et des angles représentatifs d’une latitude déterminés, les coordonnées (xUE,yUE) de l’équipement utilisateur (UE) dans le repère (O ₁ xyz) de la première station de base étant dérivées des angles de latitude, des distances calculées et des hauteurs données.
11. Procédé selon la revendication10,caractérisé en ce que l’équipement utilisateur (UE) situé à une altitude donnée recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par au moins une antenne (A13, 200₁₃) d’une troisième station de base (BS1), située à une troisième hauteur (H3) donnée, configurée pour émettre selon au moins une cinquième et une sixième direction de propagation, le procédé met en œuvre :
    - l’obtention (40) d’une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour des faisceaux radiofréquences émis au moins selon la cinquième et la sixième direction de propagation, délivrant respectivement un troisième jeu de puissances mesurées pour la troisième station de base;
    - le calcul (41) d’au moins une information, dite troisième information de puissance relative (M3) pour la troisième station de base, et représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances du troisième jeu de puissances mesurées, la première puissance étant associée à un faisceau radiofréquences émis selon la cinquième direction de propagation et la deuxième puissance étant associée à un faisceau émis selon la sixième direction de propagation; et
    - la détermination (42) d’un troisième angle représentatif d’une latitude (φ₃) dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la troisième station de base, à partir, d’une part, de ladite troisième information de puissance relative (M1, M2) et, d’autre part, pour ladite troisième information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite troisième information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite troisième information de puissance relative, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur par ladite au moins une antenne, ladite détermination (42) comprenant le calcul d’une troisième distance (R3) entre une projection de l’origine du repère de la au moins une antenne (A13, 200₁₃) et l’équipement utilisateur (UE) dans un plan (P_ZUE) comprenant l’équipement utilisateur, la position (x1, y1, z1) de l’équipement utilisateur étant dérivée (43) des expressions des première, deuxième et troisième distances (R1, R2, R3) en fonction des angles représentatifs d’une latitude (φ1, φ2, φ3) déterminés et des hauteurs (H1, H2, H3) données des antennes des premières, deuxième et troisième stations de base.
12. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications1 à 11, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
13. Dispositif (100) de localisation d’un équipement utilisateur, situé à une altitude donnée, recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par au moins une antenne (A11, 200₁₁) d’une première station de base (BS1), située à une première hauteur (H1) donnée, configurée pour émettre selon au moins une première et une deuxième direction de propagation, et par au moins une antenne (A12, 200₁₂) d’au moins une deuxième station de base (BS2), située à une deuxième hauteur donnée (H2), configurée pour émettre selon au moins une troisième et une quatrième direction de propagation, ledit dispositif étant configuré pour :
    - obtenir (OBT P) une puissance mesurée par ledit équipement utilisateur pour des faisceaux radiofréquences émis par la première station de base au moins selon la première et la deuxième direction de propagation et des faisceaux radiofréquences émis par la deuxième station de base selon au moins la troisième et la quatrième direction de propagation, délivrant respectivement un premier jeu de puissances mesurées pour la première station de base et un deuxième jeu de puissances mesurées pour la deuxième station de base;
    - calculer (CALC IPR) au moins une information par antenne, représentative d’un rapport ou d’une différence entre une première et une deuxième puissances de chaque jeu de puissances mesurées, dite première information de puissance relative (M1) pour la première station de base et deuxième information de puissance relative (M2) pour la deuxième station de base, la première puissance étant associée à un faisceau radiofréquences émis selon la première direction de propagation et la deuxième puissance étant associée à un faisceau émis selon la deuxième direction de propagation, la première puissance étant associée à un faisceau radiofréquences émis selon la troisième direction de propagation et la deuxième puissance à un faisceau émis selon la quatrième direction de propagation;
    - déterminer (DET LAT) au moins un premier angle représentatif d’une latitude (φ₁) dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la première station de base et un deuxième angle de latitude (φ₂) dudit équipement utilisateur dans un repère de l’antenne de la deuxième station de base, à partir, d’une part, de ladite au moins une première et deuxième informations de puissance relative (M1, M2) et, d’autre part, pour chaque information de puissance relative et pour chaque faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, d’un modèle de diagramme de rayonnement d’antenne caractérisant la puissance dudit faisceau radiofréquences associé à ladite information de puissance relative, en fonction de la direction d’observation de l’équipement utilisateur par ladite au moins une antenne de la première, respectivement deuxième station de base ; et
    - déterminer (DET POS) une position géographique de l’équipement utilisateur dans un repère de la première station de base au moins à partir des deux angles représentatifs d’une latitude (φ_1,φ₂) déterminés, de l’altitude de l’équipement utilisateur et des première et deuxième hauteurs (H1, H2) données.
14. Equipement utilisateur (UE) comprenant un dispositif (100) de localisation selon la revendication13.
15. Station de base (BS1, BS2, BS3) comprenant un dispositif (100) de localisation selon la revendication13.
16. Système (10) de localisation d’un équipement utilisateur situé à une altitude donnée, recevant une pluralité de faisceaux radiofréquences émis respectivement par une antenne (A11, 200₁₁) d’une première station de base (BS1), dite première antenne, située à une première hauteur (H1) donnée, configurée pour émettre selon au moins une première et une deuxième direction de propagation, et par une antenne (A12, 200₁₂) d’au moins une deuxième station de base (BS2), dite deuxième antenne, située à une deuxième hauteur (H2) donnée, configurée pour émettre selon au moins une troisième et une quatrième direction de propagation, ledit système étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins la première et la deuxième stations de base et un dispositif de localisation (100) selon la revendication13.