Brevet FR2660816A1 — publié le 19911011

La présente invention concerne des systèmes radio- électriques cellulaires et en particulier des techniques de circulation destinées à être utilisées dans des réseaux de communications ayant des cellules radioélectriques. La circulation est une technique qui permet la conservation des appels d'un réseau de communications de type personnel ou mobile, lorsqu'un poste téléphonique ou un poste mobile se déplace entre des cellules radioélec- triques Après l'établissement d'un appel, la qualité de la liaison radioélectrique est contrôlée par le poste et par la station associée de base de cellule En outre, d'autres canaux de la même cellule et des cellules adjacentes sont aussi contrôlés comme liaison potentielle pour la circula- tion Selon des critères prédéterminés, l'appel est commuté sur une autre station de base lorsque le poste mobile se déplace, ou lorsque les conditions de propagation changent, afin qu'une liaison de bonne qualité soit conservée Si ce traitement n'est pas réalisé, la qualité de l'appel peut être sérieusement détériorée, ou l'appel peut être "perdu". Le réseau ou le poste mobile peut comporter les caractéris- tiques intelligentes lui permettant de prendre des déci- sions relatives au moment, à l'opportunité et à la nature de la commutation d'une liaison radioélectrique à une cellule. Ce type de circulation est bien connu et il est largement utilisé dans les systèmes cellulaires classiques. Cependant, il pose des problèmes, dans les réseaux de communications mobiles ou personnelles dans lesquels des postes téléphoniques ou des postes mobiles se déplacent à une certaine vitesse dans des zones couvertes par de petites cellules, telles que des cellules sectorisées ou des microcellules Comme les cellules sont petites, le temps passé dans une cellule est réduit et le temps néces- saire au déclenchement et à l'exécution de la circulation peut être trop élevé Ceci donne une mauvaise qualité des communications et une perte de communications. Dans un premier aspect, l'invention concerne un système radioélectrique cellulaire comprenant plusieurs cellules utilisant normalement chacune un canal respectif pour la commande, caractérisé en ce qu'un certain nombre de cellules adjacentes, forment un groupe de cellules et, en cas de communication associée à un appareillage se dépla- çant dans le groupe de cellules, l'appareillage se voit affecter un canal commun pour toutes les cellules du groupe, si bien que la circulation entre les cellules du groupe est facilitée. Dans un autre aspect, l'invention concerne un procédé de circulation destiné à être utilisé dans un système radioélectrique cellulaire comprenant plusieurs cellules qui utilisent normalement chacune un canal respec- tif pour la commande, caractérisé en ce qu'un certain nombre de cellules adjacentes forment un groupe de cel- lules, et un canal commun est affecté à toutes les cellules du groupe de manière que la circulation entre les cellules d'un groupe soit facilitée dans le cas d'une communication associée à l'appareillage qui se déplace dans le groupe. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures la et lb représentent deux exemples de sectorisation de cellule; la figure 2 représente un réseau de cellules secto- risées et la circulation dans un groupe de cellules secto- risées; la figure 3 représente un réseau de cellules secto- risées et la circulation entre un groupe de cellules sectorisées et un autre; et la figure 4 représente un réseau de microcellules contiguës. Dans certaines applications, il est avantageux, essentiellement pour la réduction des interférences, qu'une cellule, ayant par exemple un rayon de 1 à 10 km, soit sectorisée en un groupe de cellules plus petites, par une antenne directionnelle Les figures la et lb représentent des exemples de sectorisation à 1200 et 600 respectivement. L'antenne directionnelle multiple 1, dans chaque cas, a pour rôle de créer un canal respectif de commande pour chaque secteur 2 de la cellule Si les secteurs sont petits, les postes téléphoniques ou téléphones mobiles se déplaçant à une certaine vitesse peuvent présenter une mauvaise qualité de communication et une perte d'appels. De manière classique, les communications sectorisées utilisent des jeux de canaux qui s'excluent mutuellement afin que les interférences soient réduites, c'est-à-dire que chaque secteur d'une cellule a un canal respectif du jeu et chaque cellule sectorisée adjacente a un jeu diffé- rent de canaux Lorsqu'un poste 3 (figure 2) passe d'un secteur 4 à un autre secteur 5 de la même cellule 6 (groupe de secteurs), une cellule doit circuler vers un nouveau canal créé par la station 7 de base dans le secteur adja- cent 5, si bien qu'une circulation très rapide est néces- saire. Ceci peut être évité de la manière suivante Lorsque le déplacement du poste 3 est détecté, par exemple par les fréquences d'erreur de bit (BER) ou une faible intensité du champ, un canal "parasol" commun est affecté à ce poste dans tous les secteurs cellulaires adjacents voisins, c'est-à-dire le groupe des secteurs 4, 5, 8, 9, 10, 11 formant la cellule sectorisée 6 qui recouvre elle-même une surface relativement grande L'antenne de la station de base des secteurs cellulaires du groupe émet par le canal du poste simultanément de manière synchrone ou quasi- synchrone Ceci permet au poste de se déplacer entre les secteurs cellulaires du groupe, la circulation étant réalisée explicitement et sans que le poste doive commuter des canaux puisque le canal de commande du poste est le même dans les secteurs cellulaires adjacents. Bien qu'un seul canal virtuel soit affecté à tous les secteurs cellulaires d'un groupe, il n'est pas primor- dial que ce canal soit le même canal physique Ainsi, les canaux peuvent être à des fréquences différentes ou des tranches temporelles différentes (dans une trame TDMA). Comme la fréquence des canaux dans chaque secteur cellu- laire est affectée préalablement et est connue à priori, la circulation vers ce secteur cellulaire peut être réalisée plus rapidement que la circulation classique Dans ces circonstances ou des circonstances analogues, il n'est pas nécessaire que plus d'une station de base émette à la fois. Lorsque le poste 3 se déplace en-dehors d'une cellule 6 (groupe de secteurs cellulaires) (figure 3) vers une autre 12, la circulation est réalisée de manière normale vers le nouveau canal de secteur ou un nouveau canal "parasol" si le mouvement se poursuit. Un autre procédé d'obtention d'une couverture radioélectrique continue est l'utilisation d'un réseau comprenant un grand nombre de microcellules 13 qui se recouvrent (figure 4) et qui ont par exemple un rayon de m L'avantage principal de cette disposition est que l'énergie émise par le poste est faible, car tous les trajets radioélectriques sont courts, si bien que la durée de vie d'une batterie d'accumulateurs peut être prolongée. Cependant, comme indiqué précédemment, l'exécution de la circulation très rapidement dans le cas d'un poste se déplaçant à une certaine vitesse pose des problèmes Ceux- ci peuvent être résolus de la même manière que dans la description concernant les cellules sectorisées. Pour des raisons de réduction des interférences, les microcellules adjacentes utilisent normalement des canaux différents, déterminés par un schéma d'affectation de canaux Cependant, lorsque le déplacement d'un poste est détecté (par exemple par des taux BER marginaux, une faible intensité du champ ou la mesure des retards), un canal "parasol" commun est affecté à ce poste dans toutes les microcellules d'un groupe de cellules adjacentes ou voi- sines, c'est-à-dire un sous-réseau du réseau La région hachurée de la figure 4 représente un tel sous-réseau, c'est-à-dire un groupe 14 de neuf microcellules La tech- nique de circulation dans les groupes et entre les groupes est alors exactement la même que celle des cellules secto- risées. Dans une variante, une surface peut être couverte par des macrocellules ayant chacune une sous-couche de microcellules non contiguës ou qui se recouvrent, chaque macrocellule et les microcellules associées formant une seule cellule à deux couches Cette approche "parasol" recouvre le déplacement d'un véhicule dans un groupe de cellules, mais, lorsque le poste est fixe, un retour au canal individuel de commande peut être réalisé dans un régime cellulaire. En résumé, dans le cas d'une zone couverte par des cellules sectorisées ou des microcellules qui se recouvrent, les communications provenant de postes mobiles sont affectées à un canal commun à un certain nombre de cellules formant un groupe de cellules, si bien que la circulation peut être réalisée très rapidement entre les cellules du groupe Lorsque le poste se déplace entre des groupes différents de cellules, la circulation est réalisée entre les cellules de manière normale Le canal commun peut être réalisé par émission simultanée par de nombreuses stations de base ou des antennes de stations de base dans un groupe de cellules, dans des microcellules qui se recouvrent ou des cellules sectorisées respectivement, l'émission pouvant être en mode synchrone ou quasi- synchrone. REVENDICATIONS 1 Réseau radioélectrique cellulaire comprenant plusieurs cellules ( 2; 4, 5, 8-11; 13) utilisant norma- lement chacune un canal respectif pour la commande, carac- térisé en ce qu'un certain nombre de cellules adjacentes ( 4, 5, 8-11; 13) forment un groupe ( 6; 14) de cellules et, en cas de communication associée à un appareillage ( 3) se déplaçant dans le groupe ( 6; 14) de cellules, l'appa- reillage ( 3) se voit affecter un canal commun pour toutes les cellules du groupe, si bien que la circulation entre les cellules du groupe est facilitée. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules comportent des secteurs cellulaires ( 2; 4, 5, 8-11) et le groupe de cellules forme une cellule sectorisée (figures la, lb; 2). 3 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules forment une macrocellule ayant une sous-couche de microcellules noncontiguës ou qui se recouvrent, la macrocellule et les microcellules formant ensemble une seule cellule à deux couches. 4 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules comprennent des microcellules ( 13) qui se recouvrent et qui sont disposées dans un réseau, et le groupe de cellules ( 14) forme un certain nombre de micro- cellules ( 13) constituant un sous-réseau. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas o l'appa- reillage ( 3) quitte le groupe ( 6) de cellules et pénètre dans un autre groupe ( 12) en se déplaçant dans celui-ci alors qu'une communication est en cours, la circulation est réalisée vers le canal commun respectif du groupe d'entrée ( 12) (figure 3). 6 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appareillage ( 3) est un poste téléphonique. 7 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement de l'appareillage ( 3) est détecté par mesure du taux d'erreur de bit, de l'intensité du champ ou de retards. 8 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal commun est réalisé par émission simultanée par plusieurs stations de base de cellules. 9 Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'émission par les stations de base est synchrone ou quasi-synchrone. 10 Procédé de circulation destiné à être utilisé dans un système radioélectrique cellulaire comprenant plusieurs cellules ( 2; 4, 5, 8-11; 13) qui utilisent normalement chacune un canal respectif pour la commande, caractérisé en ce qu'un certain nombre de cellules adja- centes forment un groupe ( 6; 14) de cellules, et un canal commun est affecté à toutes les cellules du groupe de manière que la circulation entre les cellules d'un groupe soit facilitée dans le cas d'une communication associée à l'appareillage ( 3) qui se déplace dans le groupe. 11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le déplacement de l'appareillage ( 3) est détecté par des mesures d'un taux d'erreur de bit, d'une intensité du champ ou de retards. 12 Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les cellules sont des secteurs cellulaires et le groupe de cellules est une cellule sectorisée. 13 Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les cellules comprennent une macro- cellule ayant une sous-couche de microcellules non conti- guës ou qui se recouvrent, la macrocellule et les micro- cellules formant ensemble une seule cellule à deux couches. 14 Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les cellules comprennent des micro- cellules qui se recouvrent, disposées suivant un réseau, et le groupe de cellules comprend un certain nombre de micro- cellules formant un sous-réseau. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 10 à 14, caractérisé en ce que le système radioélec- trique cellulaire est un réseau de communications person- nelles et l'appareillage est un poste téléphonique. 16 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 10 à 15, caractérisé en ce que le canal commun est réalisé par émission simultanée par un certain nombre de stations de base de cellules. 17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les émissions de base sont synchrones ou quasi- synchrones.