Brevet FR2693330A1 — publié le 19940107

La présente invention concerne de façon générale les systèmes de télécommunications et, plus particulièrement, un procédé permettant d'effectuer un transfert assisté pour poste mobile dans un système de télécommunications. Le but du transfert assisté pour poste mobile (MAHO) est de faire qu'une unité de télécommunications d'abonné (par exemple, une unité portative, mobile, etc) mesure la puissance de cellules adjacentes dans un système de télécommunications cellulaire et prenne des décisions de transfert sur la base de ces mesures de puissance. Ces décisions sont prises soit par l'unité d'abonné, soit par le site de base. Si le site de base doit prendre les décisions, les mesures de puissance sont néanmoins toujours faites par l'unité d'abonné et sont retransmises au site de base. Les procédés actuels permettant d'effectuer un transfert assisté pour poste mobile demandent que plusieurs mesures soient faites sur plusieurs étendues de temps afin qu'on puisse obtenir des informations sur tous les candidats potentiels au transfert. Plusieurs mesures sont nécessaires, puisque les signaux de commande des cellules respectives sont fixés pour émettre sur des fréquences différentes, ce qui fait qu'il est pratiquement impossible au récepteur de se décaler sur un certain nombre de fréquences différentes, pouvant aller jusqu'à 24 (en fonction du schéma de réutilisation), au cours d'une seule étendue de temps. Ceci crée un autre problème, en ce que, au moment où les dernières mesures sont faites, les premières mesures sont devenues inexactes du fait que l'abonné a changé de place. Le changement de place amène une modification en log-normal (ce que l'on met parfois en relation avec l'effet d'écran provoqué par des bâtiments). Ces changements ont lieu en un temps de l'ordre de quelques secondes. Ainsi, il est souhaitable de pouvoir disposer d'un schéma de mesure qui effectue la moyenne sur de courtes durées (ne dépassant pas quelques secondes). Ainsi, pour effectuer une fonction de transfert assisté pour poste mobile de manière efficace, il est nécessaire de pouvoir disposer d'un procédé qui permette de mesurer la puissance reçue en provenance de plusieurs sites cellulaires en un temps aussi bref que possible. L'invention consiste en un procédé qui permet d'effectuer un transfert assisté pour poste mobile dans un système de télécommunications possédant plusieurs sites de base, chaque site de base ayant un signal d'identification. Un signal d'identification provenant de chaque site de base est émis pendant une trame de temps synchronisée de transfert assisté pour poste mobile. La puissance de chaque signal d'identification est mesurée, et les résultats obtenus sont utilisés pour prendre une décision de transfert. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une représentation graphique d'une partie d'un système de télécommunications cellulaire; La figure 2 est une ligne de temps d'un train de données illustrant un procédé d'exécution de transfert assisté pour poste mobile; la figure 3 est une ligne de temps d'un train de données illustrant un procédé d'exécution de transfert assisté pour poste mobile selon l'invention; la figure 4 est le schéma fonctionnel de la partie d'un circuit récepteur servant à mesurer la puissance, qui doit être utilisée pour prendre une décision de transfert assisté pour poste mobile selon l'invention; et les figures 5 et 6 sont des organigrammes illustrant un procédé qui constitue un mode de réalisation de l'invention. On se reporte tout d'abord à la figure 1. Elle montre une représentation graphique d'une partie d'un système de télécommunications cellulaire, désigné par son ensemble par la référence 10. Le système 10 possède une cellule source (S) 11, qui, au moment considéré, assure la desserte d'un abonné, et trois cellules cibles (T1 à T3) 12 à 14, qui doivent être mesurées pour permettre la détermination du transfert. On notera ici que le nombre des cellules cibles a été limité à trois dans le contexte particulier de cette discussion. En réalité, il pourrait y avoir beaucoup plus de cellules. De façon générale, selon le schéma de réutilisation et en fonction de secteurs quelconques des cellules, l'abonné peut devoir mesurer jusqu'à 24 secteurs/cellules, ou plus. Sur la figure 2, est représentée une ligne de temps d'un train de données, désigné dans son ensemble par le numéro de référence 20, qui illustre un procédé d'exécution de transfert assisté pour poste mobile (MAHO). Ce train de données est utilisé pour décrire un processus MAHO associé à un système à accès multiple par répartition de fréquence (FDMA) normal. Le récepteur, dans ce cas un abonné, recevra des signaux de parole normalisés dans des trames 21, 23 et 25. Dans le train de données, sont intercalées des trames MAHO 22 et 24. En fonctionnement, chaque site cellulaire diffuse un signal qui doit être utilisé dans le cadre du MAHO sur la fréquence attribuée à chaque cellule en fonction du schéma de réutilisation de fréquence. Pendant la trame MAHO 22, le récepteur ajuste sa fréquence de façon à capter et mesurer le plus grand nombre possible de signaux différents. 1l faut noter ici qu'il ntest nullement exigé que toute la trame soit réservée au MAHO, et que d'autres fonctions, par exemple signalisation, peuvent être mises en oeuvre dans cette même trame. Tout ceci ressemble au fonctionnement d'un système à accès multiple par division temporelle (TDMA), sauf que toutes les tranches comprises à l'intérieur de la trame sont reçues par le même abonné.En raison du temps nécessaire pour changer de fréquence et d'effectuer les mesures, de quatre à huit mesures seulement (F1 à F4 dans cet exemple) peuvent être faites pendant une trame quelconque. Par conséquent, au cours de la trame MAHO suivante, soit 24, le groupe suivant de cellules fréquences (Fg à F8) sera lu. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que toutes les mesures aient été faites. Toutefois, en raison du déplacement de l'abonné et du temps nécessaire pour faire toutes les mesures, la fiabilité des premières données obtenues est devenue plus suspecte au moment où les dernières données sont obtenues. Ceci peut amener des transferts inexacts et une utilisation inefficace du système. Par conséquent, il a été mis au point un système dans lequel des mesures peuvent être faites à l'intérieur d'une unique trame MAHO, ce qui fournit des données exactes et opportunes, c'est-à-dire appropriées dans le temps, à celui qui prend la décision du transfert. Ce procédé est illustré sur la figure 3 par une ligne de temps d'un train de données, désigné dans son ensemble par la référence 30. Dans ce mode de réalisation, chaque site cellulaire se voit attribuer un code. A un instant synchronisé, tous les sites cellulaires émettent leurs codes respectifs sur la même fréquence. Le train de données 30 illustre cela dans un système à sauts de fréquence, bien que le saut de fréquence ne soit pas nécessaire pour que cette invention puisse fonctionner. Ici, le train de données 30 est constitué de trames de parole 31, 33 et 34. Entre chaque trame, la fréquence du canal (F1, Fin~1 Fn) varie de manière à réaliser un système à sauts de fréquence. A des instants prédéterminés, le récepteur passera sur une fréquence MAHO, soit Fx, et recevra un signal qui contient un mélange des codes provenant des diverses cellules. Puisque les codes sont reçus en une seule trame de temps, soit 32, la décision de transfert peut être prise à partir de données qui ont été mesurées au cours d'une seule trame, et non sur plusieurs trames. Puisque tous les sites de base sont mesurés en même temps, le nombre total de mesures nécessaires pour qu'on puisse prendre des décisions de transfert diminue. Ceci est important, car on améliore ainsi la fiabilité aux bords des cellules, laquelle devient de plus en plus importante au fur et à mesure que les cellules deviennent plus petites et que des postes mobiles sont en mesure de traverser une cellule en un temps se comptant en minutes. On se reporte maintenant à la figure 4, qui représente leschéma de principe de la partie d'un circuit récepteur, désigné dans son ensemble par la référence 40, servant à mesurer la puissance selon l'invention. Le circuit 40 est constitué de plusieurs intercorrélateurs 41 à 44 et de plusieurs moyens de mesure de puissance, par exemple des détecteurs d'amplitude de crête, 46 à 49, lesquels peuvent tous être mis en oeuvre sous la forme d'un unique processeur de signaux numériques (DSP). En ce qui concerne le processus MAHO, chaque cellule émet son code (par exemple, Cs pour la cellule source 11, C1 pour la cellule cible T1, etc.) dans un signal de code S, T1, T2, etc.Lorsqu'un signal R, constitué de tous les signaux de codes, est reçu, il est mélangé dans les intercorrélateurs 41 à 44 avec les codes (Cs, C1, etc.) afin qu'on puisse extraire les signaux de code. Chacun de ces signaux de code est alors traité dans un détecteur d'amplitude de crête correspondant 45-49, afin qu'on puisse déterminer la puissance (Ps, P1, etc.) des signaux de code. Une fois que la puissance a été déterminée, elle peut être utilisée par le poste d'abonné pour prendre une décision de transfert, ou bien alors toutes les informations de puissance peuvent être envoyées au site de base source lorsque le site de base doit prendre la décision. L'avantage résultant du fait que le poste d'abonné ait à prendre la décision de transfert est le gain de temps et de traitement que cela procure. L'avantage qu'il y a à faire prendre la décision par le site de base est qu'on peut redéfinir le processus de prise de décision par un simple changement du logiciel du site de base et qu'il n'est pas nécessaire d'ajuster chaque poste d'abonné. n faut noter que, alors qu'une décision de transfert pourrait être prise à partir des informations obtenues pendant une seule trame MAHO, la moyenne de plusieurs mesures se révèle typiquement nécessaire, car il faut éliminer les effets des variations dues à l'évanouissement rapide. Sur les figures 5 et 6, sont présentés des organigrammes du procédé, désigné dans son ensemble par la référence 50, constituant un mode de réalisation de l'invention. Le procédé MAHO commence, pour l'émetteur-récepteur du site de base, à l'étape 51. L'émetteur-récepteur est amené à passer sur la fréquence MAHO, soit F à un temps MAHO, soit Tx, à l'étape 52. L'émetteur-récepteur émet alors un signal contenant l'identification (ID), par exemple la fréquence, le code de couleur, ou le schéma pilote, de la cellule. Après que le code a été émis, le site de base revient à son fonctionnement normal, à l'étape 51. Comme représenté sur la figure 6, on voit que le côté abonné du procédé 50 commence à l'étape 56. Le procédé commande alors à l'émetteur- récepteur du poste d'abonné de recevoir sur la fréquence Fx au temps Tx, à l'étape 57. Un signal R est reçu, à l'étape 58, lequel contient tous les signaux de code qui ont été émis par les sites de base se trouvant dans les limites de la portée du poste d'abonné. Le signal est alors intercorrélé avec les signaux de code correspondants à l'aide des intercorrélateurs 41 à 44, ou de moyens équivalents. Les signaux résultants sont ensuite mesurés afin que leurs puissances respectives soient déterminées, à l'étape 60. Les niveaux de puissance des signaux de code mesurés à l'étape 60 sont alors utilisés pour prendre une décision de transfert, à ltétape 61.Cette décision de transfert est exécutée à l'étape 62, avant que l'organigramme 50 passe à l'étape de retour 63. 1l faut noter que, très souvent, la décision de transfert peut se ramener à ne rien faire (c'est-à-dire à ne pas effectuer de transfert), en raison du fait que l'émetteur de source actuel reste l'émetteur préféré. Sinon, il est possible d'employer un système de transfert du type "à effectuer avant la rupture", dans lequel le poste d'abonné sera desservi simultanément par la cellule source et la cellule cible, de manière qu'il y ait une transition de la cellule source à la cellule cible. Pour donner les meilleurs résultats avec le procédé ci-dessus présenté, il faut que les codes soient longs, de l'ordre de 16 à 32 bits, et aient une intercorrélation faible. Toutefois, il peut arriver qu'il ne soit pas possible à un système de produire un code de cette longueur pendant la trame de temps MAHO. Dans ce cas, un groupe de codes orthogonaux peut être ajusté pour le système. Il existe deux conditions pour que des codes orthogonaux courts soient efficaces. D'abord, il faut que les cellules soient synchronisées. Puisqu'il existe déjà une telle exigence pour la plupart des nouveaux systèmes, cette condition est satisfaite. La deuxième condition est que la durée de symbole soit supérieure au retard de propagation. Dans un système où le rayon des cellules est de 1,5 km environ, le retard de propagation vaut approximativement 10 ,us dans le cas où la longueur du trajet de propagation est de 2 rayons. Par conséquent, il faut utiliser une durée de symbole nettement plus grande que 10 jus (par exemple, 10 fois le retard de propagation). Ceci est destiné à permettre de maintenir les durées de symboles alignées presque simultanément dans les corrélateurs du poste d'abonné. Si les durées de symboles avaient la même valeur que les retards de propagation, alors, les codes se décaleraient et on perdrait l'avantage résultant de leur orthogonalité. Un groupe de codes orthogonaux peut donc être défini pour la modulation QPSK (modulation de phase à quatre états) par l'équation (1): Ceci donnerait un code à deux symboles pour deux cellules. S'il en faut plus, on peut augmenter le code et les cellules en portant l'équation (1) dans l'équation récursive (2): où chaque rangée de la matrice est un code (ou séquence pilote) attribué à un émetteur particulier. En vue de l'utilisation MAHO, on recommande une matrice 32 x 32 afin de permettre au poste d'abonné de contrôler simultanément la puissance de toutes les cellules voisines. Sinon, il est possible d'obtenir des signaux pilote orthogonaux en faisant appel à des ondes sinusoïdales ayant des fréquences différentes, où chaque cellule se voit attribuer une fréquence différente. Comme indiqué sur la figure 4, les signaux d'entrée Cs, C1, C2, C3 respectivement appliqués aux intercorrélateurs 41 à 44 seraient les diverses fréquences des ondes sinusoïdales des cellules à mesurer. Les signaux résultants seraient alors traités respectivement par les dispositifs 46 à 49 de mesure d'amplitude de crête, afin que soit déterminée la puissance des signaux reçus. Cette information serait alors utilisée de la même manière que précédemment. En ce qui concerne les figures 5 et 6, on comprendra que le procédé des ondes sinusoïdales fonctionne sensiblement de la même manière. La seule différence est que, à l'étape 52, les fréquences sur lesquelles passent les sites de base seraient différentes pour les sites de base respectifs. Le signal d'identification ID émis à l'étape 53 serait alors l'onde sinusoïdale émise à cette fréquence. Le présent procédé peut aussi être utilisé pour commander la puissance de l'unité d'abonné. Comme on peut le voir sur la figure 4, la puissance Ps de la cellule source est l'un des signaux mesurés pendant le processus MAHO. Cette lecture de puissance peut être comparée avec une valeur normalisée et permettre la détermination de la quantité nécessaire d'ajustement de puissance. I1 apparaîtra donc clairement à l'homme de l'art, qu'il a été proposé ici, selon l'invention, un procédé permettant d'effectuer un transfert assisté pour poste mobile qui satisfait pleinement les buts et avantages ci-dessus énoncés. Bien entendu, I'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant d'effectuer un transfert assisté pour poste mobile dans un système de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: A) émettre un signal d'identification en provenance de chaque émetteur d'une pluralité d'émetteurs pendant une trame de temps (53); B) recevoir un signal contenant ladite pluralité de signaux d'identification, en un récepteur, pendant ladite trame de temps (58); C) mesurer le niveau de puissance de chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification (60); et D) utiliser lesdits niveaux de puissance pour prendre une décision de transfert (61). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre par les opérations suivantes: répéter lesdites opérations A à C; et prendre la moyenne desdites mesures de niveaux de puissance pour chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification utilisés dans l'opéra- tion D. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération consistant à utiliser lesdits niveaux de puissance pour prendre ladite décision de transfert comprend elle-même les opérations suivantes: sélectionner un émetteur cible sur la base desdits niveaux de puissance de ladite pluralité de signaux d'identification; et amener un émetteur source à transférer ledit récepteur sur ledit émetteur cible (62). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération consistant à utiliser lesdits niveaux de puissance pour prendre ladite décision de transfert comprend elle-même les opérations suivantes: émettre lesdits niveaux de puissance de chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification à destination d'un émetteur source; sélectionner un émetteur cible sur lequel ledit récepteur doit être trans férue; et transférer ledit récepteur dudit émetteur source audit émetteur cible. 5. Procédé permettant d'effectuer un transfert assisté pour poste mobile dans un système de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: A) émettre un signal d'identification à partir de chaque site de base d'une pluralité de sites de base pendant une trame de temps (53); B) recevoir un signal contenant ladite pluralité de signaux d'identification, en un poste d'abonné, pendant ladite trame de temps (58); C) mesurer le niveau de puissance de chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification (60); E) sélectionner un émetteur cible sur la base desdits niveaux de puissance de ladite pluralité de signaux d'identification (61); et F) amener un émetteur source à transférer ledit récepteur sur ledit émetteur cible (62). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en outre par les opérations suivantes: répéter lesdites opérations A à C; et prendre la moyenne desdites mesures de niveaux de puissance pour chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification utilisés dans l'opéra- tion C. 7. Procédé permettant d'effectuer un transfert assisté pour poste mobile dans un système de télécommunications à accès multiple par division temporelle (TDMA), caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: A) émettre un signal d'identification depuis chaque émetteur d'une pluralité d'émetteurs pendant une trame de temps (53); B) recevoir un signal contenant ladite pluralité de signaux d'identification, en un récepteur, pendant ladite trame de temps (58); C) mesurer le niveau de puissance de chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification (60); et D) utiliser lesdits niveaux de puissance pour prendre une décision de transfert (61). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en outre par les opérations suivantes: répéter lesdites opérations A à C; et prendre la moyenne desdites mesures de niveaux de puissance pour chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification utilisés dans l'opération C. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite opération consistant à utiliser lesdits niveaux de puissance pour prendre ladite décision de transfert comprend les opérations suivantes: sélectionner un émetteur cible sur la base desdits niveaux de puissance de ladite pluralité de signaux d'identification; et amener un émetteur source à transférer ledit récepteur sur ledit émetteur cible. 10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite opération consistant à utiliser lesdits niveaux de puissance pour prendre ladite décision de transfert comprend les opérations suivantes: émettre lesdits niveaux de puissance de chaque signal de ladite pluralité de signaux d'identification à destination d'un émetteur source; sélectionner un émetteur cible sur lequel ledit récepteur doit être trans férue; et transférer ledit récepteur dudit émetteur source audit émetteur cible.