Brevet FR2713035A1 — publié le 19950602

La présente invention concerne un procédé de dtmiion de transferts (ou de commutations) dans un environnement multiclulaire et, plus particulièrement, elle concerne la dteminmtion des transferts dans un environne- ment multicellulaire sur la base du taux de variation d'un paramètre d'un signal entrant provenant d'au moins une des cellules voisines. Dans un environnement cellulaire, à tout moment, il existe ordinairc- ment une seule cellule de desserte, qui est définie comme étant la cellule com- portant la station de base de la part de laquelle une unité mobile est en train de recevoir le service, grâce à quoi l'unité mobile peut recevoir et émettre des communications avec un certain nombre de cellules qui sont des cellules voisines. La cellule de desserte peut également trc la cellule dans laquelle l'unité mobile est mise en attente. Dans un cnvironnement cellulaire, il peut y avoir des cellules de tailles différentes, un certain nombre de cellules de mme taille étant placées à l'intérieur d'une cellule plus grande (cellule parapluic). Les cellules plus petites qui sont contenues à l'intérieur de la cellule parapluie sont appelées des microccllules. On crée des microcellules dans une population dense d'utilisateurs afin de pouvoir avoir une plus grande capacité d'utilisateurs dans le système cellulaire. Les microcellules facilitent la réutilisation de fréquence sur une plus petite distance. Ainsi, une unité mobile peut se trouvcr à l'intérieur d'une microcellule aussi bien que d'une cellule parapluie. Typiquement, les zones nuales qui ne p t pas un grand nombre d'utilisateurs ou qui n'cxigcat pas une grande capacité demandent seulement une division en plus grandes cellules. Lorsque les suras croissent ou que les cellules se rapprochent de zones plus densément peuplées, ces plus grandes cellules n'ont pas la possibilité de faciliter l'augmentati du nombre d'utilisateurs. Il n'y a pas suffisamment de fréquences attribuées. Aussi, on crée des micrceiules à l'intérieur des cellules plus grandes, et ces cellules plus grandes deviuennent des cellules parapluies. Ceci permet la réutilisation de fréquence entre les microcellules. Ces techniques microcllulaires iorent le rendement spectral et augmentent la capacité du réseau cellulaire. Les microcellules prsntet des ines véientl Un inconvénient est que, dans des zones microcellulaires, le nombre des transfrts augmente et que le temps disponible pour prendre des décis de tanfcrt diminue. Par exemple, lorsqu'il y a un trop grand nombre de micoellules de plus petite taille dans une zone o se trouve un mobile ià déplacement rapide, le mobile à déplacmnt rapide traverse un certain nombre de microclnules en un temps bref, cc qui amène le traitement d'un certain nombre de transferts. Le fait d'augmenter le nombre des transferts en un temps bref diminue la qualité du signal, rend médiocres les communications et, dans les cas extrêmes, amène des pertes de communications. Par conséquent, la réalisation d'un proc6dé rapide et fiable permettant de déterminer le moment d'effectuer un transfert dans un environnement multicellulaire est nécessaire. Selon la présente invention, il est prposé un procd pcermettant de déterminer un transfert dans un système de télcommunications cellulaire com- portant au moins une unité mobile qui communique avec une cellule de desserte et plusieurs cellules voisines, o la cellulc de desserte et les cellules voisines constituent au moins une cellule parapluie et une pluralité de microcelules. Chaque cellule possède une station de base respectivec. Le procd permettant de déterminer s'il faut ou non effectuer le transfrt de la cellule de desserte à une cellule voisine comporte les oprati consistant à mesurer le taux de variation d'un paramètre d'un signal entrant fourni au mobile par au moins une station de base d'une cellule voisine et à déterminm le transfert en fonction du taux de variation mesuré. Dans un mode de r6isati préf6r de l'invention, le paramètre est le taux de variation du niveau de signal reçu. Selon un autre mode de ralisatio, le paramètre est le taux de variation d'un signal de commande de niveau de puissance. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure com6 i de ses caractrisiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 illustre une unité mobile se déplaçant rapidement dans un environnement multicellulaire; la figurc 2 illustre une unité mobile se déplaçant lentement dans l'environnement cellulaire de la figure 1; la figure 3 est un i mme prentant le pocdé d'un mode de réalisation préf6r6 de l'invention; la figure 4 représente des diagrammes tempols de niveaux de signaux pour l'unité mobile de la figure 1; et la figure 5 représente des diagrammes temporels de niveaux de signaux pour l'unit6 mobile de la figure 2. On se reporte à la figure 1. Un virnnement multiccllulaire (ou microcellulaire) comprend au moins une cellule parapluie 1 et une pluralité de microcellules 2, 3, 4, 5 et 6. Cmaquc cellule comportc unc station de base qui cst typiquement placée au centrc gographique de la cellulc. Toutes les stations de base ne sont pas représent6cs sur la figure 1. Unc station de base d6termine typi- quement la taille et la capacité de la cellulc associ6c. Un systàme de t6l6commu- nications peut comporter des cellules de tailles difflmtes ainsi quune unité radio mobile 20 qui peut tre en train de recevoir son servic de dla part de la station de base 23 de la cellule parapluie 1 ou de la part dunc station de base 25 appartenant à l'une des microccllules, par cxemplc la microcellulc 3. Lc fait dc reccvoir le service dc la part d'unc station de base particulière, c'est-à-dire d'tre cn mesure de recevoir ct d'&mettre des communications, comiprend aussi la situation conespon- dant à unc mise cn attentc dans ccttc station de base particulière. Lmrsqu'une unité radio mobile cntrc dans l'environne t multicllulairc, il fut prendrc une d6cision pour déterminer si clle doit rester desservie par lc type courant dc cellulc ou êtrc tansféréc à un nouveau typc dc cellulc. La d6cision pcut dépxendre dc la vitessc de l'unité mobilc. On peut définir deux cas lorsqu'unc unité radio mobile entrec dans un environnement, ou zonc dc desserts, multicellulairc. L'unit mobilc peut sc d6placer à grande vitesse, comme indiqué sur la figure 1 par une voiture 20, ou bien à une vitessc plus lentc, comme indiqué par un personaf 30 sur la figure 2. Sur les figures 1 ct 2, on suppose quc la cellulc dc dcssertc cst la cellulc parapluic 1 et que la pluralité dc cellules voisincs eat forméec des microclules 2, 3, 4,5 et 6. On sc reporte à la figure 3. Un om présente lc processus selon l'invention pennrmettant dc d6terminr s'il fut cffectuer ou non le transft à une autrc cellule. Dans un mode de réalisation prf, une valeur de pammètrc provenant d'au moins une station de base dune cellule voisinc reçue par l'unitc mobile cst transmise à la station de base de la cellule dc dessertc ct est mesurée pendant unc certaine durée, comme indiqué à 'rtape 51. Le taux de variation du paramètrc dc la ccllule voisine cst alors calculé dams la station de base de la ccllule de desserte, à l'étapc 53. A l'étape 55, une valeur maximale de taux de variain est choisic. La valeur maximale peut être simplement une valCU p1 _teiD fixe, mais elle serait plus fiablc si on la choisissait cn fonction des paramètres variables du systèmc microcellulairc lui-memc, par exemple la capacité ct la taillc des cellules. La valeur maximalc de taux de variation ainsi choisie dépcda naturellement aussi du nombre de transferts requis dans le cas o le mobilc devrait passer à unc micro- cellule ou, s'il se trouve déjà dans un environnement microcellulaire, dans le cas o il y resterait. A l'étape 57, le taux de variation du paramètre de la station de base de la cellule voisine est comparé avec la valeur maximale de taux de variation choisie. Si le taux de variation est plus grand que la valeur maximale du taux de variation et que la cellule de desserte est une microcellule (étape 59), alors la desserte est transférée à la cellule parapluie, comme indiqué à l'étape 63, si l'on suppose que la cellule parapluie a déjà été déterminée comme en ayant la capacité. Si le taux de variation est inférieur à la valeur maximale déterminée de taux de variation et que la cellue de desserte est une microcellule (étape 61), alors, selon l'étape 65, aucun transfert n'est effectué. Si le taux de variation est supérieur au taux de variation maximal et que la cellule de desserte est une cellule parapluie (étape 59), alors aucun transfert n'est effectué et le service reste à la charge de la cellule parapluie, selon l'étape 67. Enfin, si le taux de variation est inférieur à la valeur maximale de taux de variation et que la cellule de desserte est une cellule parapluie, alors le service est transféré à la microcellule, selon l'étape 69. La figure 3 ne montre qu'une manière de mettre en oeuvre le procédé de l'invention dans un environne- ment microcellulaire. En particulier, selon un mode de réalisation préférée de l'invention, on utilise au titre de la valeur de paramètre de l'étape 51 le niveau de signal venant de la station de base d'une cellule voisine qui est reçu par l'unité mobile. Les figures 4 et 5 montrent respectivement les taux de variation comparatifs du niveau de signal recçu de la cellule de desserte 1 et des microcellules voisines 2, 3, 4 dans le cas du mobile à déplacement rapide 20 et dans le cas du mobile à déplacement lent 30. La figure 4 montre les niveaux de signal reçus de la part de la cellule parapluie 1 de desserte et des microcellules voisines 2, 3 et 4 lorsque le mobile rapide 20 de la figure 1 se déplace dans la cellule parapluie 1 entre le temps tO et le temps tl. Plus spécialement, la partie "a" de la figure 4 montre le niveau de signal reçu par l'unité mobile 20 de la part de la station de base de la cellule parapluie lorsqu'elle traverse la cellule parapluie 1 pendant la durée comprise entre tO et tl. Le niveau de signal reçu de la cellule de desserte 1 est maintenu assez constant par des instructions d'ajustement de puissance. La partie "b" de la figure 4 représente le niveau de signal reçu par l'unité mobile 20 de la part de la microccllule voisine 2 lorsque l'unité mobile 20 se déplace pendant le même temps, indiqué sur la figure 1, à savoir de tO à tl. On note que l'unité mobile 20 n'entre pas dans la microcellule 2 et reçoit donc un signal modérément constant ayant un petit taux de variation. De la même façon, la partie "d" de la figure 4 représente le niveau de signal reçu par l'unité mobile 20 de la part de la microcellule voisine 4 lorsque l'unité mobile 20 se déplace pendant la même durée, de tO à tl. De nouveau, l'unité mobile 20 n'entre pas dans la microcellule 4 et, par conséquent, reçoit un signal modérément constant ayant un petit taux de variation. La partie (c) de la figure 4 représente le niveau de signal reçu par l'unité mobile 20 de la part de la microcellule 3 lorsque l'unité mobile se déplace pendant la durée de tO à tl. Au contraire des microcellules voisines 2 et 4, le niveau de signal reçu varie de façon importante en indiquant un taux de variation plus élevé. L'unité mobile 20 est entrée réellement dans la microcellule 3 et, pendant la courte durée de tO à tl, le niveau de signal reçu de la part de la station de base de la microcellule 3 a augmenté à un taux relativement rapide, ce qui indique que l'unité mobile se déplace dans la microccllule 3 avec une vitesse élevée. La station de base 23 de la cellule de desserte, qui est dans ce cas placée dans la cellule parapluie 1, peut alors décider de ne pas transférer à la microcellule 3, puisque l'unité mobile se déplace avec une vitesse relativement importante et demandera probablement un certain nombre de transferts en un temps bref pour qu'elle puisse être desservie par des microcellues du système microcellulaire. Ainsi, il serait plus efficace de maintenir la desserte de l'unité mobile rapide 20 à l'aide de la station de base 23 se trouvant dans la cellule parapluie 1. La figure 5 représente les niveaux de signal reçus de la part de la cellule parapluie 1 de desserte et des microcellules voisines 2, 3, 4, lorsque l'unité mobile 30 plus lente, apparaissant sur la figure 2, se déplace entre les instants tO et tl. La partie "a" de la figure 5 représente le niveau de signal reçu de la part de la cellule de desserte 1, lequel est ordinairement maintenu constant par des instruc- tions d'ajustement de puissance. Les parties "b" et "d" de la figure 5 représentent les niveaux de signal reçus par l'unité mobile 30 en provenance des stations de base des microcellules 2 et 4 voisines. De la même façon, les taux de variation sont relativement petits. La partie "c" de la figure 5 représente le niveau de signal reçu de la microcellule voisine 3 lorsque l'unité mobile se déplace entre tO et tl. Puisque l'unité mobile 30 se déplace effectivement dans la microcellule 3, le niveau de signal reçu de la part de la station de base de la microcellule 3 augmente, mais pas à une vitesse relativement élevée, par comparaison avec la partie 'c' de la figure 4. Ainsi, la station de base 23 de la cellule parapluie 1 de desserte peut décider de transférer le service de l'unité mobile 30 à déplacement lent à la microcellule 3. La comparaison des parties "c" des figures 4 et 5 montre que le taux de variation du niveau de signal reçu pour le mobile 20 à déplacement rapide est plus élevé que celui du mobile 30 à déplacement lent. Par conséquent, selon le procédé de l'invention, on peut déterminer, en fonction du taux de variation lent du niveau de signal reçu d'un mobile à déplacement lent, d'opérer le transfert de la cellule parapluie à une microcellule. Des niveaux de signal reçus analogues seront notés dans le cas o une communication provient d'une microcellule. La majeure partie des unités mobiles d'un système microcellulaire sont des unités mobiles à déplacement lent et, par conséquent, celles-ci doivent être desservies par des microcellules. Un deuxième mode de réalisation de l'invention fait appel au taux de variation du niveau de commande de puissance au titre du paramètre utilisé pour la détermination. Comme pour les figures 4 et 5, le taux de variation des signaux de niveau de commande de puissance qui sont reçus par une unité mobile en provenance de stations de base de cellules voisines variera de façon plus importante dans une microcellule que l'unité mobile est en train de traverser, s'il s'agit d'une unité mobile se déplaçant rapidement. Ainsi, la décision d'effectuer le transfert peut être prise par la station de base de la cellule de desserte en fonction du taux de variation des signaux de commande de puissance qui sont reçus de la part des stations de base des cellules voisines par l'unité mobile. Alors que le procédé a été décrit comme étant mis en oeuvre dans la station de base de la cellule de desserte, il pourrait de fait être mis en oeuvre dans l'unité mobile pour autant que celle-ci ait été réalisée avec le niveau d'intelligence requis. Le procédé pourrait aussi être mis en oeuvre dans la station de base de la cellule voisine dans la mesure o l'information appropriée aurait été transmise à la station de base de la cellule voisine. Lorsque des systèmes cellulaires se déve- loppent, des procédés tels que celui de l'invention peuvent être choisis pour être mis en oeuvre dans des stations de commande de niveau plus élevé. En conclusion, l'invention propose un procédé destiné à un système de télécommunications microcellulaire, qui comporte des microcellules et des cellules parapluies, o des unités mobiles à déplacement lent utilisent les microcellules et des unités mobiles à déplacement rapide utilisent les cellules parapluies. En parti- culier, lorsqu'une unité mobile à déplacement rapide entre dans une microcellule, il faut que l'unité mobile reste desservie par le type courant de cellule, à savoir la cellule parapluie, de manière à minimiser le nombre des transferts nécessaires. Ainsi, il y a une réduction importante du nombre des transferts et une utilisation efficace de l'environnement microcellulaire. L'invention améliore la fiabilité des transferts et conduit à une diminution du nombre des communications perdues aisni qu'à une diminution du travail effectué par le réseau. Bien entendu, l'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 de déterminer le transfert d'une unité radio mobile (20, 30) dans un système de télécommunications cellulaire comportant une cellule de desserte (1) et une pluralité de cellules voisines (2 à 6), o la cellule de desserte et les cellules voisines comprennent au moins une cellule parapluie et une pluralité de microcellules, chaque cellule possédant une station de base respective, le procédé qui permet de déterminer si un transfert doit ou non être effectué de la cellule de desserte à une cellule voisine étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: mesurer le taux de variation d'un paramètre d'un signal entrant fourni au mobile de la part d'au moins une station de base (25) d'une cellule voisine; et déterminer le transfert en fonction du taux de variation mesuré. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les opérations suivantes: sélectionner une valeur maximale pour le taux de variation du paramètre du signal entrant; et effectuer le transfert à la cellule parapluie si le taux de variation du paramètre mesuré est plus grand que la valeur maximale et que la cellule de desserte est une microcellule. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les opérations suivantes: sélectionner une valeur maximale pour le taux de variation du paramètre du signal entrant; et effectuer le transfert à une microcellule si le taux de variation du paramètre mesuré est plus petit que la valeur maximale et que la cellule de desserte est la cellule parapluie. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le paramètre est un niveau de signal reçu. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le paramètre est un signal de commande de niveau de puissance.