Brevet FR2745144A1 — publié le 19970822

Procédé d'établissement d'une liaison de transmission de données numériques à travers le réseau radiotéléphonique GSM et procédé de test de la qualité de la liaison. La présente invention concerne un procédé d'établissement d'un liaison de transmission de données numériques à travers le réseau radiotéléphonique GSM. Le réseau radiotéléphonique GSM d'un territoire est constitué d'une pluralité de stations radio réparties sur le territoire et reliées entre elles par des systèmes de commutation et le réseau téléphonique commuté RTC. Tout abonné se trouvant dans la zone de couverture radio d'une station peut établir une communication avec le réseau GSM et se déplacer sur le territoire. Un réseau radio de ce type présente un certain nombre de défauts: - possibilité d'absence locale de couverture radio, du fait du relief par exemple, - possibilité d'échec d'une tentative d'accès au réseau, dû à une saturation ou à un défaut de celui-ci, - possibilité de coupure impromptue de la communication, - qualité phonique parfois médiocre. Le problème que s'est posé le demandeur, et qui est à l'origine de l'invention, sans qu'il ne doive cependant limiter la portée de la présente demande, était de tester le bon fonctionnement du réseau GSM. Pour relever les défauts mentionnés ci-dessus, il était connu de lancer manuellement des appels d'un mobile vers un centre de surveillance et d'établir les pourcentages des divers défauts, en les reportant le cas échéant sur une carte topographique. Un tel procédé est lent et coûteux en maind'oeuvre. II était aussi connu d'effectuer, au moyen de deux automates, dont l'un à bord d'une voiture, les tests relatifs à l'établissement et au maintien de la communication. Cependant, la mesure de la qualité phonique ne pouvait être effectuée, par impossibilité de transmission par le réseau GSM d'une fréquence d'essai pure entre un modem émetteur et un modem récepteur. En effet, le réseau GSM est adapté pour transmettre des signaux vocaux après un traitement du signal qui en élimine les redondances, ce qui permet de réduire considérablement la bande-passante nécessaire. On ne transmet ainsi que les variations de fréquence du signal vocal, si bien qu'un signal phonique de test à une fréquence fixe n'est pas transmis. Or, le test nécessite une transmission de données numériques entre modems, å fréquences fixes, pour synchroniser parfaitement l'automate récepteur sur l'émetteur ; un signal analogique vocal enregistré ne permet pas cette synchronisation. Le demandeur a alors songé à moduler la fréquence de test, afin de créer des variations de signal qui soient transmises par le réseau. Cependant le réseau GSM ne transmet que les variations de fréquence dépassant un seuil bas AFb, en dessous duquel le signal est considéré comme étant stable, dest-g-dire exempt de variations. En outre, les variations de fréquence dépassant un seuil haut AFh ne présentent pas d'intérêt pour reconstituer le signal phonique en sortie du réseau et ne sont donc pas transmises. Or, il a été constaté que le seuil "haut" de variation de fréquence était inférieur au seuil "bas", si bien qu'il n'existait pas de fenêtre spectrale dans laquelle on puisse moduler une fréquence porteuse. En d'autres termes, un signal vocal présente des variations de fréquence permettant son passage à travers le réseau, mais ces mêmes variations interdisent sa reconnaissance précise pour synchroniser l'automate récepteur, alors qu'un signal de test, ayant la stabilité voulue pour la synchronisation, n'est pas transmis. C'est alors que le demandeur a aussi constaté que le réseau GSM ne présentait pas des caractéristiques de transmission immuables, les seuils haut et bas de variations de fréquence dépendant du niveau du signal. Le demandeur a alors pu déterminer un "tunnel" de transmission limité en bas et en haut par deux valeurs respectives de seuils de niveau de signal et limité en fréquences par deux seuils bas et haut, le seuil "haut" étant supérieur au seuil "bas". Ce tunnel offre la bande-passante nécessaire à une transmission de signaux modulés en fréquence ou en phase, permettant de transmettre les signaux de test. L'invention concerne donc tout d'abord un procédé de test de la qualité d'une liaison de transmission de données numériques du réseau GSM, dans lequel on établit une liaison de transmission de données numériques à travers le réseau radiotéléphonique GSM, entre un modem émetteur, à niveau ajustable, d'un émetteur-récepteur radio et un modem d'un équipement récepteur, procédé dans lequel:: - on établit une liaison radio entre les deux modems - on configure, le modem émetteur en mode appelé et le modem récepteur en mode appelant, - on commande l'émission d'une séquence prédéterminée de données de mise en service par le modem émetteur, - on compare les données reçues par le modem récepteur à la séquence de données et, - si les données reçues et la séquence de données présentent une corrélation inférieure à un seuil déterminé, on ajuste le niveau du signal émis pour atteindre le seuil de corrélation, puis - on émet une séquence prédéterminée de données de test et, - en sortie du modem récepteur, on compare les données reçues à la séquence prédéterminée de données de test, disponible localement, pour détecter les erreurs de transmission et en déterminer la qualité de transmission. On peut ainsi transmettre automatiquement des données numériques de test entre automates de test, sans intervention humaine, ce qui diminue le coût des tests et libère de toute contrainte à ce sujet le conducteur d'un véhicule transportant un automate mobile d'émission, tout en permettant un enchaînement rapide entre appels successifs. Le concept de l'invention ci-dessus est en fait, de façon générale, applicable à l'établissement de liaisons pour la transmission, à travers le réseau GSM, de tout type de données numériques. L'invention concerne donc aussi, à titre d'étape intermédiaire, un procédé d'établissement d'une liaison de transmission de données numériques à travers le réseau radiotéléphonique GSM, entre un modem émetteur, à niveau ajustable, d'un émetteur-récepteur radio et un modem d'un équipement récepteur, procédé dans lequel: - on établit une liaison radio entre les deux modems, - on configure le modem émetteur en mode appelé et le modem récepteur en mode appelant, - on commande l'émission d'une séquence prédéterminée de données de mise en service par le modem émetteur, - on compare les données reçues par le modem récepteur à la séquence de données et, - si les données reçues et la séquence de données présentent une corrélation inférieure à un seuil déterminé, on ajuste le niveau du signal émis pour atteindre le seuil de corrélation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une représentation schématique du réseau GSM; - la figure 2 est un schéma par blocs d'un automate mobile de test du réseau GSM; et - la figure 3 illustre le tunnel de transmission évoqué ciaessus. Le réseau GSM, représenté à l'intérieur du cadre en pointillés 1, comporte des stations radio 2 d'émission-réception réparties sur un territoire et assurant chacune la couverture radio d'une zone de territoire. Les stations 2 sont reliées par grappes à des concentrateurs 3 eux-mêmes reliés à une ossature centrale 4 de commutateurs. Un automate 10 de test du réseau GSM 1, appartenant à un centre de gestion et de surveillance, est relié aux commutateurs 4, à travers le réseau téléphonique commuté RTC 9 dans cet exemple. On comprendra que les liaisons purement internes au réseau GSM 1 entre les stations 2 et les commutateurs 4, peuvent en tout ou partie emprunter le RTC. Un automate radio mobile de test 20, à bord d'une voiture 19, est destiné à émettre des messages de test vers l'automate 10 à travers le réseau GSM 1. Comme le montre la figure 2, L'automate 20 comporte un ordinateur 25, ici un ordinateur personnel, relié à une interface radio d'émission-réception 21 par un modem 22, répondant ici à la norme CCITT V 21 (300 bits/s). Le niveau de sortie du signal radio émis par l'interface 21 peut être ajusté, ici par une entrée de commande 23 du niveau du modem 22. L'ordinateur 25 comporte une unité centrale 26, une mémoire de programme 27, et une mémoire 28 de séquence de données à émettre. L'ordinateur 25 commande, par une liaison 29, L'émission de l'interface 21. L'interface 21 assure de façon connue la transposition de fréquence entre la phonie, basse fréquence, et la porteuse du signal radio émis ou reçu. L'automate 10 présente une structure semblable à celle de l'automate 20. Le test de la qualité de transmission du réseau GSM 1 est conduit selon le procédé suivant. On établit une liaison radio entre les automates 10 et 20, par un appel, provenant de l'un quelconque d'entre eux, à travers le réseau GSM 1. On établit ensuite, sur cette liaison "physique", une liaison logique de transmission de données numériques entre les modems (22) des automates respectifs 10 et 20. Pour cela, on configure le modem émetteur 22 en mode appelé et le modem récepteur de l'automate 10 en mode appelant, pour un échange de données selon la norme CCITT V 21. On commande ensuite l'émission d'une séquence prédéterminée de données de mise en service de la liaison, ici celles de la mémoire 28, on compare les données reçues par le modem récepteur 10 à la séquence prédéterminée, disponible localement, et, si les données reçues et la séquence prédéterminée de données présentent une corrélation inférieure à un seuil déterminé, on ajuste le niveau du signal émis jusqu'à atteinte dudit seuil. Cette dernière information est transmise à l'automate 20, par exemple directement par le modem 10 après qu'il ait lui-même ajusté son niveau, ou par un opérateur, vocalement par exemple. Dans cet exemple, les données utiles (28), de test du réseau GSM 1, sont aussi celles servant à la mise en service de la liaison logique, c'est-à On comprendra que, pour un matériel 20 de série, ayant des caractéristiques de niveau d'émission connues, le réglage du niveau d'émission peut être effectué une fois pour toutes en usine ou, par l'utilisateur, lors de l'établissement d'une première liaison. La figure 3 illustre de façon très schématique la forme du tunnel de transmission et représente deux courbes 31, 32 de seuil de fréquence, respectivement bas et haut, déterminant la largeur de la plage de fréquences F transmises, en fonction de l'amplitude A du signal radio émis. On voit ainsi qu'il existe un tunnel de transmission de données entre deux valeurs Al et A2 d'amplitude, dans lequel peut s'effectuer une modulation de fréquence ou de phase d'une porteuse. Les essais ont en outre montré qu'il existe, dans la plage A1-A2, une plage de niveaux d'émission compatible avec tous types d'équipements (24) du réseau GSM, c'est-à-dire que l'on peut prérégler (23) tout modem 22 dans cette plage, sans risque de défaut excessif de transmission. Cette plage correspond sensiblement au niveau maximal de saturation, qu'il est recommandé de ne pas dépasser, + 10 %, c'est-à-dire que, de façon surprenante, le réseau GSM présente une aptitude à la transmission de données en dehors de sa plage d'amplitudes spécifiée. Le niveau correspondant du modem 22 dépend du gain de l'interface 21, qui peut varier d'un fabricant à l'autre. Le modem 22 et l'interface 21 doivent donc être considérés comme un seul ensemble fonctionnel pour ce qui est du réglage de niveau. Grâce à ce procédé, le modem 22 peut ainsi transmettre une porteuse à fréquence vocale et la modulation de fréquence etlou de phase de ceile-ci correspondant à la succession des bits à transmettre. Côté automate 10, il a été constaté, de façon homologue, qu'un niveau d'émission, sur le RTC, proche du niveau nominal de saturation de celuici était compatible avec tous les équipements ci-dessus. La plage de niveaux correspondante est de 5 volts crête à crête + 10 % sur 600 ohms et s'étend, elle aussi, en dehors de la plage spécifiée pour le RTC. Le modem de l'automate 10 n'a ici pour fonction émettrice que l'émission de signaux de service vers le modem 22. Dans cet exemple, la mémoire 28 comporte une séquence ne comprenant que les seuls caractères "U" et "blanc" correspondant aux mots de code ASCII de numéros 85 (10100101 en binaire) et 255 (1111 1111). L'alternance, avec une symétrie, de 0 et 1 du caractère "U" permet une détection et une séparation aisées entre octets, ainsi qu'un test de l'équirépartition des 0 et des 1. Le mot de code 1111 1111 permet de détecter très simplement tout défaut par la présence d'un 0. Pour déterminer la qualité de transmission du réseau GSM 1, L'automate récepteur 10 compare, au moyen de son unité centrale, les données reçues à la séquence contenue dans sa propre mémoire, identique à celle de la mémoire 28, pour détecter les erreurs de transmission et en déterminer la qualité de transmission. Cette dernière peut s'exprimer par le taux de bits erronés. Dans cet exemple, il est associé aux données de test des données de position topographique fournies par un récepteur GPS embarqué à bord de la voiture. REVENDICATIONS 1. Procédé d'établissement d'une liaison de transmission de données numériques à travers le réseau radiotéléphonique GSM, entre un modem émetteur (22), à niveau ajustable, d'un émetteur-récepteur radio (21) et un modem d'un équipement récepteur (10), procédé dans lequel: - on établit une liaison radio entre les deux modems, - on configure le modem émetteur (22) en mode appelé et le modem récepteur en mode appelant, - on commande l'émission d'une séquence prédéterminée de données de mise en service par le modem émetteur (22), - on compare les données reçues par le modem récepteur à la séquence de données et, - si les données reçues et la séquence de données présentent une corrélation inférieure à un seuil déterminé, on ajuste le niveau du signal émis pour atteindre le seuil de corrélation. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on fixe le niveau du signal du modem émetteur (22) dans une plage allant sensiblement de - 10 % à + 10 % du niveau maximal recommandé pour le réseau GSM. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel, le modem récepteur étant relié au réseau GSM à travers le réseau téléphonique commuté (9), on fixe son niveau d'émission dans une plage de 4,5 à 5,5 volts crête à crête. 4. Procédé de test de la qualité d'une liaison de transmission de données numériques du réseau GSM établie selon le procédé de la revendication 1, dans lequel - on émet une séquence prédéterminée de données de test et, - en sortie du modem récepteur (10), on compare les données reçues à la séquence prédéterminée de données de test, disponible localement, pour détecter les erreurs de transmission et en déterminer la qualité de transmission. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la séquence comporte un entête d'activation de la liaison. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel les données de la séquence sont choisies dans le groupe constitué par les caractères ASCII de référence 85 (U) et 255 (blanc). 7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel on associe aux données de test des données de position topographique du modem émetteur (22).