Brevet FR2743237A1 — publié le 19970704

SYSTEME DE RADIOCOMMUNICATIONS AVEC INTERFACE D'ACCES AU RÉSEAU DE TELECOMMUNICATIONS L'invention concerne un système de radio- communications comprenant une interface d'accès au réseau de télécommunications. L'invention s'applique aux systèmes de radio- communications tels que le système DECT (Digital Cordless Telephone System) ou GSM (Global System for Mobile Communication). Dans un système de radiocommunications des terminaux de télécommunications communiquent entre-eux par le réseau de télécommunications à travers des stations ou bornes d'accès. Les terminaux peuvent être soit des radio- téléphones (téléphones sans fils) c'est-à-dire des terminaux mobiles ou des terminaux de transmission numériques de données. Ces terminaux sont équipés d'un module émetteur-récepteur. Les stations fixes ou bornes d'accès au réseau sont équipées d'interfaces physiques et logiques pour gérer l'accès au réseau de plusieurs communications simultanées selon un protocole de communication défini. Dans le cas de systèmes de type DECT ou GSM le protocole de communication est géré par une interface radio de type AMRT c'est-à-dire à une interface utilisant l'Accès Multiple à Répartition dans le Temps connu également sous son abréviation anglaise TDMA (Time Division Multiple Access). Dans le cas du DECT cette interface permet de supporter des signaux numériques de parole ou de données haut-débit. Elle permet de passer ces signaux pendant des "tranches" de temps sous la forme de trames de 10 ms. L'interface comporte pour cela un module radio (DECT) capable de recevoir et d'émettre plusieurs communications simultanément, les informations relatives à ces communications étant supportées par des trames dites trames de plan usager de 10 ms. Chaque trame de 10 ms est divisée en intervalles radio (time slot en terminologie anglo- saxonne ou, canaux physiques). La première moitié de canaux est allouée aux transmissions allant dans un sens (mobile vers borne) et l'autre moitié, aux transmissions allant dans l'autre sens (borne vers mobile). L'interface radio DECT forme des trames de 10 ms pour 12 communications simultanées. Une trame comporte 24 intervalles radio dont les 12 premiers sont affectés aux transmissions dans un sens et les 12 autres aux transmissions dans l'autre sens. Un intervalle radio supporte deux champs d'informations relatifs à une communication dont un, le champ B, comporte un bloc de données de 320 bits et l'autre le champ A comporte des informations de gestion que l'interface radio transforme en primitives DECT pour la signalisation. L'interface comporte en outre un module d'accès réseau permettant de transmettre le bloc de données d'une communication i sur un support MIC formé de 40 trames. On parle de support MIC (modulation par impulsion et codage) mais aussi de support PCM qui correspond à l'abréviation anglaise "pulse communication modulation". Le module d'accès alloue un intervalle de temps Iti c'est à dire 8 bits, dans une trame PCM, au transport des blocs de données d'une communication i. Les données 3 2743237 du module DECT sont multiplexées dans le temps sur des trames MIC. Dans le cas o le module radio est un module GSM, les blocs de données utilisateur n'ont pas la même longueur. L'interface doit être modifiée pour pouvoir passer des blocs de données de longueur 80 bits par multiplexage temporel sur des trames PCM. Un bloc de données utilisateur de longueur 80 bits d'une communication i passera sur 10 trames PCM. Il est donc nécessaire d'avoir une interface adaptée à chaque système de radiocommunication. D'autre part le temps de transit d'une communication est relativement important. Il est de 40 trames PCM c'est à dire 40x125gs (= 5ms) dans le cas d'un module radio DECT. Il est de 14,5 trames PCM c'est à dire 14,5x125.s dans le cas d'un module radio GSM, le bloc de données étant de 116 bits. La présente invention permet de remédier à ces problèmes en proposant une interface logique indépendante du module de radiocommunication et du module réseau utilisé (ou support utilisé). La présente invention a pour but de fournir une interface logique entre un module radio et un module relié au réseau d'accès. Cette interface précise l'organisation logique des canaux PCM, la synchronisation entre les deux modules, ainsi que le transport du trafic et la signalisation sur cette interface. Elle indique en outre les commandes échangées entre les deux modules dans le cas de l'application au système DECT. La définition d'une telle interface inter-module permet d'interfacer n'importe quel module radio à n'importe quel type de réseau, qu'il s'agisse d'un réseau RNIS, ATM ou paquet. L'interface est indépendante de la répartition fonctionnelle entre les équipements radio et les équipements réseau. L'interface peut utiliser n'importe quel type de support physique pourvu que celui-ci supporte la réalisation d'une trame PCM. Le mode de réalisation de la synchronisation entre les modules permet d'accommoder n'importe quel type de duplexage (séparation de voies aller et retour) qu'il s'agisse de duplex temporel (exemple du DECT) ou fréquentiel (exemple du GSM). La méthode proposée de multiplexage du trafic utilisateur permet de diminuer les temps de transferts à l'interface dans le cas de systèmes AMRT. La présente invention a plus particulièrement pour objet un système de radiocommunications selon lequel des terminaux de communications communiquent à travers le réseau par l'intermédiaire de stations comprenant un module radio apte à recevoir et à émettre plusieurs communications simultanées sur une trame de durée donnée formée de canaux pour les données relatives à ces communications, un module d'accès au réseau pour passer ces communications sur un support MIC c'est à dire sur des trames constituées d'un nombre prédéterminé d'intervalles de temps, caractérisé en ce que chaque station est équipée en outre d'une interface logique entre module radio et module d'accès apte à transmettre les données relatives à une communication d'un canal i du module radio sur plusieurs intervalles de temps successifs d'au moins une trame du support MIC. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'interface logique est apte à transmettre les données d'une communication supportées par un canal i sur deux trames MIC successives. Selon une autre caractéristique l'interface logique forme des supertrames de durée correspondant à la longueur de la trame formée par le module radio. Selon une autre caractéristique la supertrame comporte M trames MIC dont la première TO comporte une information de synchronisation de supertrame, et dont les suivantes comportent une information de synchronisation de trames. L'interface permet de transférer des informations de signalisation entre les deux modules à partir d'un canal de signalisation formé par un intervalle de temps donné de chaque trame MIC de la supertrame. L'interface permet de transférer des signaux de commande entre les deux modules et cela à partir d'un canal de commande formé par un autre intervalle de temps donné de chaque trame MIC de la supertrame. Avantageusement, les informations de signalisation sont segmentées en message comportant le numéro du canal de données, l'information de signalisation proprement dite et un code correcteur d'erreur. L'information de signalisation est constituée de primitives DECT de la couche MAC à la couche DLC. Avantageusement, les informations de commande sont segmentées en messages comportant le type de commande, des paramètres relatifs au mobile et un code correcteur d'erreur. Le canal de commmande offre un débit à 64 kbits/s. Chaque trame de plan usager comporte des données relatives à un canal i et un champ optionnel de n bits. Dans le cas o n = 32 bits et o les données ont une longueur de 320 bits, la transmission de chaque trame plan usager utilise 22 IT dans deux trames MIC consécutives. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui est faite à titre indicatif et nullement limitatif en regard des dessins sur lesquels: - la figure 1, représente un schéma général d'un système de radio communications, - la figure 2, représente un schéma fonctionnel de principe d'un système selon l'invention, - la figure 3A, illustre le contenu de l'ITO de la première trame de la supertrame, - la figure 3B, illustre le contenu de l'ITO, - la figure 3C, représente le format de la trame de plan usager d'un module DECT, - la figure 3D, représente le format d'un canal de signalisation selon l'invention, - la figure 3E, représente le format d'un canal de commande selon l'invention, - la figure 4, représente le support d'information des données assemblées d'une communication i d'une trame de plan usager, selon l'invention. On entend par système de radiocommunications un ensemble de terminaux 100, 200, équipés d'émetteurs- récepteurs radio aptes à communiquer entre-eux à travers un réseau de télécommunications, tel que le réseau RNIS ou que le réseau ATM. L'accès au réseau se fait par des bornes d'accès 300 équipées également d'émetteurs-récepteurs radio. Les terminaux sont soit des radio-téléphones 100 soit des terminaux de données 200. Ils sont équipés d'interfaces radio de type AMRT, c'est-àdire utilisant des accès multiples à répartition dans le temps. Ces interfaces sont également connues sous l'abréviation DTMA (Time Division Multiple Access). Ces interfaces sont celles qui sont utilisées dans des systèmes tels que le système DECT (Digital European Cordless Telephon System) ou GSM (Global System for Mobile Communication) ou DCS-1800. Les terminaux peuvent également être équipés d'interfaces utilisant l'Accès multiple à répartition en fréquence telles que l'AMRF(CT-2) ou l'AMRC. L'invention s'applique également à des systèmes de radiocommunication qui utilisent ces interfaces. Les bornes d'accès aux réseau transmettent les communications sur un support PCM (Pulse Code Modulation) également connu sous l'abréviation MIC (Modulation par Impulsion et Codage), ces termes étant dans la suite utilisés indifféremment. On rappelle qu'une trame PCM est formée de 32 intervalles de temps (ou IT) de 8 bits chacun et que la durée de la trame PCM est de 125 gs. Dans le cas du RNIS, l'IT 16 est réservé à la signalisation et l'ITO à la synchronisation. L'invention va être détaillée dans ce qui suit. Le schéma de la figure 2 illustre le principe de l'invention. Un radio-téléphone 100 est équipé d'une ressource 110 électronique et logicielle de type connue permettant d'implanter les différentes couches du protocole de communication défini par la norme radio DECT que l'on prend comme exemple. On rappelle ici que ce protocole définit 4 couches, une couche physique (Physical Layer PHL) une couche intermédiaire d'accès (Medium Access Layer), une couche de commande 8 2743237 (Data Link Control Layer), une couche réseau (Network Layer). Une borne 300 est équipée également d'une ressource 310 électronique et logicielle permettant d'implanter les différentes couches de ce même protocole. La partie ressource électronique permettant d'implanter ce protocole est de type connue. La partie ressource logicielle comporte une interface 340 entre le module radio 320 et le module d'accès 330. Cette interface définit, comme cela a été dit, l'organisation logique des canaux PCM, la synchronisation entre les deux modules ainsi que le transport du trafic et la signalisation sur cette interface. Elle indique aussi les commandes échangées entre les deux modules. L'interface définit également au niveau physique les signaux échangés entre module radio et module d'accès, à savoir: Nom du signal Source Description Horloge Module radio Horloge de l'interffae de fréquence 2,048 MHz DataE Module radio Données du module radio au module d'accès réseau DataR Module d'accès Données du module d'accès réseau au module radio FrameE Module radio Signal de trame PCM. Actif(l) pendant l'IT O FrameR Module d'accès Signal de trame PCM. Actif(l) pendant l'IT 0 On a représenté, sur cette figure 2, à titre tout à fait d'exemple, une implantation particulière du protocole. En effet selon l'exemple représenté sur cette figure, on prévoit une entité centralisée de traitement 500 (de type serveur) dans laquelle serait implantées les couches hautes du protocole (couches DLC et NWL). Seules les couches basses seraient distribuées dans les bornes. Chaque borne serait alors reliée à cette entité centralisée 500. Cette particularité ne change en rien le principe de l'invention. L'interface logique d'accès au réseau 340 permet de transmettre les données relatives à une communication d'un canal i du module radio sur plusieurs intervalles de temps successifs d'au moins une trame MIC du module d'accès 330. Avantageusement l'interface permet de transmettre les données relatives à une communication d'un canal i sur deux trames successives 2i et 2i+1. Selon la norme DECT les données relatives à une communication sont assemblées en un champ B DECT de 320 bits. Ce champ transporte donc les informations relatives à une communication. En outre, un champ optionnel de n bits pour transporter des informations relatives à cette communication est prévu. Cet ensemble forme une trame de plan usager. Une telle trame est représentée à la figure 3. Ainsi les trames de plan usager (canal de données i) sont transmises sur deux trames MIC successives. Le canal de donnée 0 sera véhiculé sur la trame de plan usager correspondant aux trames 0 et 1. La transmission de chaque trame plan usager dans le cas o les données du canal i ont une longueur de 320 bits et dans le cas o le champ optionnel est de 32 bits, utilisera 22 IT dans deux trames MIC consécutives. Par ailleurs, selon l'invention on prévoit un canal de signalisation pour transporter les primitives DECT (entre la couche MAC et la couche DLC). Ce canal est formé par un intervalle de temps donné ITs de chaque trame MIC. Il permet de transporter en transparent des informations entre couches MAC et DLC. Avantageusement, l'intervalle de temps choisi sera l'IT24 (dans le cas o n = 32 bits par exemple). Cette information est segmentée. Elle sera avantageusement protégée par un mécanisme de contrôle et de correction d'erreur de type proposé par le protocole HDLC (High-Level Data Link Control). La structure des messages relatifs à ces informations est représentée sur la figure 4. Ces messages sont formé d'un premier mot correspondant au numéro du canal de données c'est-à-dire encore au numéro de la communication. Le deuxième mot est réservé à l'information de signalisation proprement dite c'est-à-dire aux primitives MAC. Un troisième mot est réservé au code correcteur d'erreur. Ces messages seront transmis dans des trames de niveau 2 c'est-à-dire par exemple avec une transmission de type HDLC. Il y a retransmission en cas d'erreur. On prévoit également, conformément à l'invention un canal de commande pour le passage de commandes entre le module radio et le module d'accès au réseau. Ce canal est formé par un intervalle de temps donné ITcd de chaque trame MIC. A titre d'exemple on utilisera l'IT28 dans le cas o n = 32 bits. On dispose ainsi d'un canal à 64 kbit/s pour transporter les informations de commande. Ces informations sont segmentées en messages. Chaque message est lui-même dans une trame de niveau 2 telle que définie par exemple par le protocole HDLC. La structure d'un message est représentée sur la figure 5. Ce message est formé d'un premier mot définissant le type de commande, typiquement il sera utilisé pour définir quels sont les intervalles de temps réservés à une communication i. Le deuxième mot indique la liste des paramètres relatifs à la communication. Il permet de définir par exemple l'identité du mobile et le numéro de la communication 2i, 2i + 1. Le troisième mot correspond au code correcteur d'erreur HDLC CRC 16. L'interface 340 forme des supertrames de durée égale à la durée des trames du module radio autrement dit selon cet exemple, cette durée correspond à la durée d'une trame AMRT soit 10 ms. La première trame de cette supertrame est identifiée par un octet spécifique dans l'ITO. La figure 6 illustre l'octet servant à la synchronisation de supertrame qui est placé dans l'ITO de la première trame. La figure 7 illustre l'ITO des trames 1 à 79 de la supertrame. Comme cela ressort de cette description la supertrame ainsi constituée supporte trois types d'informations échangées entre le module radio et le module d'accès au réseau. Il s'agit de canaux de données, d'un canal de signalisation et d'un canal de commande. Avantageusement, jusqu'à 12 canaux bi- directionnels numérotés 0 à 11 peuvent être échangés sur cette interface. Ces canaux peuvent être utilisés pour transporter de la voix ou tout autre type d'information. L'interface objet de l'invention permet d'optimiser les délais de transmission à l'interface, comparé par exemple à une solution qui entrelacerait entre elles les différentes communications radio. Le débit offert au module radio permet d'éviter que cette interface ne constitue un goulot d'étranglement à la jonction avec le réseau. L'interface objet de l'invention est indépendante tant du module radio que du module réseau. Cela signifie qu'il est possible d'utiliser différents modules réseau pour la même interface radio et réciproquement. La répartition fonctionnelle entre les entités radio et réseau peut être sans aucune incidence sur l'interface ce qui procure une grande souplesse dans les utilisations. En outre, la présence d'un champ optionnel accompagnant l'information usager permet de prévoir de nombreuses extensions tout en gardant la même interface. 13 =2743237 REVENDICATIONS 1. Système de radiocommunications selon lequel des terminaux de communications communiquent à travers le réseau par l'intermédiaire de stations comprenant un module radio apte à recevoir et à émettre plusieurs communications simultanées sur une trame de durée donnée formée de canaux pour les données relatives à ces communications, un module d'accès au réseau pour passer ces communications sur un support MIC, c'est-à-dire sur des trames constituées d'un nombre prédéterminé d'intervalles de temps, caractérisé en ce que chaque station est équipée en outre d'une interface logique (340) entre module radio (320) et module d'accès (330) apte à transmettre les données relatives à une communication d'un canal i du module radio sur plusieurs intervalles de temps successifs d'au moins une trame du support MIC. 2. Système de radio communication selon la revendication 1, en ce que l'interface logique est apte à transmettre les données d'une communication supportée par un canal i sur deux trames MIC successives. 3. Système de radio communication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'interface (340) forme des supertrames de durée correspondant à la durée de la trame formée par le module radio. 4. Système de radio communication selon l'une quelconque des revendications précédentes, en ce que la supertrame comporte M trames MIC de 125 gs, dont la première TO comporte une information de synchronisation de supertrame, et dont les suivantes comportent une information de synchronisation de trames. 5. Système de radiocommunication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interface permet de transférer des informations de signalisation entre les deux modules sur un intervalle de temps (ITs) donné de chaque trame de la supertrame. 6. Système de radiocommunication, selon la revendication 5, caractérisé en ce que les informations de signalisation sont segmentées en message comportant le numéro du canal de données, l'information de signalisation proprement dite et un code correcteur d'erreur. 7. Système de radiocommunication, selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'information de signalisation est constituée de primitives DECT de la couche MAC à la couche DLC. 8. Système de radiocommunication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interface permet de transférer des informations de commande entre les deux modules sur un intervalle de temps donné (ITcd) de chaque trame de la supertrame. 9. Système de radiocommunication selon la revendication 8, caractérisé en ce que les informations de commande sont segmentées en messages comportant le type de commande, des paramètres relatifs au mobile et un code correcteur d'erreur. 10. Système de radiocommunication selon la revendication 8, caractérisé en ce que le canal de commande offre un débit à 64 kbits/s. 11. Système de radiocommunication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque trame de plan usager comporte des données relatives à un canal i et un champ optionnel de n bits. 12. Système de radiocommunication selon la revendication 11, caractérisé en ce que dans le cas o n = 32 bits et o les données ont une longueur de 320 bits, la transmission de chaque trame plan usager utilise 22 IT dans deux trames MIC consécutives.