Brevet FR2762459A1 — publié le 19981023

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR DETERMINER LA QUALITE DE TRANSMISSION D'UN CANAL RADIO L'invention concerne un procédé de test de la qualité de transmission d'un canal radio entre une station de base et une partie mobile dans un système cellulaire de radiotéléphonie à structures AMRT pour la transmission d'informations dans des créneaux temporels qui sont réunis en trame et qui ont chacun, outre un centre d'informations utiles, aussi des champs d'informations pour des données relatives aux canaux, des données o0 de test, etc., les grandeurs de champs de réception étant déterminées périodiquement. L'invention se rapporte aussi à un dispositif pour tester la qualité de transmission d'un canal radio entre une station de base et une partie mobile dans un système de radiocommunication cellulaire à structures AMRT pour la 1s transmission d'informations dans des créneaux temporels qui sont réunis en trame et qui ont chacun, outre un champ d'informations utiles, aussi des champs d'informations pour des données relatives aux canaux, des données de test, etc., et dans lequel au moins la partie mobile est réglée pour déterminer périodiquement les grandeurs de champ de réception. Lors de l'installation de systèmes de radiocommunication, notamment de systèmes de radiocommunication mobile et de systèmes de téléphone sans fils, on doit s'assurer qu'un abonné en un point géographique déterminé peut produire et maintenir une liaison radio impeccable avec la station de base. Il est connu que la qualité du canal radio entre une station de base et une partie mobile est influencée différemment par divers facteurs. Quelques uns de ces facteurs sont soumis à des fluctuations considérables dans le temps, comme par exemple les influences dues aux conditions climatiques, notamment la pluie et la neige, des véhicules qui passent ou le changement saisonnier de la feuillaison d'arbres et de buissons. Un procédé de ce genre est devenu connu par le DE 195 17 393 Cl de la demanderesse. Ce document auquel on se réfère expressément ici décrit un procédé et un dispositif pour tester des canaux radio d'un système de communication, des données de test qui sont produites de manière identique sur la station de base étant envoyées par la partie mobile à la station de base dans le canal B du système DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications), et le résultat de réception est comparé aux données de consigne. On obtient ainsi un taux d'erreur sur les données qui est utilisé conjointement avec les paramètres transmis dans le système DECT pour juger io de la qualité de transmission du canal radio. Même si le procédé connu permet un jugement très utilisable de la qualité de canal, cela suppose que des données de test déterminées sont transmises et que ces données doivent être connues aussi sur la station de base. Cela implique une durée de préparation déterminée pour la mesure et l'adaptation correspondante sur la station de base. Pour un jugement rapide de la qualité de canal, surtout dans le système DECT décrit ici en premier lieu, on n'a jusqu'ici mesuré et déterminé le plus souvent que la valeur moyenne des grandeurs de champs de réception et utilisé cette valeur comme critère de qualité pour le canal. Dans le système 2o DECT, cette valeur est désignée comme valeur RSSI (Radio Signal Strength Indicator) moyenne. La demanderesse s'est cependant aperçue que la valeur RSSI moyenne ne représente pas dans nombre de cas un moyen suffisant pour juger de la qualité de canal, mais que, bien au contraire, on doit prendre garde aussi à de rapides variations dans le temps du signal. Cela donne lieu à nouveau à des investigations longues et onéreuses concernant le comportement du canal en un lieu déterminé. L'invention vise donc un procédé et un dispositif qui permettent de déterminer très rapidement, mais surtout de manière optimisée dans le 3o temps, la qualité de canal lors de l'installation d'un système de radiocommunication et qui ne nécessitent pas d'adaptation à la station de base. En ce qui concerne le procédé, on y parvient par un procédé du genre mentionné au début du présent mémoire dans lequel on forme d'abord au moins le quatrième moment d'un nombre N de valeurs de mesure de grandeur de champ, à savoir M= - avec k 4 et on détermine ensuite comme mesure de ia qualité la différence entre la valeur de mesure de grandeur de champ moyenne et ce moment et on vérifie o ensuite si cette différence est inférieure à une valeur limite déterminée, et on détermine sur un laps de temps prescrit le nombre des trames fausses ou stipulées comme fausses par le système et, à partir de là, comme mesure de la qualité supplémentaire, le taux d'erreur de trame, dans le cas o la différence est inférieure à la valeur limite. X 5s D'autre part, on y parvient aussi par un procédé du genre mentionné au début du présent mémoire, dans lequel, suivant l'invention, on détermine d'abord sur un laps de temps prescrit le nombre de trames fausses ou stipulées comme fausses par le système, et à partir de là, comme mesure de la qualité, le taux d'erreur de trame et on vérifie ensuite si ce taux est supérieur à une valeur limite prescrite, et on forme au moins le quatrième moment d'un nombre N de valeurs de mesure de grandeur de champ, à savoir M= (xi -x avec k > 4, c et on détermine comme mesure de la qualité supplémentaire la différence entre la valeur de mesure de grandeur de champ moyenne et ce moment, dans le cas o le taux d'erreurs de trame est supérieur à la valeur limite. L'idée que le quatrième moment (ou un moment d'ordre plus élevé) o que le taux d'erreur de trame représente un critère adéquat pour juger de la qualité du canal est à la base du procédé suivant l'invention, l'une des deux grandeurs étant à déterminer et l'autre grandeur n'étant à déterminer que si le résultat obtenu fait apparaître un doute sur la qualité du canal. Il est de plus avantageux de déterminer la grandeur des champs de réception périodiquement comme la valeur de pointes de la grandeur des champs mesurée par une constante de temps prescrite sur au moins une trame AMRT. Suivant un perfectionnement particulièrement avantageux de l'invention, on détermine le quatrième moment. Le quatrième moment s'est avéré particulièrement significatif pour la détermination de la qualité du canal, mais on pourrait aussi déterminer un moment d'ordre plus élevé (par exemple le sixième ou le huitième). Un changement automatique du canal radio (handover) est prévu dans la plupart des systèmes de radiocommunication cellulaire. Dans un o système de radiocommunication de ce genre, il est avantageux de déterminer comme mesure de la qualité supplémentaire la fréquence de handover sur un laps de temps prescrit. Suivant un perfectionnement avantageux de l'invention, une optimisation dans le temps est possible en ne prenant en compte la fréquence de handover que si la différence est inférieure à une valeur limite et le taux d'erreur de trame supérieur à une valeur limite. Dans des systèmes de radiocommunication cellulaire de ce genre, tout comme dans le système DECT, lorsque la qualité d'un canal radio déterminé baisse du côté d'un poste mobile, on initie dans la station de base un changement (de fréquence) de canal, la station de base effectuant ou non alors réellement un handover à l'aide des informations qu'elle possède en fonction des canaux libres. Il s'est avéré avantageux de déterminer comme mesure de la qualité supplémentaire du canal radio le rapport du nombre des changements (de fréquence) de canal (handover) réalisés au nombre des changements (de fréquence) de canal (handover) initiés. Un perfectionnement avantageux de l'invention prévoit que l'on détermine la fréquence des handover initiée dans une station de base ainsi que la fréquence des Handover réellement effectuée ensuite et, comme mesure de la qualité supplémentaire, le rapport du nombre des handover réalisés au nombre des handover initiés. En ce qui concerne le dispositif, on y parvient par un dispositif du genre mentionné au début du présent mémoire, dans lequel il est associé à la partie mobile une unité d'exploitation à laquelle les valeurs de mesure de grandeur de champ sont envoyées en continu et qui est réglé pour calculer une valeur de mesure de grandeur de champ moyenne ainsi que le au moins quatrième moment des valeurs de mesure de grandeur de champ et pour former la différence entre la valeur de grandeur de champ moyenne et le moment dans lequel l'unité d'exploitation est réglée pour calculer un taux d'erreur de trames à partir du nombre des erreurs de trame qui lui sont envoyées. Suivant un perfectionnement avantageux du dispositif, il est envoyé à l'unité d'exploitation des signaux de la partie mobile concernant le nombre des handover initiés ainsi que le nombre des handover effectués et io l'unité d'exploitation est réglée pour calculer à partir de ces signaux la fréquence des handover. Suivant un perfectionnement avantageux du dispositif suivant l'invention, I'unité d'exploitation est réglée pour calculer le rapport du nombre des changements de fréquence effectués au nombre des changements de fréquence initiés. Pour la réalisation pratique des mesures, il est avantageux que l'unité d'exploitation soit intégrée en logiciel et en matériel au moins partiellement à la partie mobile. L'invention ainsi que des avantages supplémentaires est décrite plus en détails dans ce qui suit à l'aide de modes de réalisation qui sont décrits à titre d'exemple et qui sont représentés au dessin. Le dessin est un synoptique modulaire schématique d'un dispositif suivant l'invention, à titre d'exemple. L'invention est décrite maintenant, en se référant au dessin, à I'aide de sa réalisation dans un système DECT, les connaissances du spécialiste dans ce domaine étant supposées, et, à cet égard, on renvoie par exemple au DE 195 17 393 C1 déjà cité au début du présent mémoire ainsi qu'à la littérature qui est citée "Struktur des DECT-Standards", de U. Pilger, Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992), janvier, février, n 1, Berlin. Le dessin est un synoptique modulaire d'une partie MT mobile du commerce d'un système de radiocommunication cellulaire, en particulier un système DECT. Les constituants essentiels d'une partie mobile de ce genre sont une partie HF haute fréquence, ce que l'on appelle un Burst Mode Controller BMC ainsi qu'un processeur de signaux numériques (DSP) qui assure entre autres le codage, le décodage et la compression de la parole pour laquelle sont prévus un transducteur électroacoustique, un microphone MIC et un haut-parleur LS. La commande des éléments est assurée par un microcontrôleur MC qui est relié aux éléments par l'intermédiaire d'un bus BU et qui comporte vers l'extérieur une interface ST, par exemple pour un bus IIC par l'intermédiaire duquel des données peuvent être transmises dans les deux directions et par l'intermédiaire duquel éventuellement aussi le micro contrôleur MC peut être influencé. Comme dans la plupart des systèmes de radiocommunication cellulaire utilisés aujourd'hui, le système DECT utilise aussi une structure o AMRT dont la trame est subdivisée en 24 créneaux temporels, les 12 premiers créneaux temporels servant à la transmission d'une station de base qui n'est pas représentée ici vers la partie mobile et les 12 créneaux temporels supplémentaires servant à la transmission en sens opposé. Chaque créneau temporel de 480 bits de long est subdivisé en champs dont le plus long, le champ b comportant 320 + 4 bits, sert à la transmission d'informations proprement dite. D'autres champs servent à la transmission de données et à la transmission de données relatives au canal etc. Si l'on veut installer ce que l'on appelle un système radio- local-loup, on a besoin de procédés et de dispositifs qui y sont adaptés pour déterminer si un abonné peut produire par sa partie mobile une liaison radio impeccable dans toutes les circonstances apparaissant en pratique. Pour obtenir en aussi peu de temps que possible les critères adaptés à cela, on mesure maintenant périodiquement la grandeur de champ à l'emplacement de la partie mobile, ce qui est prévu d'ailleurs dans le système DECT. La partie mobile fournit des valeurs Xide mesure de grandeur de champ qui sont déterminées périodiquement comme la valeur de pointe de la grandeur de champ mesurée en ayant une constante de temps prescrite sur au moins une trame AMRT. Il est connu de faire la moyenne de ces valeurs, mais il s'est avéré qu'une valeur moyenne de ce genre, appelée aussi valeur RSSI (Radio-Signal-Strength-lndicator) ne constitue pas en soit une mesure convenable pour juger de la qualité d'un canal de transmission radio. L'invention part de l'idée que le quatrième moment, à savoir M= n 1 x1- x, est une mesure qui convient sensiblement mieux à cela. Mais, outre le quatrième moment, on peut utiliser aussi des moments d'ordre plus élevé, par exemple le sixième ou le huitième moment, ce qui donne de bons résultats. Il est certes connu de calculer la variance des valeurs RSSI, donc le deuxième moment, mais la demanderesse a trouvé que la valeur de la variance ne permet pas de juger particulièrement rapidement un canal, que ce soit en soi, seul ou en liaison avec d'autres grandeurs. On constate un parasitage de données transmises aussi par des tests CRC (Cyclic Redundance Check) réalisés en permanence, et, dans le système DECT, tout le bloc d'informations (de paroles) est "sollicité", c'est-à- io dire que tous les bits sont mis sur 1, pour un nombre déterminé d'erreurs CRC. Ce cas est désigné également comme erreur de trame, et le nombre des trames fausses ou sollicitées est mis à la disposition de la partie mobile et y est présent. Dans l'idée de l'invention, on détermine maintenant la différence entre la valeur i de mesure de grandeur de champ moyenne et le quatrième moment M4, c'est-à-dire D= i - M4, et on vérifie si cette différence D est inférieure à une valeur Do limite déterminée et prescrite. Dans le cas o cette différence est inférieure à la valeur Dolimite, on détermine de surcroît, sur un laps de temps prescrit, le nombre des trames fausses ou stipulées comme fausses par le système et, à partir de ce nombre, le taux rf d'erreurs de trame comme mesure supplémentaire de la qualité du canal. Une mesure de ce genre peut être réalisée très rapidement et fournit un jugement réaliste et au prédicat sûr de la qualité de canal. En revenant au dessin, on voit qu'il est prévu une unité AW d'exploitation qui comporte une interface IF qui est reliée au microcontrôleur MC de la partie MT mobile par l'intermédiaire du bus IIC. Des valeurs Xi de mesure de grandeur de champ moyenne présentes à l'interface IF sont soumises à un calcul de valeurs moyennes dans un formateur MWB de valeur moyenne et donne une valeur x moyenne, d'une part, et les valeurs Xi de mesure de grandeur de champ individuelles ainsi que la valeur i moyenne sont traitées dans un calculateur MOB de moment pour obtenir le quatrième moment ou un moment d'ordre plus élevé, d'autre part. La différence susmentionnée x - M est formée dans un soustracteur S et envoyée à une unité Aa d'exploitation/affichage dans laquelle s'effectue une comparaison à la valeur Do limite mentionnée dans un comparateur V1. Le résultat peut conduire à un affichage ou être traité ultérieurement. Le nombre des trames parasitées ou sollicitées est envoyé à un calculateur FR de taux d'erreur (Frameerrorrate- Calculateur) qui détermine un taux Rfd'erreur de trame et le compare à une valeur R0 limite du taux d'erreur de trame dans un deuxième comparateur V2. La sortie du deuxième comparateur V2 peut aussi conduire à un affichage ou être traitée ultérieurement. On a décrit ici que l'on détermine d'abord la différence D entre la valeur x de mesure de grandeur de champ moyenne et le quatrième moment M4 et qu'on la compare à une valeur Do limite, et on décide ensuite, suivant la sortie de cette comparaison, s'il est nécessaire ou avantageux de tenir compte de plus du taux Rf d'erreur de trame et de sa comparaison à une valeur Ro limite. Mais on peut aussi procéder inversement, c'est-à-dire que l'on détermine d'abord le taux Rf d'erreur de trame et on le compare à une valeur Ro limite. Si le taux Rf d'erreur de trame est inférieur à cette valeur limite qui peut bien entendu être fixée au cas par cas, on peut partir du fait que l'on a une qualité de canal suffisamment bonne, si bien qu'une investigation supplémentaire du canal n'est plus nécessaire. Mais si le taux Rf d'erreur de trame est supérieur à cette valeur limite, on peut effectuer comme mesure supplémentaire la détermination de la différence susmentionnée D = x - M4 et comparer cette différence à une valeur Do limite. Des systèmes de radiocommunication mobile et des systèmes sans fils prévoient habituellement un changement automatique du canal radio (au sens d'une autre fréquence, si le canal (de fréquence) déterminé est parasité, quelle qu'en soit la raison. Dans le système DECT, un changement de canal de ce genre, également appelé handover, s'effectue toujours par la station de base sur invitation d'une partie mobile. On doit en l'occurrence faire la différence entre des changements (de fréquence) de canal initié, d'une part, et des changements (de fréquence) de canal effectués ensuite réellement par la station de base, d'autre part. Suivant l'invention, en cas de besoin, on utilise aussi cette fréquence de handover comme mesure supplémentaire de la qualité pour juger du canal, la fréquence des changements de canal et de fréquence (handovers) réellement effectués étant désignée par Yd dans ce qui suit, en revanche, la désignation Ye étant utilisée pour la fréquence des handovers initiée. Suivant l'invention, on ne prend par conséquent éventuellement en compte comme mesure supplémentaire de la qualité la fréquence Yd de handover sur un laps de temps prédéterminé que si la différence D mentionnée plus haut est inférieure à la valeur Do limite et/ou le taux Rf d'erreur de trame est supérieur à une valeur r0 limite. On peut déterminer comme caractéristique supplémentaire significative de la qualité de canal, notamment en cas de doute, le rapport V du nombre des handovers effectué au nombre des handovers initiés, ces nombres étant bien entendu rapportés à un laps de temps déterminé, ils io représentent donc une fréquence. Il est visible au dessin que l'on calcule à partir du nombre des handovers initiés, qui y sont également présents sur l'interface IF, la fréquence Ye des changements de fréquence/canal initiés et qu'on les envoie ensuite à l'unité A/A d'exploitation/affichage. De même, on calcule dans une unité BD de calcul, à partir du nombre des changements de canal réellement effectués, la fréquence Yd des handovers effectués et on envoie cette fréquence à son tour à l'unité A/A d'exploitation/affichage. On calcule dans un diviseur DS de plus le rapport V = Yd/Ye et on l'envoie à l'unité A/A d'exploitation/affichage. Les valeurs Ye, Yd et V peuvent conduire à un affichage dans l'unité A/A d'exploitation/affichage ou, éventuellement, être traitées ultérieurement par les données de sortie des comparateurs V1 et V2, afin de permettre un affichage approprié de la qualité de canal. Le synoptique modulaire représenté au dessin cherche à illustrer en premier lieu le procédé suivant l'invention, car il est clair que ce procédé peut être réalisé essentiellement en logiciel. Par conséquent, une unité AW d'exploitation séparée physiquement de la partie MT mobile n'est pas nécessaire, bien au contraire, des parties de cette unité d'exploitation ou de toute l'unité AW d'exploitation peuvent être réalisées en matériel et/ou en logiciel dans la partie MT mobile. Jusqu'o cela est réalisé ou peut être effectué dépend de la construction associée et éventuellement de la capacité de calcul de la partie MT mobile et de son microcontrôleur MC. Un avantage particulier de l'invention est qu'un jugement réaliste et très rapide sur la qualité de canal est possible, sans que l'on ait besoin de quelque intervention que ce soit dans la station de base. Cette station ne doit donc pas non plus envoyer des données aléatoires dans le champ B, comme c'est le cas dans l'état de la technique. 2762459 REVENDICATIONS 1. Procédé pour tester la qualité de transmission d'un canal radio entre une station de base et une partie mobile dans un système de radiocommunication cellulaires à structure AMRT pour la transmission d'informations dans des créneaux temporels qui sont réunis en trame et qui ont chacun, outre un champ d'informations utiles, aussi des champs d'informations pour des données relatives au canal, des données de tests etc., la grandeur de champ de réception étant déterminée périodiquement, io caractérisé en ce que l'on forme d'abord au moins le quatrième moment d'un nombre n de valeur xi de mesure de grandeur de champ, à savoir Ml (, -û avec k>4 1 5 et en ce que l'on détermine ensuite comme mesure de la qualité la différence (D) entre la valeur (x) de mesure de grandeur de champ moyenne et ce moment (M) et on vérifie si cette différence est inférieure à une valeur (Do) déterminée, et en ce que l'on détermine sur un laps de temps prescrit le nombre des trames fausses ou stipulées comme fausses par le système et, à partir de là, le taux (rf) d'erreur de trame comme mesure supplémentaire de la qualité, dans le cas o la différence est inférieure à la valeur (Do) limite. 2. Procédé pour tester la qualité de transmission d'un canal radio entre une station de base et une partie mobile dans un système de radiocommunication cellulaire à structure AMRT, dans lequel on détermine périodiquement la grandeur de champ de réception, caractérisé en ce que l'on détermine d'abord, sur un laps de temps prescrit, le nombre des trames fausses ou stipulées comme fausses par le système et, à partir de là, le taux (rf) d'erreur de trame comme mesure de la qualité et on vérifie ensuite si ce taux est supérieur à une valeur (r0) prescrite, et en ce que l'on forme le au moins quatrième moment d'un nombre (n) de valeur (xi) de mesure de grandeur de champ obtenue, à savoir M=-V 1. (X avec k 4 et on détermine comme mesure supplémentaire de la qualité la différence entre a valeur ( x) de mesure de grandeur de champ moyenne et ce moment (M), dans le cas o le taux (rf) d'erreur de trame est supérieur à la valeur (r0) limite. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on détermine la grandeur de champ de réception périodiquement comme la valeur de pointe de la grandeur de champ mesurée sur au moins une trame 2o AMRT en ayant une constante de temps prescrite. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'on détermine le quatrième moment (k=4). 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4 dans un système de radiocommunication à changement automatique du canal radio, caractérisé en ce que l'on détermine comme mesure supplémentaire de la qualité la fréquence (Yd) de handover sur un laps de temps prédéterminé. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on ne tient compte de la fréquence (yd)de handover que si la différence (D) est inférieure à une valeur (Do) limite et si le taux (rf)d'erreur de trame est supérieur à une valeur (ro) limite. 7. procédé suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'on détermine la fréquence (y.) des handover initiés dans une station de base ainsi que la fréquence (Yd) des handover réellement effectués ensuite et, comme mesure supplémentaire de la qualité, le rapport (V) du nombre des handover effectués au nombre des handover initiés. 8. Dispositif pour tester la qualité de transmission d'un canal radio entre une station de base et une partie mobile dans un système de radiocommunication cellulaire à structure AMRT pour la transmission d'informations dans des créneaux temporels qui sont réunis en trame et qui ont chacun, outre un champ d'informations utiles, aussi des champs d'informations pour des données relatives au canal, des données de test, etc., et dans lequel au moins la partie mobile est réglée pour la détermination périodique de la grandeur de champ de réception, caractérisé en ce qu'il est associé à la partie (MT) mobile une unité AW d'exploitation à laquelle les valeurs (xi) de mesure de grandeur de champs sont envoyées en continu et qui est réglée pour le calcul d'une valeur ( x) de mesure de grandeur de champ ainsi que du au moins quatrième moment (M) des valeurs (xi) de mesure de grandeur de champ et pour former la différence (D) entre la valeur de mesure de grandeur de champ moyenne et le moment, et en ce que l'unité d'exploitation et réglée pour calculer un taux (rf) d'erreur de trame à partir du nombre des erreurs de trame qui lui sont envoyées. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est envoyé à l'unité (AW) d'exploitation des signaux de la partie (MT) mobile concernant le nombre des handover initiés ainsi que des handovers effectués et en ce que l'unité d'exploitation est réglée pour calculer la fréquence (Yd) de handover à partir de ces signaux. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'unité d'exploitation est réglée pour calculer le rapport (V) du nombre des changements de fréquence effectués au nombre des changements de fréquence initiés. 11. Dispositif suivant l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'unité (AW) d'exploitation est intégrée en logiciel et en matériel au moins partiellement à la partie (MT) mobile.