Brevet FR2767617A1 — publié le 19990226

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de com- mutation semi-douce utilisant des fréquences communes multi- ples, dans lequel une station de base utilise un canal de5 fréquences multiples, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: * désigner des fréquences comme fréquences communes; * gérer le trafic, par la station de base, à l'intérieur des fréquences communes; * recevoir, par la station de base, un message de demande de commutation; * déterminer une fréquence commune ayant la charge la plus faible; * effectuer une commutation dure interfréquence intercellule sur la fréquence commune de charge la plus faible; et * effectuer une commutation douce sur la cellule de destina- tion en utilisant la fréquence commune de charge la plus faible. Plus particulièrement, l'invention concerne un système et un procédé d'exécution d'affectations interfré- quences intercellules par des commutations semi-douces, dans des systèmes de communications mobiles utilisant un Accès Multiple à Répartition en Code (AMRC). DESCRIPTION DE LA TECHNOLOGIE CONCERNEE Un Service de Communications Personnelles (SCP) et/ou un système cellulaire AMRC comprennent typiquement un Sous-Système d'EmetteurRécepteur de station de Base (SEB), un Contrôleur de Station de Base (CSB), un Système Gestion- naire de Station de Base qui gère le fonctionnement de beau- coup de CSB, un système de Commutation, et un Système d'Enregistrement de Positionnement. Chaque sous-système d'émetteur-récepteur de station de base gère habituellement une seule cellule. Lorsqu'un téléphone sans fil (station ou unité mobile) se déplace vers différentes zones, les difficultés de transmission de communication doivent être minimisées et, lorsque la station mobile est inoccupée, cette station mobile doit régulièrement se réaccorder suivant divers paramètres. Lorsqu'un appel est en cours, la station mobile, la station de base et la station de commutation gèrent la communication entre la station mobile et la station de base pour maintenir une efficacité acceptable de la liaison radio.5 Dans un système AMRC et AMRC à large bande, une station mobile peut simultanément recevoir des signaux de plus de deux stations de base. Par suite, le système AMRC et AMRC à large bande peut traiter une commutation d'une station de base vers une autre station de base ou d'une zone d'an-10 tenne vers une autre zone d'antenne, à l'intérieur d'une même station de base. Comme pour le système cellulaire AMRC et le sys- tème SCP, diverses formes de commutations sont offertes pour garantir la persistance d'un appel. Ces diverses formes de commutations peuvent avoir des différences d'efficacité par rapport à leur fiabilité, concernant la persistance d'un ap- pel et la charge du système, qui résultent du procédé de com- mutation et du contenu de l'appel. Comme cela est bien connu des spécialistes, le procédé de commutation est classé principalement en commuta- tions douces et commutations dures. Les commutations douces sont classées en commutations douces intercellules, commuta- tions douces inter-CSB, et commutations douces intersecteurs. En particulier, la commutation intersecteur est souvent appe- lée commutation plus douce. Les commutations dures sont clas- sées en commutations dures inter-CSM (centre de commutation de station mobile), commutations dures d'affectation inter- fréquence, et commutations dures de décalage intertrame. De plus, il existe dans le réseau AMRC une commu- tation interfréquence intercellule qu'on utilise lorsque le numéro de canal de fréquence utilisable ne correspond pas aux cellules adjacentes. En ce qui concerne ce type de système, la commutation interfréquence intercellule est classée par catégories en une commutation dure interfréquence intercel- lule qui utilise un générateur pilote, et une commutation se- mi-douce qui utilise une fréquence commune. Bien que la commutation dure interfréquence in- tercellule qui utilise le générateur pilote nécessite une commutation intercellule, il existe également un procédé de transfert direct sur une autre fréquence à l'intérieur d'une cellule de destination dans le cas o la fréquence effectuant le présent appel ne peut recevoir le service à l'intérieur de la cellule de destination vers laquelle on doit se déplacer. Pour du matériel supplémentaire, comme par exemple le généra- teur pilote, ou autres, qu'on doit monter dans le système, il faut prévoir la place nécessaire à l'intérieur du système, avec le ou les interfaces nécessaires de puissance et de si- gnal/puissance ou autres. De plus, pour un générateur pilote, on a besoin d'une carte de canal, d'une carte d'interface de secteur, d'un module d'émetteur-récepteur et d'un amplifica- teur à grande puissance etc. Si le générateur pilote était miniaturisé pour être utilisé dans un équipement extérieur, il deviendrait beaucoup plus difficile de fournir une inter- face entre le générateur pilote extérieur et l'interface in- tercellule du système. Dans ce cas, pour combiner la sortie finale du générateur pilote avec la sortie du système, il faut des modules supplémentaires comme par exemple des cou- pleurs de puissance radiofréquence (RF), ou autres. Comme ces modules supplémentaires augmentent le coût d'ensemble du sys- tème, il faut reconcevoir le système en considérant ces chan- gements. Pour compenser la perte de puissance supplémentaire, il faut également augmenter le niveau de sortie du système. Des limitations de performances et de développement d'un sys- tème mobile miniaturisé sont occasionnées par ces problèmes. La commutation semi-douce qui utilise une fré- quence commune traite la commutation par des moyens de logi- ciel. Elle utilise un canal primaire avec la fréquence commune lorsque l'affectation de fréquence intercellule adja- cente est différente. Cependant, à l'inverse de la commuta- tion dure interfréquence intercellule qui utilise le générateur pilote pour vérifier la présence d'une station de base adjacente, le procédé de commutation semi-douce déter- mine le point de commutation en se basant uniquement sur l'affaiblissent de puissance du signal pilote de la présente cellule. Ainsi, comme le procédé de commutation ne nécessite pas de matériel supplémentaire, ce procédé est avantageux en ce qui concerne le prix du système, l'utilisation de la place disponible et la facilité de réparations d'entretien. Dans un procédé de commutation semi-douce, comme la commutation dure interfréquence à l'intérieur de la cel- lule se fait vers la fréquence commune, le paramètre décisif nécessaire pour la commutation est la quantité de charge de la fréquence commune. Si la quantité de charge de la fré- quence commune est excessive, on ne peut traiter de demandes supplémentaires pour des commutations dures interfréquences à l'intérieur de la cellule. De plus, on ne peut traiter l'af- fectation d'un nouvel appel à la fréquence commune, et une commutation douce provenant de la station de base adjacente. Par suite, on peut savoir si la fréquence commune doit être surchargée en comparant la charge d'appel de commutation dure apparaissant à l'intérieur de la cellule, avec la quantité de fonction de traitement de fréquence commune pour l'ensemble du système de traitement d'appel. Ainsi, il existe un besoin d'un procédé de commu- tation amélioré qui utilise des fréquences communes multiples pour prendre en compte les problèmes apparaissant du fait d'une surcharge de fréquence commune. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a été conçue pour résoudre les problèmes du procédé de commutation semi-douce. Le but de l'invention est de fournir un procédé de commutation semi- douce qui utilise des fréquences communes multiples. A cet effet, selon l'invention, on crée un procé- dé de commutation semi-douce utilisant des fréquences commu- nes multiples. Une station de base utilise un canal de fréquences multiples. Lorsqu'une station mobile se déplace entre cellules et lorsque le service à la fréquence qui traite un secteur actuel à l'intérieur d'une cellule de des- tination vers laquelle on doit se déplacer, n'est pas offert, pour garantir la persistance de l'appel, la station de base examine les conditions d'affectation de fréquence de toutes les cellules adjacentes et détecte les fréquences que toutes les cellules ont en commun, puis désigne les fréquences dé- tectées comme la fréquence commune de toutes les cellules. Le trafic est géré à l'intérieur de la fréquence commune. Lors- qu'un message de demande de commutation est reçu à une sta- tion de base, cette station de base détecte une fréquence commune ayant la charge minimum parmi les fréquences commu- nes. La station de base effectue une commutation dure inter- fréquence intercellule, sur la fréquence commune ayant la charge minimum, et une commutation douce intercellule sur la cellule de destination en utilisant la fréquence commune. Une commutation dure interfréquence intercellule est effectuée sur une fréquence commune correspondante. Une commutation douce est effectuée sur la cellule de destination en utili- sant la fréquence commune déterminée par l'examen de la charge minimum. Dans la présente invention, il est préférable que chaque station de base effectue individuellement des commuta- tions interfréquence intercellule en utilisant des fréquences communes multiples, et que la commutation interfréquence in- tercellule soit déterminée sur la base de la puissance du si- gnal pilote recevant le présent service lorsque la commutation dure est effectuée. Il est également préférable que le nombre des fréquences communes soit réglé à la valeur minimum parmi les fréquences affectées à chaque cellule. Lorsqu'une fréquence commune est surchargée, on fait passer les appels de la fréquence commune surchargée sur une autre fréquence par une commutation dure forcée. Il est outre pré- férable que la station de base désigne un canal de recherche d'une station mobile inoccupée à l'intérieur de la fréquence commune, comme une fréquence non commune, de manière à éviter qu'un nouveau trafic soit affecté à la fréquence commune. 3( Lorsque la station mobile inoccupée tente de former un canal de trafic, la station de base affecte le trafic pour la sta- tion mobile à un canal de trafic se trouvant dans la fré- quence non commune. La station de base gère la charge du trafic pour chaque fréquence commune de manière à obtenir l'uniformité du trafic. Par suite, la station de base affecte le trafic, provenant de nouveaux appels, à une fréquence com- mune ayant la charge de trafic la plus faible. Une fonction est prévue pour établir un appel en affectant le canal de trafic à une fréquence différente, et non pas à la plage de fréquences de la station mobile correspondante, lorsqu'on établit un nouvel appel. On règle le secteur à une autre fré- quence en désignant une description de fréquence AMRC à une fréquence applicable qui se trouve parmi les descriptions des messages affectés au canal AMRC de recherche. Dans un mode de réalisation préférentiel du pro- cédé de commutation semi-douce, selon la présente invention, dans le cas o une station de base utilise un canal de fré- quences multiples, o une station mobile se déplace entre cellules, et o le service a une fréquence qui traite le pré- sent appel à l'intérieur de la cellule de destination vers laquelle on doit se déplacer, n'est pas offert, pour garantir la persistance de l'appel, la station de base examine les conditions d'affectation de fréquence de tous les canaux ad- jacents, et détecte les fréquences que toutes les cellules ont en commun, puis désigne les fréquences détectées comme fréquence commune de toutes les cellules. De plus, la station de base gère le trafic à l'intérieur des fréquences communes multiples. Après réception d'un message de demande de commu- tation, la station de base détecte une fréquence commune ayant la charge minimum parmi les fréquences communes. La station de base effectue une commutation dure interfréquence intercellule sur la fréquence commune ayant la charge la plus faible, et une commutation douce intercellule sur la cellule de destination, en utilisant la fréquence commune. Ensuite, la station de base effectue une commutation dure interfré- quence intercellule sur la fréquence commune correspondante, et une commutation douce sur la cellule de destination, en utilisant la fréquence commune. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 illustre une commutation douce in- tercellule; - la figure 2 est une illustration schématique d'une commutation dure interfréquence; et - la figure 3 est un ordinogramme représentant les étapes d'un procédé et d'un système de commutation inter- fréquence intercellule selon la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERENTIELS On décrit un procédé et un système de commutation semi-douce utilisant des fréquences communes multiples. L'in- vention effectue des commutations dures interfréquences à l'intérieur d'une cellule pour commutations interfréquences intercellules. Suivant un aspect important de l'invention, on utilise des fréquences communes multiples pour réduire la surcharge de la fréquence commune. A la différence de l'art antérieur qui n'utilisait qu'un seul canal initial FAl comme fréquence commune, l'invention règle des conditions d'affec- tation de fréquence de cellules multiples et utilise comme fréquence commune, dans chaque cellule, la fréquence ayant le nombre d'affectations de fréquence le plus faible. La figure 1 représente une station mobile 10 se déplaçant entre une cellule # 1 et une cellule # 2 (cellule de destination). Chaque cellule est entretenue par une sta- tion de base 12 et 14. Lorsque la station mobile 10 atteint la cellule de destination, il se produit une commutation et le service est assuré par la cellule # 2 au lieu de la cel- lule # 1. En se référant à la figure 2, chaque cellule fonctionne à une fréquence commune. Selon la présente inven- tion, des fréquences communes multiples (sur les canaux FA) sont fournies de façon que la commutation soit effectuée plus efficacement et que la surcharge d'un canal de fréquence don- née soit moins probable. En se référant à la figure 3, un procédé de com- mutation semi-douce utilisant des fréquences communes multi- ples, comprend une étape 1 pour détecter des fréquences multiples que toutes les cellules ont en commun, et désigne les fréquences multiples détectées comme la fréquence commune de toutes les cellules. L'étape 2 gère le trafic à l'inté- rieur de cette fréquence commune. L'étape 3 reçoit le message de demande de commutation de la station mobile. L'étape 4 examine les conditions d'affectation de fréquence de toutes les cellules adjacentes, et détermine la fréquence commune ayant la charge minimum. L'étape 5 effectue une commutation dure interfréquence intercellule sur la fréquence commune dé- terminée, et l'étape 6 effectue une commutation douce sur la cellule de destination, en utilisant la fréquence commune utilisée à l'étape 4. Il est préférable, en ce qui concerne la charge de trafic, de maintenir la charge de trafic des fréquences communes à l'intérieur de la cellule dans laquelle la commu- tation se produit. La présente invention sélectionne la va- leur du numéro d'affectation de fréquence le plus faible comme numéro de la fréquence commune, en se référant aux con- ditions d'affectation de fréquence de sa propre cellule et de la cellule adjacente. En se référant de nouveau à la figure 2, dans un exemple illustratif de la présente invention, si la cellule # 2 ayant 3FAs obtient les numéros d'affectation de fréquence les plus faibles parmi les cellules adjacentes, FA1-FA3 peu- vent alors être désignées comme les fréquences communes. On vérifie la différence d'affectation de fréquence entre cellu- les adjacentes pour s'assurer qu'il n'y a pas plus de 2 af- fectations de fréquence utilisées simultanément. Par exemple, lorsque n numéros de fréquences sont affectés à une cellule, et n+l numéros de fréquences sont affectés à une autre cel- lule, la fréquence commune peut traiter une charge de n/(n+l) au maximum. Ici, le canal de recherche est l'un des canaux AMRC supérieurs qu'on ajoute pour traiter d'autres commandes pendant qu'une station mobile est en marche ou inoccupée. Pour maintenir l'uniformité de la charge de tra- fic des fréquences communes multiples, il faut gérer la charge de trafic de chaque canal de fréquence pendant qu'on effectue une commutation dure du nouvel appel sur la fré- quence de la charge la plus faible. De plus, pour éviter qu'un nouveau trafic soit affecté à la fréquence commune, la station de base réaffecte le nouveau trafic de la station mo- bile inoccupée sur une fréquence non commune. La station mo- bile inoccupée est réaffectée à un canal de recherche dans la fréquence non commune ou quand la station mobile inoccupée tente de former un canal de trafic, le trafic est affecté à la fréquence non commune. Ainsi, lorsqu'on règle le canal de trafic pour la station mobile inoccupée dans la fréquence commune, son réglage est effectué à la fréquence non commune et non pas à la fréquence commune. Comme mesure de sécurité supplémentaire, on ajoute la capacité de commuter le trafic de la fréquence com- mune sur la fréquence non commune dans le cas o la charge de la fréquence commune est dépassée. Cette addition résout les problèmes de surcharge de la fréquence commune. Le système selon la présente invention gère ini- tialement la condition des affectations de fréquence de tou- tes les cellules adjacentes, et règle la fréquence commune de toutes les cellules sur la fréquence des affectations de nu- méro le plus faible. En évaluant si la présente station mobile est in- occupée dans la fréquence commune, la station de base peut soit réaffecter la station mobile à un canal de recherche dans la fréquence non commune soit, lorsqu'elle règle le ca- nal de trafic, affecter le trafic au canal de trafic dans la fréquence non commune. De plus, on évalue si toutes les charges des fré- quences communes sont dépassées et, si ces charges sont dé- passées, le trafic à la fréquence commune est commuté sur la fréquence non commune. Par les processus ci-dessus, lorsqu'elle reçoit un message de demande de commutation, une station de base dé- termine si le trafic des fréquences communes est doux ou non, et détermine la fréquence commune ayant la charge la plus faible. Après la détermination de la fréquence commune ayant la charge la plus faible, le trafic est affecté à cette fré- quence commune par la commutation dure interfréquence dans la cellule. Ensuite, en effectuant la commutation douce sur la cellule de destination utilisant la fréquence commune, on termine la commutation interfréquence intercellule. Avanta- geusement, la présente invention ne nécessite pas de matériel supplémentaire, son algorithme est simple et sa fiabilité est élevée. Le danger de surcharge d'une plage de fréquences spécifique est considérablement réduit par le fait qu'on maintient des fréquences communes multiples. Même en cas de jugements inappropriés ou d'erreurs inévitables lorsqu'on rè- gle l'appel, le problème de la concentration du trafic sur la fréquence commune est évité par la désignation du canal de trafic, et la distribution du trafic est effectuée en faisant passer le trafic de la bande de fréquences surchargée, à une autre bande de fréquences. il! R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Procédé de commutation semi-douce utilisant des fréquen- ces communes multiples, dans lequel une station de base (12, 14) utilise un canal de fréquences multiples, caractérisé en ce qu' il comprend les étapes consistant à: * désigner des fréquences comme fréquences communes; * gérer le trafic, par la station de base (12, 14), à l'inté- rieur des fréquences communes; *recevoir, par la station de base, un message de demande de commutation; * déterminer une fréquence commune ayant la charge la plus faible; * effectuer une commutation dure interfréquence intercellule sur la fréquence commune de charge la plus faible; et * effectuer une commutation douce sur la cellule de destina- tion en utilisant la fréquence commune de charge la plus faible. 2 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendication 1, caractérisé en ce que la station de base utilise individuellement des fréquences communes multiples pour effectuer des commutations interfré- quences intercellules. 3 ) Procédé de commutation semi-douce utilisant des fréquen- ces communes multiples, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'exécution de la commutation dure interfréquence in- tercellule comprend l'étape de détermination de commutations interfréquences sur la base de la puissance d'un signal pi- lote recevant un service actuel. 4 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence commune multiple sélectionnée en examinant les conditions d'affectation de fréquence des cellules adjacentes, est une fréquence associée au numéro d'affectation le plus faible parmi les cellules.5 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de gestion du trafic comprend l'étape consistant à10 forcer une commutation dure sur une autre fréquence lorsque la fréquence commune est surchargée, un appel arrivant sur le canal de fréquence commune dans lequel la surcharge s'est produite, étant distribué à un canal de fréquence de charge relativement faible. 6 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre les étapes consistant à: réaffecter une station mobile inoccupée dans la fréquence commune, à un canal de recherche ayant l'état inoccupé dans une bande de fréquences non commune; et empêcher le nouveau trafic d'être affecté à la fréquence com- mune. 7 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre l'étape consistant à affecter le nouveau trafic à un canal de trafic non commun lorsqu'un canal de trafic d'une station mobile inoccupée est formé sur la fré- quence commune. 8 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que chaque fréquence commune multiple a une charge de trafic, et comprenant en outre l'étape consistant à gérer les charges de trafic pour rendre ces charges de trafic essentiellement uni- formes. 9 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre l'étape consistant à régler un nouvel appel provenant de canaux de fréquences communes multiples, en réglant le canal sur le canal de fréquence ayant la charge de trafic la plus faible, chaque charge de trafic d'un canal de fréquence étant gérée. ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre l'étape consistant à régler un nouvel appel en affectant un canal de trafic à une autre fréquence que dans une bande de fréquences de la station mobile corres- pondante. 11 ) Procédé de commutation semi-douce selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre l'étape consistant à régler un appel sur une autre fréquence en désignant une fréquence correspondante à des contenus de fréquence AMRC basés sur des contenus de messages d'affectation AMRC provenant de canaux de recherche. 12 ) Procédé de commutation d'appels provenant d'une station mobile (10), entre des stations de base (12, 14), caractérisé en ce qu' il comprend les étapes consistant à: * désigner des fréquences comme fréquences communes; * sélectionner une fréquence commune ayant la charge la plus faible parmi les fréquences communes multiples; et * commuter un appel en utilisant la fréquence commune sélec- tionnée. 13 ) Procédé de commutation d'appels selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de désignation des fréquences comprend l'étape de dé- termination de commutations interfréquences intercellules sur la base de la puissance d'un signal pilote recevant un ser- vice actuel. 14 ) Procédé de commutation d'appels selon la revendication 12, caractérisé en ce que chaque fréquence commune multiple a une charge de trafic, et comprenant en outre l'étape de gestion des charges de trafic pour rendre ces charges de trafic essentiellement uniformes. ) Procédé de commutation d'appels selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce qu' il comprend en outre les étapes consistant à forcer une com- mutation dure sur une autre fréquence lorsque la fréquence commune sélectionnée est surchargée, un appel arrivant sur le canal de fréquence commune dans lequel la surcharge est appa- rue, étant distribué à un canal de fréquence de charge rela- tivement faible. 16 ) Procédé de commutation d'appels selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce qu' il comprend en outre les étapes consistant à: réaffecter une station mobile inoccupée dans la fréquence commune sélectionnée, à un canal de recherche ayant l'état inoccupé dans une bande de fréquences non commune; et empêcher qu'un nouveau trafic soit affecté aux fréquences communes. 17 ) Procédé de commutation d'appels selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce qu' il comprend en outre l'étape consistant à affecter un nouveau trafic à un canal de trafic non commun lorsqu'un canal de trafic d'une station mobile inoccupée est formé sur les fré- quences communes. 18 ) Procédé de commutation d'appels selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce que l'étape de commutation d'un appel en utilisant la fréquence commune sélectionnée, comprend l'étape d'exécution d'une com- mutation dure interfréquence intercellule sur une fréquence commune de charge minimum. 19 ) Procédé de commutation d'appels selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce que l'étape de commutation d'un appel en utilisant la fréquence commune sélectionnée comprend l'étape d'exécution d'une com- mutation douce sur une cellule de destination en utilisant une fréquence commune de charge minimum. ) Système de commutation d'appels provenant d'une station mobile (10), entre des stations de base (12, 14), caractérisé en ce qu' il comprend: * des moyens pour régler les cellules sur une fréquence com- mune sélectionnée parmi des fréquences communes prédétermi- nées multiples; * des moyens pour sélectionner la fréquence commune des cel- lules sur la base d'un canal de fréquence ayant l'utilisa- tion la plus faible; et * des moyens pour commuter un appel entre les stations de base, sur la fréquence commue sélectionnée. 21 ) Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens de commutation comprennent en outre un canal de trafic non commun pour réaffecter le trafic lorsqu'un canal de trafic d'une station mobile inoccupée est formé sur la fréquence commune sélectionnée. 22 ) Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens de commutation comprennent en outre des moyens de commutation dure interfréquence intercellule pour effectuer une commutation sur une fréquence commune de charge minimum. 23 ) Système selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens de commutation comprennent en outre des moyens de commutation douce pour effectuer une commutation sur une cel- lule de destination en utilisant une fréquence commune de charge minimum.