Brevet FR2762469A1 — publié le 19981023

A Titre Appareil de surveillance de la disponibilité des porteuses radiofréquences. Domaine de l'invention La présente invention concerne la gestion de systèmes de radiocommunication cellulaire et plus particulièrement des systèmes de radiocommunication cellulaire conformes aux spécifications énoncées par l'organisme connu sous le nom de Global System for Mobile Communications (Systèmes GSM). Arrière-plan de l'invention Les systèmes de radiocommunication cellulaire présentent une structure hiérarchique. Une région géographique donnée d'un tel système est divisée au départ en zones, connues dans les systèmes GSM sous le nom de systèmes de station de base. Ceux-ci sont divisés en régions plus petites desservies par des stations d'émetteur-récepteur connues sous le nom de stations d'émetteur-récepteur de base, qui sont elles- mêmes divisées en cellules qui contiennent une ou plusieurs unités d'émetteur-récepteur radiofréquence qui fonctionnent à différentes fréquences porteuses et qui sont les unités qui communiquent réellement avec les unités d'émetteur-récepteur mobiles dans leurs cellules respectives. Les systèmes de station de base sont reliés aux centres de commutation mobiles et donc à d'autres systèmes de station de base du système de radiocommunication cellulaire. Une conséquence de cette structure hiérarchique est que, si l'un des niveaux supérieurs présente une panne opérationnelle, les niveaux en dessous qui lui sont reliés sont également hors service à moins qu'un système de remplacement ou de secours soit mis en service. Résumé de l'invention Un objet de la présente invention est de proposer un système permettant de surveiller l'état opérationnel d'un système de radiocommunication cellulaire afin de faciliter l'utilisation optimale de ses ressources. Selon la présente invention, on propose un système permettant de surveiller l'état opérationnel d'une région d'un système de radiocommunication cellulaire,15 comprenant un moyen permettant de recevoir des signaux de données indiquant les changements d'état opérationnel d'unités opérationnelles spécifiées dans une région donnée du système de radiocommunication cellulaire, un moyen permettant de stocker les signaux20 de données, une unité centrale de traitement conçue pour détecter le moment o un signal de données est entré dans la mémoire de signaux de données, déterminer, à partir des signaux de données stockés, le nombre desdites unités dans un état opérationnel donné, comparer le nombre desdites unités dans l'état opérationnel donné au nombre total connu d'unités du même type que le type spécifié dans la région donnée du système de radiocommunication cellulaire et produire un signal d'état opérationnel lié à une relation mathématique, une mémoire conçue pour recevoir le signal d'état opérationnel et un moyen permettant de produire une représentation visuelle du signal d'état opérationnel. Les signaux de données sont conçus pour identifier le type et l'emplacement des unités opérationnelles spécifiées dans la région du système de radiocommunication cellulaire. Les signaux d'état opérationnel indiquent de préférence le pourcentage desdites unités qui se trouvent dans un état opérationnel. La représentation visuelle du signal d'état opérationnel se présente de préférence sous la forme d'une barre dont la longueur indique le pourcentage desdites unités qui se trouvent dans l'état opérationnel, et de préférence, les signaux d'état opérationnel de plus d'un groupe d'unités situées au même niveau dans la hiérarchie des unités opérationnelles qui constituent le système de radiocommunication cellulaire sont affichés simultanément sous la forme d'une matrice de barres parallèles ayant la même métrique. De préférence, la représentation visuelle du signal d'état opérationnel est codée par des couleurs pour indiquer le moment o la proportion d'unités opérationnelles d'un niveau donné dans la hiérarchie des unités opérationnelles qui constitue la région spécifiée du système de radiocommunication cellulaire dans un état opérationnel donné se trouve dans des limites spécifiées. De préférence, la représentation visuelle du signal d'état opérationnel est affichée à l'écran d'une unité d'affichage visuelle sous la forme d'une matrice de barres horizontales. Chaque barre représente les unités qui correspondent à un niveau hiérarchique particulier dans une région spécifiée du système de radiocommunication cellulaire et la longueur de chaque 4 2762469 barre représente le pourcentage de ces unités qui fonctionnent ou qui ne fonctionnent pas, au choix. De préférence, une fonction est incluse, qui permet l'affichage simultané de l'état opérationnel de plusieurs niveaux hiérarchiques. De plus, dans le système selon l'invention, les signaux d'état opérationnel affichés sont conçus pour indiquer le pourcentage de porteuses radiofréquence qui sont opérationnelles, et l'affichage est conçu pour représenter le pourcentage de chaque composant d'une porteuse radiofréquence qui est opérationnelle. Brève description des dessins L'invention va maintenant être décrite et expliquée, & titre d'exemple, en référence aux dessins joints parmi lesquels: la figure i est une représentation schématique de la hiérarchie d'unités dans un système de radiocommunication cellulaire de type GSM, la figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de l'invention, 13 la figure 3 représente un affichage représentant l'état opérationnel d'unités situées & un niveau de la hiérarchie d'unités formant un système de radiocommunication cellulaire grâce à l'invention, et la figure 4 représente un affichage similaire représentant l'état opérationnel d'unités situées à un niveau différent de la hiérarchie d'unités formant un système de radiocommunication cellulaire grâce à l'invention. En référence à la figure 1, une région 1 d'un système de radiocommunication cellulaire de type GSM est divisé en des systèmes de station de base (BSS) 2, parmi lesquels deux seulement sont représentés. Les systèmes de station de base 2 sont divisés en station d'émetteur- récepteur de base (BTS) 3, parmi lesquels quatre seulement sont représentés. Chacune des stations d'émetteur-récepteur de base 3 est divisée en une ou plusieurs cellules 4, contenant chacune au moins une porteuse radiofréquence (RF) 5. Chacune des porteuses radiofréquence 5 est composée d'un émetteur-récepteur ayant deux composants, une interface radio numérique (DRT) et un processeur de signaux connu sous le nom de fonction de réception/transmission (RTF), et ces deux éléments doivent être opérationnels pour que la porteuse radiofréquence fonctionne. Chaque porteuse radiofréquence fonctionne à une fréquence différente qui lui a été spécialement attribuée, et correspond à l'unité qui communique réellement avec une unité d'émetteur- récepteur mobile liée située dans la cellule qui lui est associée 4. Chacune des unités du système mentionné ci-dessus est conçue pour produire des signaux, ou des messages d'événement, qui concernent son identité et son état opérationnel, qui sont relayés à un centre opérationnel et de maintenance (COM) 6. Le nombre de BSS, BTS, porteuses radioélectriques etc. de ce mode de réalisation est donné à titre d'exemple, et ne doit pas être considéré comme fondamental pour l'invention. Leur nombre et leur type sont variables. Les agencements internes à l'intérieur du centre opérationnel et de maintenance 6 sont représentés sur la figure 2. En référence à la figure 2, le centre opérationnel et de maintenance 6 comporte un registre d'entrée de données 21 auquel sont appliqués les messages d'événement provenant de toutes les unités de la région 1 des systèmes de radiocommunication cellulaire. Les messages d'événement sont triés par catégories en fonction du niveau de l'unité et de leur localité de provenance puis ils sont provisoirement stockés dans une mémoire 22. Une unité centrale de traitement 23 est connectée à la mémoire 22, et elle est agencée de façon à détecter les instants o un message d'événement est reçu par le centre de gestion des opérations 6 et ajouté à ceux qui se trouvent déjà dans la mémoire 22, extraire les messages d'événement stockés correspondant a chaque niveau d'unités du système de radiocommunication cellulaire, comparer le nombre de messages d'événement stockés correspondant à un niveau d'unités donné au nombre connu d'unités de ce niveau dans la région 1 du système de radiocommunication cellulaire, produire un signal d'état opérationnel correspondant, qui comporte également des composants qui identifient la région 1 du système de radiocommunication cellulaire concerné, et stocker les données corrigées. Sur l'ordre d'un manager du fonctionnement 7, les données actuelles sont extraites de la mémoire de l'unité centrale de traitement 23 et affichées à l'écran d'une unité d'affichage visuel 24 sous la forme d'une matrice verticale de barres horizontales, dont la longueur correspond à la proportion d'unités, situées à un niveau donné de la hiérarchie d'unités situées en des emplacements de la région du système de radiocommunication cellulaire, qui sont opérationnelles ou non opérationnelles, si on le préfère, tel que représenté sur la figure 3 et la figure 4. Pour faciliter le fonctionnement du système de surveillance, les barres sont codées par des couleurs afin d'indiquer que la proportion d'unités qui se trouvent dans un état opérationnel donné se trouve dans des limites spécifiées. Par exemple, lorsque la proportion d'unités en service est supérieure à 90%, les barres peuvent être vertes, lorsque la proportion d'unités en service est comprise entre 80% et 90%, les barres peuvent être jaunes et lorsque la proportion d'unités en service est inférieure à 80%, les barres peuvent être rouges. La figure 3 représente un affichage correspondant aux deux composants des porteuses radiofréquence de cellules et la figure 4 représente un affichage correspondant aux systèmes de station de base situés dans la région 1 des systèmes de radiocommunication cellulaires. L'unité centrale de traitement 23 fonctionne selon un modèle, selon lequel: a) Si un système de station de base est hors service, tous les sites d'émetteur-récepteur de base contenus dans celui-ci sont hors service b) si un composant d'un système de station de base est hors service, les stations d'émetteur- récepteur de base qui dépendent de ces composants du système de station de base sont également hors service c) si un site d'émetteur-récepteur de base est hors service, toutes les cellules qui lui sont associées sont hors service, et d) si une cellule est hors service, toutes ses porteuses radiofréquence (c'est-à-dire la combinaison d'interfaces radio numériques et de fonctions de réception et de transmission) sont également hors service. Le pourcentage de disponibilité des porteuses radiofréquence à chaque niveau de la hiérarchie est donné par les équations suivantes: % de disponibilité des porteuses RF à l'intérieur d'une cellule: = min(y, (RTFins)y(DRLins)) 100 tmin(l:(RTF),I:(DRI)) % de disponibilité des porteuses RF à l'intérieur d'une BTS: tfE min(Z (RTFins)2 (DRLins)) min(É (RTF), z (DRI)) x 100 % de disponibilité des porteuses RF & l'intérieur d'une BSS: | min (y (RTFins)É (DRLins))) = RU, x 100 il z (Y min(É (RTF)É (DRI)),) f Dans les équations ci-dessus, le signe X ne signifie pas que le nombre d'unités concernées est additionné dans le sens mathématique strict mais correspond au nombre total des unités respectives. De plus, le suffixe ins indique les unités en service. De plus, le terme "min" est utilisé pour indiquer les paires opérationnelles d'interfaces radio numériques et fonctions de réception et de transmission, c'est-à-dire que les unités de secours ou de réserve ne sont pas incluses. De plus, contrairement à la fraction courante classique, si le dénominateur de l'une quelconque de ses expressions est égal à zéro, le pourcentage de disponibilité de porteuses RF associées à l'expression est égal & zéro. La forme d'affichage décrite est la plus convenable, mais d'autres formes d'affichage peuvent être utilisées. Par exemple, un histogramme ou un camembert peuvent être utilisés. De plus, les messages d'événement peuvent être générés en fonction des unités qui ont retrouvé un état opérationnel et en réponse au fait que les unités se mettent hors service. En cours d'utilisation, le manager du fonctionnement 7 vérifie au départ l'état opérationnel indiqué des systèmes de station de base. Si une partie de celui-ci est en panne, le manager du fonctionnement5 7 vérifie l'état opérationnel indiqué des stations d'émetteur-récepteur de base pour déterminer o est indiquée la panne d'une partie des stations d'émetteurrécepteur de base puis l'état opérationnel indiqué des cellules associées à chacun des émetteurs- récepteurs de10 base en panne pour déterminer l'origine de la panne. Si aucune unité de niveau supérieur n'est en panne, il n'est pas nécessaire de vérifier l'état opérationnel' des unités de niveau inférieur car en vertu des algorithmes mentionnés ci-dessus, elles doivent être15 toutes opérationnelles. REVENDICATIONS 1. Système permettant de surveiller l'état opérationnel d'une région d'un système de radiocommunication cellulaire, comprenant un moyen permettant de recevoir des signaux de données indiquant les changements d'état opérationnel d'unités opérationnelles spécifiées dans une région donnée du système de radiocommunication cellulaire, un moyen10 permettant de stocker les signaux de données, une unité centrale de traitement conçue pour détecter le moment o un signal de données est entré dans la mémoire de signaux de données, déterminer, à partir des signaux de données stockés, le nombre desdites unités dans un état opérationnel donné, comparer le nombre desdites unités dans l'état opérationnel donné au nombre total connu d'unités du même type que le type spécifié dans la région donnée du système de radiocommunication cellulaire et produire un signal d'état opérationnel lié à une relation mathématique, une mémoire conçue pour recevoir le signal d'état opérationnel et un moyen permettant de produire une représentation visuelle du signal d'état opérationnel. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel les signaux de données sont conçus pour identifier le type et l'emplacement des unités opérationnelles spécifiées dans la région du système de radiocommunication cellulaire. 3. Système selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les signaux d'état opérationnel indiquent la proportion desdi es unités opérationnelles qui se trouvent dans un état opérationnel. 4. Système selon la revendication 3, dans lequel les signaux d'état opérationnel concernant une pluralité de groupes d'unités opérationnelles situées au même niveau dans la hiérarchie d'unités opérationnelles qui constituent la région des systèmes de radiocommunication cellulaire sont affichés simultanément sous la forme d'une matrice de barres parallèles ayant la même métrique. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les signaux d'état opérationnel correspondant à plus d'un niveau hiérarchique d'unités opérationnelles peuvent être affichés simultanément. 6. Système selon la revendication 5, -dans lequel l'affichage des signaux d'état opérationnel concernant un niveau supérieur d'unités opérationnelles comprend un affichage du signal d'état opérationnel de niveaux subordonnés d'unités opérationnelles contenues dans le niveau supérieur d'unités opérationnelles. î. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les signaux d'état opérationnel affichés sont conçus pour indiquer le pourcentage de porteuses radiofréquence qui sont opérationnelles. 6. Système selon la revendication 7, dans lequel l'affichage est conçu pour représenter le pourcentage o10 de chaque composant d'une porteuse radiofréquence qui est opérationnelle.