Brevet FR2787279A1 — publié le 20000616

Procédé d'adaptation entre ressources requises et ressources allouées dans un système de radiocommunications mobiles La présente invention concerne d'une manière générale les systèmes de radiocommunications mobiles dits à accès multiple. Dans ces systèmes, des ressources radio sont allouées dynamiquement aux utilisateurs, en fonction des besoins. Dans le cas le plus général, les ressources allouées à un utilisateur ne correspondent pas exactement aux ressources requises, de sorte qu'une adaptation est nécessaire pour la transmission sur l'interface radio. Ce problème se pose notamment dans les systèmes de radiocommunications mobiles dits à accès multiple par répartition de codes (ou AMRC, ou encore CDMA en anglais, pour "Code Division Multiple Access"), dans lesquels les ressources radio sont constituées par des codes d'étalement. On rappelle que l'étalement d'une séquence de données incidente de N symboles, notée (dl, d2,..., dN), par un code de longueur (ou facteur d'étalement) Q, noté CQ=(cl, c2,..., cQ), fournit une séquence de longueur Q.N, qui peut être représentée par: (dl.cl, dl.c2,..., dl.cQ, d2.cl, d2.c2,..., dN.cQ) o dl.cl représente la multiplication de dl par cl. Une représentation alternative de la séquence étalée de longueur Q.N est (dl.cQ, d2.cQ,... dN.cQ) o dl.cQ représente le produit du symbole dl par le code d'étalement CQ. La figure 1 rappelle le principe de l'étalement, Ts désignant la période élémentaire (ou période symbole) d'une séquence non étalée, et Tc la période élémentaire (appelée aussi période "chip") d'une séquence étalée, Ts et Tc étant liés par la relation Ts = Q.Tc. Sur cette figure dn et dn+l1 correspondent à deux symboles successifs d'une séquence incidente non étalée, et d'l et d'l+l correspondent à deux symboles élémentaires (ou "chips") successifs d'un même symbole étalé. Dans ces systèmes, les ressources allouées peuvent ne pas correspondre exactement aux ressources requises, notamment parce qu'un code ayant la longueur requise n'est pas disponible (soit qu'il n'ait pas été prévu, soit qu'il soit déjà alloué). Ce problème se pose d'autant plus dans le cas de systèmes dans lesquels les débits à transmettre peuvent être des débits variés (correspondant notamment au cas de parole, de données, d'images,...) ou variables (correspondant notamment au cas de parole codée selon un codage variable). Diverses techniques sont connues pour réaliser une telle adaptation dans ces systèmes: introduction de bits de bourrage, répétition ou suppression de bits d'information (dans les séquences obtenues après codage correcteur d'erreurs), utilisation de la technique dite de transmission discontinue (consistant à stopper la transmission lorsqu'il n'y a plus d'informations à transmettre). L'introduction de bits de bourrage a pour inconvénient une utilisation inefficace des ressources allouées. L'utilisation de la technique de transmission discontinue a également pour inconvénient une perte d'efficacité de la transmission. La solution consistant à répéter ou supprimer des bits d'information a pour inconvénient de n'être qu'une solution partielle, n'exploitant pas toutes les possibilités offertes par ces systèmes. En d'autres termes ces techniques d'adaptation ont pour inconvénient de ne pas être totalement efficaces et/ou optimisées. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients. Un des objets de la présente invention consiste en un procédé d'adaptation entre ressources requises et ressources allouées dans un système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, ce procédé étant essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une allocation d'un ou de plusieurs codes d'étalement, le nombre et la longueur de ces codes d'étalement, et, dans le cas de plusieurs codes d'étalement alloués, le mode de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une 11-1 séquence de symboles à étaler, respectivement désétaler, étant déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. Ainsi la présente invention a pour objet une nouvelle technique d'adaptation, qui exploite les possibilités offertes par la technique d'accès multiple par répartition de codes elle-même, en permettant d'adapter, non plus les ressources requises aux ressources allouées, mais les ressources allouées aux ressources requises (sans exclure toutefois également une adaptation des ressources requises aux ressources allouées). La présente invention permet en outre de réaliser une telle adaptation, de manière relativement fine, puisqu'une telle adaptation de ressources allouées aux ressources requises peut être réalisée non plus par séquences de symboles, mais par symboles constitutifs de telles séquences. En d'autres termes la présente invention offre un degré de liberté supplémentaire par rapport aux techniques antérieures, qui permet de réaliser ladite adaptation de manière plus efficace, plus optimisée et plus flexible que suivant les techniques antérieures rappelées plus haut. Suivant une autre caractéristique, le nombre de codes d'étalement alloués est choisi le plus élevé possible, et/ou la longueur de ce ou ces codes d'étalement la plus faible possible, de façon à optimiser les performances de transmission. Ceci est effectué, bien entendu dans les limites de ce qu'il est possible de faire sans allouer une trop grand partie des ressources à un utilisateur donné pour ne pas pénaliser les autres utilisateurs. Ainsi, les ressources requises peuvent être simultanément optimisées, et notamment, pour un débit utile donné, un codage correcteur d'erreurs plus efficace peut être utilisé. Suivant une autre caractéristique, ledit mode de répartition est défini par la fraction de symboles d'une séquence de symboles à étaler, respectivement désétaler, appliquée à chacun desdits codes d'étalement. Suivant une autre caractéristique, ledit mode de répartition est en outre 3 0 défini, pour des fractions de symboles données, par le mode d'application, auxdits iVn codes d'étalement, des différents symboles de ladite séquence, permettant d'obtenir lesdites fractions de symboles. Suivant une autre caractéristique, ledit mode d'application est en outre choisi, de façon, en outre, à optimiser les performances de transmission. Ainsi, et de la même manière qu'indiqué précédemment, les ressources requises peuvent être simultanément optimisées, et notamment, pour un débit utile donné, un codage correcteur d'erreurs plus efficace peut être utilisé (toujours dans les limites de ce qu'il est possible de faire sans pénaliser les autres utilisateurs). Suivant une autre caractéristique, un ou plusieurs des paramètres 1o permettant de fixer les ressources requises sont en outre déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources requises aux ressources allouées. Suivant une autre caractéristique, lesdits paramètres incluent - le débit d'informations utiles à transmettre, - le rendement de codage correcteur d'erreurs, - le taux de répétition ou de suppression d'informations après codage correcteur d'erreurs, - le nombre de bits d'information transmis par symbole. La présente invention a également pour objet un dispositif d'émission pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition 2o de codes d'étalement, pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, ce dispositif d'émission étant essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étalement au moyen de plusieurs codes d'étalement, et des moyens de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une séquence de symboles à étaler, selon un mode de répartition donné, le nombre et la longueur de ces codes d'étalement, et ledit mode de répartition, étant déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. La présente invention a également pour objet une station mobile pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant un tel dispositif d'émission. IfrI La présente invention a également pour objet une station de base pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant au moins un tel dispositif d'émission. La présente invention a également pour objet un dispositif de réception pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, pour la mise en ceuvre d'un tel procédé, ce dispositif de réception étant essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de désétalement au moyen de plusieurs codes d'étalement, et des moyens de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une séquence de symboles à désétaler, selon un mode de répartition donné, le nombre et la longueur de ces codes d'étalement, et ledit mode de répartition, étant déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. La présente invention a également pour objet une station mobile pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant un tel dispositif de réception. La présente invention a également pour objet une station de base pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant au moins un tel dispositif de réception. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés, dans lesquels: - la figure 1 est destinée à rappeler le principe de l'étalement de spectre, - la figure 2 est destinée à illustrer un exemple de dispositif d'émission pour système de radiocommunications mobiles à accès multiple par répartition de codes, utilisant un procédé d'adaptation suivant l'invention, - la figure 3 est destinée à illustrer un exemple de dispositif de réception pour système de radiocommunications mobiles à accès multiple par répartition de codes, utilisant un procédé d'adaptation suivant l'invention. Un dispositif d'émission pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement comporte notamment, comme illustré sur la figure 2: - des moyens 1 pour générer des séquences ou trames d'informations à transmettre, à partir d'informations utiles (parole, données, images,...), et d'informations additionnelles telles que notamment des informations de signalisation, - des moyens 2 de codage correcteur d'erreurs, recevant lesdites séquences et introduisant une redondance telle que le débit issu de ces moyens de 1o codage correcteur d'erreurs est égal à R/pc, o R désigne le débit reçu par ces moyens de codage, et pc désigne le rendement du codage considéré (avec O - des moyens 6 de modulation et d'émission. Le dispositif de réception illustré sur la figure 3 comporte, d'une manière générale, des moyens réalisant des fonctions inverses de celles illustrées sur la figure 2, à savoir: - des moyens 6' de réception et de démodulation, - des moyens 5' de désétalement pour réaliser un désétalement des symboles reçus, suivant l'opération inverse de celle réalisée par les moyens 5, [Il - des moyens 4' pour décomposer des symboles en bits, suivant l'opération inverse de celle réalisée par les moyens 4, - des moyens 3' pour effectuer une opération inverse de l'opération de répétition ou de suppression effectuée par les moyens 3, -des moyens 2' de décodage correcteur d'erreurs, effectuant une opération inverse de celle réalisée par les moyens 2, - des moyens 1' pour restituer des informations utiles et des informations de signalisation, suivant l'opération inverse de celle réalisée par les moyens 1. En outre, d'autres moyens, tels que notamment des moyens d'entrelacement, respectivement de désentrelacement, non représentés ici, peuvent être prévus, les paramètres pc et pr étant alors des notations simplifiées dépendant d'autres paramètres non explicités ici. Les ressources requises s'expriment, en fonction des paramètres R, pc, pr et m sous la forme R Pc Prm Suivant l'invention, le procédé d'adaptation entre ressources requises et ressources allouées comporte une allocation d'un ou de plusieurs codes d'étalement, le nombre et la longueur de ces codes d'étalement, et, dans le cas de plusieurs codes d'étalement, le mode de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une séquence de symboles à étaler, respectivement désétaler, étant déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. A titre d'exemple les figures 2 et 3 correspondent au cas o le procédé d'adaptation entre ressources requises et ressources allouées suivant l'invention comporte une allocation de plusieurs codes d'étalement. Le nombre de codes alloués est noté J, et la longueur de chacun de ces codes est notée Q"il(avec i=,..,J). Le mode de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une séquence de symboles à étaler, respectivement désétaler, dépend de divers facteurs tels que - la fraction de symboles de cette séquence appliquée à chaque code J de longueur Q(i), cette fraction étant notée pi, la somme ép, étant bien sûr égale j=1 à 1, - pour des fractions p, données, le mode d'application, à ces codes, des différents symboles de cette séquence, à savoir en étalant (respectivement désétalant) simultanément plus ou moins de symboles successifs de cette séquence , par exemple en étalant (respectivement désétalant), les symboles successifs de cette séquence, soit alternativement, soit par groupes de deux, ou de trois,...etc., ou toute autre combinaison, permettant d'obtenir les fractions souhaitées. Les différents symboles étalés peuvent alors être émis de manière quelconque, plusieurs symboles pouvant notamment être émis simultanément. Ce mode d'application sera aussi caractérisé dans ce qui suit par un paramètre a qui est tel que le débit sur l'interface radio augmente avec la valeur de a. Chaque symbole émis est donc étalé, respectivement désétalé, par un seul code alloué, éventuellement en même temps que d'autres symboles. Cela implique notamment qu'à chaque instant, entre O et J codes peuvent être utilisés simultanément (le nombre O correspondant au cas o l'on souhaiterait utiliser la technique de transmission discontinue déjà évoquée précédemment). Le paramètre a permet donc de prendre en compte le fait qu'à chaque instant plusieurs symboles peuvent être étalés et émis simultanément ou, qu'au contraire, la transmission peut être stoppée temporairement (cas o l'on 2 5 souhaiterait utiliser la technique de transmission discontinue). Ainsi, suivant l'invention, les moyens d'étalement 5 comportent des moyens tels que 51,..5i,...5, pour réaliser un étalement au moyen respectivement des codes d'étalement de longueurs Q('),...Q(i,...Q'), et des moyens de réaprtition 52 recevant la séquence à étaler et la répartissant, selon ledit mode de répartition, entre différents moyens tels que 5,..5i,...5j. De même, les moyens de désétalement 5' comportent des moyens 51 ',..5i'.. . 5j' et 52' réalisant des fonctions inverses de celles réalisées par les moyens 51,..5i,...5, et52. En d'autres termes, suivant l'invention, les ressources allouées s'expriment, en fonction des paramètres J, Q(il, du mode de répartition ( en l'occurrence des paramètres pi et a), et du débit Rc des symboles étalés (ou débit R R. = a J PcPrm,pQ(i) PIPIM piQ(i) j=l Suivant l'invention, les paramètres J, Qc'1, et le mode de répartition (en l'occurrence les paramètres pi et a) sont déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. On comprend qu'il existe une multitude de combinaisons possibles pour ces paramètres J, Qi), pi et a, pour une valeur donnée de tous les autres paramètres, et une multitude de manières d'étaler les symboles à émettre par ces codes en vérifiant les contraintes précédentes, et qu'il n'est pas possible de décrire ici tous les exemples et cas de figure possibles. D'une manière générale, et également suivant l'invention, il peut cependant être noté que les performances de transmission peuvent être améliorées en choisissant le paramètre a le plus élevé possible, et/ou la longueur Q(i)de ces codes la plus faible possible, c'est-à-dire plus généralement en diminuant la somme.pjQ(j) (bien entendu dans les limites de ce qu'il est a,=, possible de faire sans pénaliser les autres utilisateurs). Le choix d'un nombre J de codes alloués le plus élevé possible (dans les mêmes limites) permet de la même manière d'optimiser les performances de transmission. En outre, dans le cas d'un seul code alloué, on choisirait de même une longueur de code suffisamment faible (dans les mêmes limites) pour autoriser un taux de codage correcteur d'erreurs optimum pour un débit utile donné. En outre, I'allocation de codes peut être faite au début d'une communication, ou à tout moment en cours de communication (les codes alloués pouvant par exemple être partagés, dans le domaine temporel, entre plusieurs utilisateurs). En outre, le mode de répartition peut changer en cours de communication. Les paramètres permettant de fixer les ressources requises peuvent en outre être déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources requises aux ressources allouées. Dans l'exemple illustré sur les figures 2 et 3, une telle adaptation peut être obtenue par action sur l'un ou l'autre, ou plusieurs, des paramètres R, Pc, Pr et m. Les moyens 1 à 4, et 1' à 4', peuvent être des moyens classiques, qui ne nécessitent donc pas d'être redécrits ici de manière détaillée. Les moyens 5,,..., 5ji,...5 et 51',..., 5',...5,' peuvent également être des moyens classiques ne nécessitant pas d'être redécrits ici de manière détaillée. La réalisation pratique des moyens 52 et 52' ne soulevant pas de difficulté particulière pour l'homme du métier, ces moyens ne nécessitent pas d'être décrits ici de manière plus détaillée que par leur fonction. Les moyens 6 et 6' peuvent être des moyens classiques, à ceci près que les moyens 6 peuvent devoir être adaptés pour recevoir les symboles délivrés sur les sorties des moyens 51,..., 5i,...5j (c'est-à-dire comporter éventuellement autant de chaînes de modulation et d'émission que nécessaire), et de même les moyens 6' peuvent de même devoir être adaptés pour délivrer des symboles aux moyens ',..., 5i',...5,' (c'est-à- dire comporter éventuellement autant de chaînes de réception et de démodulation que nécessaire). Des dispositifs d'émission ou de réception tels que ceux illustrés sur les figures 2 et 3 peuvent être utilisés dans des stations mobiles et dans des stations de base de systèmes de radiocommunications mobiles. OR 1 Revendications 1 Procédé d'adaptation entre ressources requises et ressources allouées dans un système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, caractérisé en ce qu'il comporte une allocation d'un ou de plusieurs codes d'étalement, le nombre (J) et la longueur (QIi)) de ces codes d'étalement, et, dans le cas de plusieurs codes d'étalement alloués, le mode de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une séquence à étaler, respectivement désétaler, étant déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre (J) de codes d'étalement alloués est choisi le plus élevé possible, et/ou la longueur (Q(i)) de ces codes d'étalement la plus faible possible, de façon, en outre, à optimiser les performances de transmission. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mode de répartition est défini par la fraction (pi) de symboles d'une séquence de symboles à étaler, respectivement désétaler, appliquée à chacun desdits codes d'étalement. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit mode de répartition est en outre défini, pour des fractions de symboles données, par le mode d'application, auxdits codes d'étalement, des différents symboles de ladite séquence, permettant d'obtenir lesdites fractions de symboles. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit mode d'application est choisi de façon, en outre, à optimiser les performances de transmission. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs des paramètres permettant de fixer les ressources requises sont en outre déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources requises aux ressources allouées. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits paramètres incluent: - le débit (R)d'informations utiles à transmettre, Mi 1 - le rendement (pc)de codage correcteur d'erreurs, - le taux (Pr) de répétition ou de suppression d'informations après codage correcteur d'erreurs, - le nombre (m) de bits d'information transmis par symbole. 8 Dispositif d'émission pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (5,...5i,...5j) d'étalement au moyen de plusieurs codes d'étalement et des moyens (52) de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une séquence de symboles à étaler, selon un mode de répartition donné, le nombre (J) et la longueur (Q(i)) de ces codes d'étalement, et ledit mode de répartition, étant déterminés de façon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. 9 Dispositif de réception pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (5,',...5i',...5,') de désétalement au moyen de plusieurs codes d'étalement, et des moyens de répartition, entre ces codes d'étalement, des différents symboles d'une séquence de symboles à désétaler, selon un mode de répartition donné, le nombre (J) et la longueur (Q(i>) de ces codes d'étalement, et ledit mode de répartition, étant déterminés de facçon à adapter le mieux possible les ressources allouées aux ressources requises. Station mobile pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant un dispositif d'émission suivant la revendication 8. 11 Station mobile pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant un dispositif de réception suivant la revendication 9. Ifni 1 Station de base pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant au moins un dispositif d'émission suivant la revendication 8. 1 2 Station de base pour système de radiocommunications mobiles du type à accès multiple par répartition de codes d'étalement, comportant au moins un dispositif de réception suivant la revendication 9.