Brevet FR2795592A1 — publié le 20001229

Procédé de gestion du trafic dans un réseau de téléphonie mobile L'invention a pour objet un procédé de gestion du trafic dans un réseau de téléphonie mobile. A ce titre elle concerne plus particulièrement, mais pas seulement les réseaux de type GSM. Le but de l'invention est de rendre plus acceptable l'utilisation de tels réseaux de téléphonie mobile. La multiplication des mobiles et leur utilisation dans les lieux publics présente deux inconvénients. Premièrement, les émissions radioélectriques du mobile (spontanées pour localisation, ou sollicitées par le réseau ou I'usager pour un appel entrant ou sortant) sont néfastes dans certains lieux pour des questions de sécurité. C'est le cas notamment dans les avions et les hôpitaux. Deuxièmement, les bruits locaux des mobiles, sonnerie, voix de l'usager poussé à parler, sont gênants pour l'entourage. C'est le cas notamment dans les théâtres et les églises. Diverses solutions ont été proposées pour l'un ou l'autre de ces problèmes, ou les deux. Certaines solutions comportent des équipements intégrés à l'infrastructure du réseau. L'opérateur du réseau adapte par exemple son infrastructure pour repérer les mobiles qui sont dans la zone à protéger. Typiquement il constitue une cellule d'infrastructure qui coïncide avec la zone à protéger. Il traite alors particulièrement ces mobiles en ne délivrant pas certains signaux permettant leur fonctionnement, ou en leur délivrant des commandes explicites d'inhibition réduisant à divers degrés leur fonctionnement. D'autres solutions comportent des équipements découplés de l'infrastructure. On installe dans ce cas une borne émettrice, de faible puissance, qui brouille dans la zone à protéger les signaux du réseau, ou qui délivre des ordres explicites d'inhibition que le mobile est agencé pour accepter prioritairement à ceux du réseau. Une telle solution est par exemple décrite dans le document WO-98/56130. On escompte que ce type de solution soit plus souple. Toutes ces solutions tardent à se mettre en place parce qu'on n'a pas résolu un conflit d'intérêt qui oppose l'opérateur de téléphonie mobile, le maître des lieux o la diffusion radioélectrique est émise ou captée, et l'usager utilisateur du téléphone mobile. Notamment l'opérateur paye une licence pour disposer d'une bande de fréquence, et son but est que les mobiles communiquent le plus possible. L'usager paye un abonnement pour jouir d'un service et n'entend pas en être privé indûment. Le maître des lieux ou la collectivité a, de son coté, droit à la sécurité et la tranquillité, et ce droit nécessite de réduire les droits de l'opérateur et de l'usager, voire d'émettre sur les fréquences de l'opérateur. Les solutions intégrées à l'infrastructure sont lourdes et peu favorable au maître des lieux: celui-ci doit faire valoir sa gêne, et obtenir que l'opérateur modifie son infrastructure. Ceci peut être long. Les solutions découplées de l'infrastructure sont plus commodes mais risquent de conduire à l'anarchie. Si par exemple on laisse les maîtres des lieux installer librement des bornes inhibitrices, elles risquent de fleurir de façon incontrôlée et perturber anormalement le service. La solution proposée dans l'invention pour résoudre ce problème est de permettre l'emploi de bornes découplées de l'infrastructure, mais sous contrôle de l'opérateur, lui-même surveillé par l'autorité de régulation. Ces bornes découplées sous contrôle seront des bornes dites agrées. Elles seront découplées en ce sens qu'elles ne seront notamment pas prévues pour jouer le rôle d'une station de base d'un tel réseau, c'est- à-dire transporter une communication utile des mobiles à leur portée, mais seulement participer à l'organisation du trafic. Le contrôle de l'opérateur s'exerce selon l'invention de trois manières: - la borne agréée est déclarée auprès de l'opérateur; en fait c'est auprès de lui que le maître des lieux obtient la borne ou du moins une clé de fonctionnement, - les mobiles qui entrent dans la zone de couverture de cette borne vérifient la validité de la borne, - I'infrastructure diffuse aux mobiles des informations connexes pour permettre cette vérification. Ainsi, la solution de l'invention permet d'installer rapidement une borne pour résoudre un problème, urgent ou temporaire. L'opérateur est dans la boucle. Il peut au départ bloquer des demandes clairement excessives. Ensuite il peut réfléchir à une solution plus définitive éventuelle. Enfin en cas de dysfonctionnement, il peut diffuser sur l'infrastructure des informations permettant aux mobiles d'ignorer une borne. Le maître des lieux fait une demande auprès de l'opérateur pour protéger sa zone. Cette demande comporte une déclaration du lieu, de l'étendue de la zone, du degré d'inhibition souhaité. Selon le type de besoin, l'opérateur peut décider de réaliser la protection en modifiant son infrastructure ou bien d'autoriser une borne agréée inhibitrice. Si l'opérateur décide instantanément d'autoriser une borne agréée, il remet au maître des lieux un ensemble de codes permettant le fonctionnement de la borne. Typiquement ceci est matérialisé par une carte à puce contenant un verrou de la borne, des paramètres de fonctionnement convenus (degré d'inhibition, lieu par rapport aux cellules de l'infrastructure, puissance d'émission), une identité de borne, et/ou une durée de validité de l'autorisation. Ou bien cette remise est réalisée par téléchargement via le réseau téléphonique commuté au cours d'une session de connexion de la borne agréée avec les services de l'opérateur. S'il a besoin de réfléchir, l'opérateur peut quand même délivrer une autorisation comme ci dessus, mais de courte durée jusqu'à définition d'une solution durable. La borne peut dès lors fonctionner. Les mobiles dans la zone protégée captent des signaux de l'infrastructure normale, qui induisent un fonctionnement d'un certain type, et des signaux de la borne, qui induisent un fonctionnement restreint. Les signaux de la borne indiquent au mobile ce qu'il doit faire: silence acoustique, silence radio, ne pas obéir à certains ordres de l'infrastructure, etc... selon éventuellement diverses classes de priorité ou de fonctionnalité de terminaux, tranches horaires.... L'invention a donc pour objet un procédé de gestion du trafic dans un réseau de téléphonie mobile dans lequel - on installe des bornes de communication sur un territoire pour entrer en communication avec des téléphones mobiles, - on paramètre des circuits de ces bornes pour qu'elles correspondent à un usage attendu, caractérisé en ce que - on transmet des signaux de paramétrage à des bornes de communication agréées pour paramétrer ces bornes agréées, ce paramétrage conditionnant ces bornes agréées pour un usage attendu d'un type différent de celui des bornes de communication. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen de la figure qui l'accompagne. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 unique montre schématiquement un réseau de téléphonie mobile et la structure des différents moyens utilisés pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. La figure I montre un réseau utilisable pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Le réseau 1 est un réseau de téléphonie mobile et comporte un certain nombre de stations de base B1, B2, BN reliées à un circuit central 2 de transmission et de commutation. Les stations de base B1 à BN, ou bornes de communication, sont installées sur un territoire et permettent d'entrer en communication avec des téléphones mobiles tels que 3. Les stations de base comportent d'une manière classique des équipements d'émission-réception et d'organisation en fréquence, en fenêtre temporelle, ainsi qu'en codage pour convenir à différents procédés de transmission de type connu (TDMA, FDMA, CDMA). Dans le circuit central 2, un système d'exploitation comportant une unité arithmétique et logique 3 et les programmes associés 4 est en relation par l'intermédiaire d'un bus 5 avec une interface 51 de communication en liaison avec les bornes B1 à BN. Cette liaison peut être spécialisée par des fils de cuivre, des câbles coaxiaux ou des fibres optiques, ou emprunter un réseau téléphonique commuté RTC commun. Le bus 5 est également relié, selon l'invention, avec un jeu de mémoires 6 et 7 spécifiques de l'invention. Il est par ailleurs en relation avec d'autres équipements de type connu 8. Les téléphones mobiles 3 sont munis de circuits électroniques comportant essentiellement des circuits 9 d'émission-réception en relation par un bus 10 avec un microprocesseur 11 et une mémoire programme 12 ainsi qu'avec une mémoire de données 13. La mémoire programme 12 comporte des sous-programmes 14 de connexion à une borne B1 à BN de communication, des sous-programmes 15 de communication permettant la commande des circuits d'émission-réception 9, et des sous-programmes 16 de commutation propres à assurer la mobilité du téléphone mobile 3. Les sous-programmes de commutation 16 gèrent le suivi de localisation du mobile quand il ne communique pas, et, quand il communique, les opérateurs de hand-over, c'est-à-dire de transfert de communication, entre le mobile et une borne B1 et le mobile et une borne B2. Selon l'invention le sous-programme de commutation 16 comportera un élément de programme 17 permettant de vérifier la validité d'une nouvelle borne B2 avec laquelle il entre en relation. Dans ce but, dans sa mémoire de données 13, un téléphone mobile pourra contenir une liste 18 des bornes valides et/ou une liste 19 des cellules de rayonnement dans lesquelles des bornes valides sont autorisées à rayonner, et/ou une liste 20 des fonctions permises aux bornes avec lesquelles il entre en relation. En correspondance de la liste des cellules, le circuit central 2 comportera dans la mémoire 6 des enregistrements tels que 21 indiquant d'une part une identité B1 de borne et d'autre part une identité Ci de cellule dans laquelle la borne B1 est située. Dans les faits, les bornes B1, B2 et BN sont paramétrées essentiellement en puissance de rayonnement pour couvrir chacune une zone particulière et en fréquences utilisables notamment dans une gamme de fréquence concédée à un opérateur. Selon l'invention on disposera dans le réseau des bornes agréées 22. A Ces bornes agréées disposent fondamentalement des mêmes équipements que les bornes de communication B1 à BN. Toutefois elles comporteront des paramétrages propres à leur faire assurer des types de fonctionnement différents de celui des bornes de communication. Typiquement elles pourront assurer un hand-over entrant, c'est-à-dire accepter des mobiles qui entrent dans leur zone de couverture. Elles pourront également empêcher un hand-over sortant c'est-à-dire qui permettrait à un mobile qui est en communication alors qu'il est sous leur zone de couverture de continuer sa communication au moment du passage sous la couverture d'une autre borne. Pour le paramétrage la borne 22 sera relié aux circuits centraux 2 essentiellement de deux façons. Selon une première façon, la borne 22 possédera un lecteur 23 de carte à puce et recevra pour son paramétrage une carte à puce 24 amovible munie des codages nécessaires pour paramétrer la borne 22. Selon une autre façon la borne 22 sera reliée au réseau téléphonique commuté RTC 25 et, au cours d'une session de connexion avec les circuits centraux 2, elle pourra être paramétrée en conséquence. La carte à puce 24 montre d'une manière schématique les moyens de réaliser un paramétrage. La carte 24 comporte un microprocesseur 26 relié par un bus 27 à une mémoire programme 28 et à une mémoire de données 29. La mémoire de données 29 montre en substance les informations qui devront être stockées dans la borne agréée 22 en exécution, par le microprocesseur 26, du programme 28. Ces informations permettront notamment au téléphone mobile de mesurer la validité de la borne 22. Ces informations comportent essentiellement une désignation 30 de l'opérateur qui gère le circuit central 2 et qui donc autorise la mise en place de la borne 22 pour venir interférer dans le fonctionnement de ses bornes B1 à BN. Ces informations comportent également une information 31 relative à une identité, ici BA1, de la borne agréée 22. Elles comportent également une identité Ci d'une cellule dans laquelle la borne 22 est censée être mise en place. Cette identité Ci est une identité de type normalisé, par exemple du type LAC-CI, Local Area Code - Cell Identity, identité de cellule dans une région repérée par un code. La présence de cette information d'identité Ci permettra notamment au mobile de savoir que la borne agréée 22 n'a pas été déplacée par rapport à l'endroit convenu entre le maître des lieux et l'opérateur. Bien entendu d'une manière connue la mémoire 29 comportera des informations 33 qui sont des paramètres d'inhibition. Ces paramètres d'inhibition peuvent concerner la puissance, la durée, ainsi que les classes de priorité des téléphones mobiles qui doivent être inhibées. Le procédé de l'invention est le suivant. Lorsqu'un téléphone mobile est situé sous la couverture 34 d'une borne de communication, il peut également être sous la couverture 35 d'une borne agréée 22. Sous la couverture 35, il doit respecter les contraintes d'inhibition qui lui seront transmises par la borne 22. Dans ce but, la borne B2 transmet au téléphone mobile une information d'identité BA1 de la borne 22. Le téléphone 3 stocke cette information dans sa liste 18. La borne B2 lui transmet également I'identité Ci de la cellule autorisée que celui-ci stocke dans sa liste 19. Elle peut également lui transmettre la liste des fonctions d'inhibition permises à la borne BA1. Toutes ces informations sont transmises par la borne B2 parce qu'elle peut les prélever dans le circuit central 2, dans une mémoire 7, alors que le téléphone mobile 3 a indiqué qu'il percevait les émissions de balise de la borne agréée 22. En effet dans la mémoire 7 un enregistrement 36 comporte toutes ces caractéristiques utiles à la comparaison, et relative à la borne BAI. La mémoire 7 comporte par ailleurs la liste de toutes les autres bornes agréées par l'opérateur du réseau 1. Eventuellement la liste 7, ou la sous-liste relative à la borne agréée BA1, peut être mémorisée dans les circuits de mémorisation de la borne B2 qui pourra les transmettre au téléphone 3 sans passer par le circuit central 2. Possédant alors les informations relatives à la borne 22, le téléphone mobile 3, lorsqu'il capte les informations d'inhibition émises par la borne B2, peut vérifier que les informations 31 à 33 émises par cette borne 22 sont compatibles avec celles qu'il a reçues précédemment de la borne B2. Si cette compatibilité est satisfaite, les paramètres d'inhibition 33 sont appliqués au téléphone mobile 3 et sa communication est organisée en conséquence. En pratique est inhibée en tout ou partie. L'inhibition est de type connue. En pratique les programmes 14 à 16 du téléphone mobile peuvent comporter des prises en compte de ces inhibitions pour limiter l'action des circuits d'émission-réception 9. Au besoin, la borne B2 peut enjoindre au téléphone mobile 3 l'obligation de transmettre des signaux représentatifs de son identité, ou d'un élément de celle-ci, notamment sa classe de priorité. Dans ce cas, la borne agréée 22 comparera la classe de priorité du téléphone mobile 3 avec la classe de priorité des téléphones mobiles qu'elle est autorisée à neutraliser. La borne agréée 22 est capable de le faire puisqu'elle va recevoir les signaux émis par le téléphone mobile 3. Selon le cas, elle gérera ou non le téléphone mobile. Le sous-programme de mesure de validité de la borne pourra comporter un déchiffrement, dans le téléphone mobile à partir d'un code secret contenu dans ce téléphone mobile des informations concernant les paramètres de la borne agréée (notamment son identité BA1, le nom de l'opérateur et l'identité Ci de la cellule) et qui ne sont stockés dans cette borne agréée que d'une manière chiffrée par un code de chiffrement dont le téléphone mobile possède la clef sous la forme de ce code secret. Après déchiffrement le téléphone mobile vérifie que l'identité ou les paramètres de la borne 22 figurent dans sa mémoire 13. De manière complémentaire la borne 22, après avoir neutralisé un téléphone mobile 3 peut avertir, par exemple par l'intermédiaire du réseau , le circuit central 2 de manière à ce que celui-ci puisse au moyen des circuits annexes 8 orienter vers une messagerie vocale tous les appels destinés au téléphone 3 qui vient d'être neutralisé. Au cours de cet appel, on peut aussi vérifier que des conditions d'agrément de la borne 22 sont toujours valables et/ou les modifier. On peut aussi accepter que les bornes agréées 22 soient capables de dialoguer par radio avec l'infrastructure des bornes B1 à BN à des fins d'authentification et de paramétrisation. Elles sont alors munies d'une fonction téléphone mobile prisonnière, non neutralisée bien entendu, et dédiée à une signalisation d'authentification et de paramétrisation (c'est-à- dire à l'exclusion d'un trafic utile tel que vocal). Dans ce cas, elles sont par exemple elles-mêmes munies d'un téléphone mobile, prisonnier dans la borne agréée. Cette méthode est utile si certaines bornes agréées ont la permission d'être ambulantes et de changer de cellule, ou bien si un opérateur change souvent la topologie de ses cellules. Alors on peut munir la borne agréée d'un système de localisation/authentification par lequel le réseau des bornes B1 à BN localise/authentifie la borne agréée. Ce système est similaire à celui par lequel le réseau localise/authentifie un mobile. Au besoin le paramétrage lui- même est possible par le réseau de téléphonie mobile. La carte à puce 24 de la borne 22 contient un algorithme et une clé. La clé correspondant à une borne 22 est entrée dans le circuit central 2 en association avec l'identité de cette borne dans l'enregistrement 36. De temps en temps, la borne 22 se manifeste par radio auprès de la cellule. La cellule, par exemple une borne B2, émet un nombre aléatoire. La borne 22 retourne un résultat de calcul effectué sur ce nombre par l'algorithme et la clé. La borne B2 et/ou le circuit central 2 contrôlent le calcul avec celui fait à partir de la clé déclarée dans le système. La cellule met à jour sa liste des bornes agréées et les mobiles peuvent effectuer leur contrôle comme avant. Ou bien la cellule donne à la borne un ordre de validation ou d'extinction. Les mobiles n'ont alors plus besoin de faire de contrôle par eux-mêmes. On peut envisager que certains types de bornes 22 ne nécessitent pas de vérification individuelle par les mobiles. Il peut quand même rester une maîtrise globale par la cellule, avec le concours des mobiles. A cet effet la borne B2 de la cellule Ci délivre des instructions générales relatives aux bornes: interdiction générale de toute borne dans cette cellule, ou autorisation de bornes agréées de certaines classes (interdiction des bornes de restaurant, mais pas des bornes d'hôpital... ). Les mobiles appliquent alors ces consignes et ignorent les bornes ainsi écartées. L'opérateur peut diffuser dans ses cellules diverses informations influant sur le fonctionnement des mobiles, indépendamment ou concouramment aux bornes agréées 22. D'abord, s'il a choisi de résoudre un problème général par réglage de l'infrastructure, sans l'aide de bornes, il diffuse un certain degré d'inhibition global des mobiles sur la cellule. Par exemple il ordonne un silence acoustique pour les mobiles de classe non prioritaire sur toute la cellule. Ou bien, par la liste 20 des fonctions permises par la borne, il peut exclure certaines inhibitions, qui avaient été accordées à la borne mais qui ne sont plus maintenant accordées (tout en restant mémorisées dans la zone 33). Dans ce cas le mobile qui reçoit de telles inhibitions les ignore. Enfin l'opérateur peut avoir autorisé provisoirement une inhibition par une borne agréée et se raviser après étude du dossier, ou en cas de problème constaté sur le terrain. L'opérateur peut alors diffuser sur la cellule o se trouve la borne une liste, noire, de bornes à ignorer, ou les supprimer de la liste 18, qui de ce point de vue est une liste blanche. En résumé, le comportement du mobile résulte de la confrontation, qu'il opère lui-même, de ses caractéristiques propres, de ses caractéristiques d'abonnement, notamment contenue dans sa carte SIM en GSM, d'informations diffusées par l'opérateur sur la cellule, par l'intermédiaire de la borne B2, et de droits locaux exprimés par des bornes agréées 22. Les téléphones mobiles seront de préférence susceptibles de fonctionner sans sonnerie (vibreur, répondeur, afficheur, SMS). Selon la forme de la zone, la borne rayonne sur toute la zone, ou bien comporte des antennes périmétriques (à chaque porte). Le fonctionnement diffère alors légèrement. Dans le premier cas, si le mobile est oisif, on peut le laisser se réveiller seul selon son algorithme interne d'écoute sporadique et capter alors les signaux normaux et les signaux de la borne 22. Dans le deuxième cas, le mobile doit être capable de capter instantanément au passage de la porte. Le fait de retenir le voisinage de la cellule agréée pour constituer un code d'agrément (qui est testé par les téléphones mobiles) permet à un opérateur de maîtriser simplement l'utilisation des bornes agréées par lui. En variante, plutôt que d'utiliser l'information LAC-CI, on peut utiliser dans le code de reconnaissance les identités des stations B1 à BN voisines, que le mobile connaît, et que la borne agréée est sensée lui signaler. REVENDICATIONS 1 - Procédé de gestion du trafic dans un réseau (1) de téléphonie mobile dans lequel - on installe des bornes (B1, B2, BN) de communication sur un territoire pour entrer en communication avec des téléphones mobiles, - on paramètre des circuits de ces bornes pour qu'elles correspondent à un usage attendu, caractérisé en ce que - on transmet (24, 25) des signaux de paramétrage à des bornes de communication agréées (22) pour paramétrer ces bornes agréées, ce paramétrage conditionnant ces bornes agréées pour un usage attendu d'un type différent de celui des bornes de communication. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on transmet les signaux de paramétrage par une liaison téléphonique. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'on transmet les signaux de paramétrage par une carte à puce (24) amovible. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que - on transmet à un téléphone mobile via une borne agréée (22) des informations concernant des paramètres (30-33) de cette borne agréée, - on vérifie (17) dans ce téléphone mobile la validité de la borne agréée qui a transmis ces informations, - on organise (16) la communication de ce téléphone mobile en fonction de ces paramètres. - Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que - on transmet au téléphone mobile à partir d'autres bornes (B2) de communication du réseau des informations de vérification de la borne agréée. 6 - Procédé selon l'une des revendications 4 à 5 caractérisé en ce que - en organisant la communication, on inhibe le fonctionnement du téléphone mobile. 7 - Procédé selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que - le téléphone mobile émet des signaux représentatifs de son identité, et - la borne agréée émet des signaux correspondant à cette identité pour organiser la communication d'un téléphone mobile qui a émis de tels signaux représentatifs de son identité. 8 - Procédé selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que - pour vérifier on déchiffre dans le téléphone mobile, à partir d'un code secret contenu dans ce téléphone mobile, les informations concernant des paramètres de cette borne agréée. 9 - Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que - on mémorise, de préférence dans une mémoire d'un téléphone mobile, une liste (18) de bornes agréées, et - pour vérifier on vérifie qu'une identité de la borne agréée figure dans cette liste. - Procédé selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que - on mémorise dans une mémoire d'un téléphone mobile une identité (19) de cellule dans laquelle se trouve ce téléphone mobile et qui lui est transmise par une borne de communication, et - pour vérifier on vérifie qu'une identité de cellule transmise par la borne agréée est identique à l'identité mémorisée de la cellule. 1 - Procédé selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que - on mémorise dans une mémoire d'un téléphone mobile une liste (20) de fonctions permises à la borne agréée, et - on met en oeuvre parmi les fonctions imposées par cette borne agréée au téléphone mobile celles qui figurent dans cette liste. 12 - Procédé selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que - la borne agréée transmet au réseau une information d'une identité d'un téléphone mobile dont elle a organisé la communication. 13 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que - on établit une communication entre une borne autorisée du réseau et une borne agréée, et - on vérifie à l'occasion de cette communication un agrément de la borne agréée.