Brevet FR2801758A1 — publié le 20010601

La présente invention concerne un procédé de gestion automatique d'un plan de fréquences de réseau de radiocommunication cellulaire ainsi qu'un procédé de mise à jour automatique d'un plan de fréquences de réseau de radiocommunication cellulaire. On entend par radiocommunication toute communication par un signal hertzien indépendamment des normes relatives aux conditions d'émission de ce signal. Les réseaux de radiocommunication cellulaire existants comportent une série de stations de base fixes équipées pour communiquer avec des stations mobiles. La portée des stations de base fixes doit être suffisante pour que les cellules dont le contour est délimité par cette portée se recouvrent partiellement afin de permettre le basculement d'une liaison radio entre une station mobile et une station de base vers une liaison radio entre cette station mobile et la station de base adjacente lorsque la station mobile se déplace d'une cellule à la cellule adjacente. Par ailleurs, on sait que les stations de base fixes sont équipées pour communiquer à différentes fréquences avec des stations mobiles. Afin d'éviter un risque d'interférences entre les fréquences de communication lorsqu'une station mobile se trouve dans une zone de recouvrement de deux cellules adjacentes, il est nécessaire d'établir un plan de fréquence affectant une fréquence de communication propre à chaque station de base. Dans les réseaux de radiocommunication cellulaire existants, le plan de fréquence est établi lors de la conception du réseau, en particulier lors de l'étude de l'implantation des différentes stations de base constituant le réseau. Un problème se pose lorsque le réseau est susceptible de modifications importantes en ce qui concerne l'implantation des stations de base. C'est le cas notamment pour des réseaux locaux, en particulier des réseaux implantés dans les bureaux d'une société où les changements d'organisation peuvent entraîner des mouvements de personnel impliquant une modification de la répartition des communications justifiant une modification de l'implantation des stations de base ou un dédoublement de certaines d'entre elles. Dans ce cas la réalisation d'un nouveau plan de fréquence suppose une connaissance de l'implantation de chacune des stations de base du réseau, c'est-à-dire non seulement une connaissance de la structure initiale du réseau -mais également de toutes les modifications de celui-ci. Une telle contrainte pose souvent des problèmes, en particulier pour les réseaux locaux implantés par des entreprises extérieures lorsque celles-ci ont laissé des informations incomplètes ou lorsque les informations laissées ont été mal archivées. Selon l'invention on propose un procédé de gestion automatique dl un plan de fréquence d'un réseau de radiocommunication cellulaire comportant une série de stations de base fixes équipées pour communiquer a différentes fréquences avec. des stations mobiles, ce procédé comportant les étapes de sélectionner successivement chacune des stations de base et affecter à la station de base sélectionnée une fréquence qui est déterminée au'moyen d'un algorithme excluant les fréquences déjà affectées a-.-ix stations de base adjacentes. Ainsi, lorsqu'une modification a été apportée au réseau, il suffit de relancer la mise en oeuvre du procédé de gestion automatique pour que le nouveau plan., de fréquence obtenu prenne en compte la modification apportée. Selon une version avantageuse de l'invention, la fréquence affectée à la station de base sélectionnée est transmise aux stations de base adjacentes par un signal de réservation radio émis par la station de base sélectionnée. Ainsi, seules les stations de base recevant le signal de réservation sont concernées par le risque d'interférence avec la station de base sélectionnée de sorte que l'on réalise une détermination automatique des stations de base devant être considérées comme des stations de base adjacentes à la station de base sélectionnée. Cette procédure permet en particulier de tenir compte automatiquement des obstacles radioélectriques qui peuvent affecter le contour effectif d'une cellule de sorte qu'une station de base géographiquement proche peut être considérée comme une station de base non adjacente au sens d'une communication radio. De préférence, le signal de réservation est émis à la fréquence qui est affectée à la station de base sélectionnée. Ainsi, la détection de la fréquence porteuse du signal de reconnaissance permet aux stations de base adjacentes de déterminer la fréquence qui a été affectée à la station de base sélectionnée. Par ailleurs, l'invention concerne également un procédé de mise à jour automatique d'un plan de fréquences de réseau de radiocommunication cellulaire après une nouvelle implantation d'au moins une station de base parmi une série de stations de base équipées pour communiquer à différentes fréquences avec des stations mobiles, ce procédé comportant les étapes de sélectionner les stations de base adjacentes à la station de base nouvellement implantée 2!t affecter à la station de base nouvellement implantée une fréquence qui est déterminée au moyen d'un algorithme excluant les fréquences déjà affectées aux stations (île base adjacentes. Ainsi, le plan de -Fréquences du réseau est modifié localement sans qu'il soit nécessaire de procéder à une réinitialisation complète de celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaÎtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en oeuvre particulier non limitatif des procédés de gestion et de mise a ]our automatique selon l'invention en relation avec les figures ci-jointes parmi lesquelles : - la f igure 1 est une représentation schématique d'un réseau de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la f igures 2 est une représentation schématique du réseau de la figure 1 après réalisation d'une nouvelle implantation. En référence à la figure 1, le réseau de communication cellulaire dans lequel est mis en oeuvre le procédé selon l'invention comporte de façon connue en soi des stations de base fixes portant la référence numérique générale 2 et les références numériques particulières 2.1, 2.2, ... permettant de les différencier. Les stations de base 2 sont reliées à un organe central 3 par une série d'éléments de liaison 4 représentés par des traits mixtes sur la figure. Bien que sur la figure les éléments de liaison 4 aient été représentés sous forme d'une ligne individuelle reliant chaque station de base 2 à l'organe central 3, on peut prévoir un réseau en boucle sur lequel les stations de base sont branchées et communiquent avec la station centrale 3 selon un protocole de communication par paquets. De façon également connue en soi, chaque station de base est équipée de façon appropriée pour communiquer sur différentes fréquences porteuses avec des stations mobiles 5 qui se déplacent dans le réseau. La portée de chaque station de base et les obstacles radioélectriques existant aux alentours de chaque station de base, déterminent la portée de la station de base dans différentes directior.s et par voie de conséquence le contour de la cellule 1 dans laquelle chaque station de base est apte à communiquer avec une station mobile 5. Pour la simplification du dessin, toutes les stations de base 2 ont été considérées comme ayant la même portée dans toutes les directions et ont donc été représentées sous forme d'un cercle dont le rayon correspond à la puissance nominale de fonctionnement de la station de base correspondante. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, l'organe de gestion central 3 procède tout d'abord selon une procédure connue par elle-même à la détection de l'ensemble des stations de base reliées au réseau. L'organe central 3 sélectionne ensuite successivement, par exemple dans l'ordre des numéros d'identification, chacune des stations de base afin de lui affecter une fréquence qui est déterminée au moyen d'un algorithme excluant les fréquences déjà affectées aux stations de base adjacentes. A titre d'exemple, on prévoit d'identifier chaque fréquence par un numéro d'ordre, Fl pour une première fréquence, F2 pour la deuxième fréquence .... et d'affecter à la station de base sélectionnée la fréquence d'ordre le plus bas disponible par rapport aux stations de bases adjacentes. Dans le réseau illustré sur la figure 1, la première station de base 2.1 se voit donc affecter la fréquence Fl. L'organe central 3 envoie ensuite à la station de base sélectionnée, ici la station de base 2.1, un ordre d'émission d'un signal de réservation radio à la fréquence qui lui a été affectée et contenant l'identification de la station de base sélectionnée. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, la station de base 2.1 émet donc un signal de réservation à la fréquence Fl. On notera à ce propos que dans le fonctionnement normal du réseau la station de base 2.1 communique sur la fréquence Fl avec les stations mobiles et non avec les stations de bases avoisinantes. La puissance nominale de chaque station de base est donc juste suffisante pour assurer un léger recouvrement avec la cellule voisine et permettre un transfert de communication. Afin de permettre une bonne réception du signal de réservation pendant l'établissement du plan de fréquences le signal de réservation est donc de préférence émis avec une puissance supérieure à la puissance nominale de la station de base 2.1 afin que le signal ainsi émis parvienne aux stations de base adjacentes, ici les stations de base 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.8 et 2.9, avec un niveau de puissance supérieur à un seuil de référence et aux stations de base plus lointaines, telles que les stations de base 2.2, 2.10 et 2.7, avec un niveau de puissance inférieur au seuil de référence. Les stations de base adjacentes à la station de base 2.1 mémorisent alors la fréquence du signal reçu de la station de base 2.1 et envoient à la station centrale l'information selon laquelle elles se sont reconnues comme étant des stations de base adjacentes à la station de base 2.1. L'organe central 3 sélectionne ensuite la station de base 2.2. Aucune fréquence n'ayant été affectée aux stations adjacentes dans l'exemple illustré, la fréquence Fi est à nouveau affectée à la station de base 2.2 et un message à cette fréquence est émis par cette station de sorte que les stations de base 2.4, 2.5, et 2.10 se reconnaissent adjacentes à la station de base 2.2 et s'identifient comme telles auprès de l'organe central 3. Lorsque la station de base 2.3 est sélectionnée, la fréquence Fi mémorisée comme appartenant à la station de base adjacente 2.1 est éliminée et la fréquence F2 est affectée à la station de base 2.3. On remarquera à ce propos que dans la mesure où les fréquences allouées aux stations de base adjacentes s'ont mémorisées dans chacune des stations de base, chaque station de base peut déterminer par elle-même la fréquence qui lui est affectée. On peut également prévoir de mettre en oeuvre l'algorithme d'affectation dans l'organe central 3 qui donne alors un ordre d'émission à la station de base sélectionnée. Lors de la sélection de la station de base 2.4, la fréquence Fl affectée à la station de base adjacente 2.1 est éliminée ainsi que la fréquence F2 affectée à la station de base adjacente 2.3. La fréquence F3 est donc affectée à la station de base 2.4. Le cycle de sélection d'une station de base et d'affectation d'une fréquence est répété jusqu'à ce qu'une fréquence ait été affectée à toutes les stations de base. Afin d'accélérer l'établissement du plan de fréquences du réseau on peut également prévoir que l'émission du signal radio par une station de base déclenche automatiquement dans les stations de base adjacentes un cycle de sélection et d'affectation d'une fréquence avec une temporisation différente dans chacune des stations de base adjacentes afin qu'une fréquence puisse être successivement affectée à chacune d'entre elles. La figure 2 illustre un réseau dans lequel il s'est avere nécessaire de dédoubler la station de base 2.5, par exemple pour pallier des défauts de propagation apparus à la suite d'une modification du cloisonnement des bureaux contenus dans la zone initialement couverte par la station de base 2.5. Il serait bien entendu possible de procéder à une réinitialisation complète du réseau pour constituer un nouveau plan de fréquences. Dans le cas d'un réseau de grande dimension, on peut toutefois réduire le temps d'établissement du nouveau plan de fréquences en mettant en oeu,vre un procédé de mise à jour consistant simplement à sélectionner les stations de base adjacentes à la station de base nouvellement implantée et affecter à la station de base nouvellement implantée, une frëquence qui est déterminée au moyen d'un algorithme excluant les fréquences déjà affectées au stations de base adjacentes. A titre d'exemple, on prévoit de faire détecter par l'organe central 3 le débranch ement de la station de base 2.5 et le branchement des stations de base 2.51 et 2.52 qui la remplacent. Une instruction est alors donnée par l'organe central 3 à la station de base 2.51 pour qu'elle émette sur un canal de signalisation commun aux différentes stations de base, un signal de demande de reconnaissance ayant une puissance suffisante pour atteindre les stations de base adjacentes avec une puissance supérieure au seuil de référence, puis de faire émettre successivement par chacune des stations de base adjacente un signal de reconnaissance à la fréquence affectée à la station de base correspondante afin que la station de base 2.51 nouvellement implantée reconnaisse les fréquences qui doivent être éliminées en application de l'algorithme d'affectation de fréquences. Dans l'exemple illustré, la station de base 2.51 détecte ainsi que les fréquences Fl et F3 sont affectées aux stations de base adjacentes de sorte que la fréquence F2 est affectée à la station de base 2.51. La même opération est répétée avec la station de base 2.52 qui détecte l'affectation des fréquences Fl, F2 et F3 affectées aux stations de base adjacentes, de sorte qu'une quatrième fréquence F4 est affectée à la station de base 2.52. On notera à ce propos que si l'on souhaite pouvoir dédoubler une station de base, il est nécessaire de prévoir un nombre de fréquences disponibles supérieur au nombre de fréquences initialement nécessaires pour établir le plan de fréquences. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de#mise en oeuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. .# En particulier, bien que le procédé selon l'invention ait été décrit en relation avec un réseau comportant un organe central 3, on peut prévoir de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention en déclenchant une réinitialisation complète du plan de fréquences du réseau à partir de l'une quelconque des stations de base en particulier lorsque les stations de base sont raccordées à une boucle, la première fréquence ' étant affectée à la station de base à partir de laquelle la réinitialisation est effectuée. Bien que dans l'algorithme décrit la fréquence disponible d'ordre le plus faible soit affectée à la station de base sélectionnée, on peut prévoir d'affecter au hasard l'une des fréquences disponibles à la station de base sélectionnée. Dans le cas où le réseau comporte un organe central dans lequel sont mémorisées des informations concernant les fréquences affectées aux différentes stations de base et les informations relatives aux stations de base adjacentes à chacune des stations de base, on peut lors d'une mise à jour faire simplement émettre par la station de base nouvellement implantée un signal de reconnaissance détecté par les stations de base adjacentes qui s'identifient auprès de l'organe central, celui-ci étant alors en mesure de déterminer immédiatement la fréquence qui doit être affectée à la station de base nouvellement implantée. Le même procédé peut également être utilisé pour l'établissement du plan de fréquences initial lorsque les différentes stations de base ne sont pas équipées pour mémoriser les fréquences affectées aux stations de base, adjacentes. On peut également prévoir de réaliser un plan de fréquence de façon automatique sans mémoriser les, fréquences affectées. Il suffit en effet de faire émettre de façon continue un signal par les stations de base auxquelles une fréquence a déjà été affectée et de faire balayer en réception à la station de base sélectionnée les différentes fréquences possibles. Lorsqu'aucun signal supérieur ou égal au seuil de référence n'est reçu à l'une de ces fréquences, celle-ci est disponible pour la station de base sélectionnée et peut lui être affectée. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un signal de réservation qui est émis par la station de base sélectionnée à la fréquence qui lui est affectée, on peut envoyer un signal de réservation sur un canal de signalisation à une fréquence commune aux stations de base en incluant dans le message transmis l'identification de la station de base émettrice et la fréquence qui lui est affectée. Bien qu'il ait été prévu démettre le signal de réservation à une puissance supérieure à la puissance nominale de la station de base sélectionnée, on peut prévoir une émission à la puissance nominale en choisissant un seuil de référence approprié pour faire une distinction entre les stations de base qui doivent être considérées comme adjacentes et les stations de base non adjacentes. REVENDICATIONS 1. Procédé de gestion automatique d'un plan de fréquence d'un réseau de radiocommunication cellulaire comportant une série de stations de base fixes (2) équipées pour communiquer à différentes fréquences (Fl - F4) avec des stations mobiles (5), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de sélectionner successivement chacune des stations de base (2) et affecter à la station de base sélectionnée une fréquence qui est déterminée au moyen d'un algorithme excluant des fréquences déjà affectées aux stations de base adjacentes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence affectée à la station de base sélectionnée est transmise aux stations de base adjacentes par un signal de réservation radio émis par la station de base sélectionnée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de réservation est émis à la fréquence qui est affectée à la station de base sélectionnée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal de réservation est émis à une puissance supérieure à une puissance nominale de fonctionnement de la station de base sélectionnée. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications p récédentes, caractérisé en ce que la fréquence affectée à la station de base sélectionnée est mémorisée dans les stations de base adjacentes. 6. Procédé selon liune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape d'identifier chaque station de base sélectionnée et de mémoriser cette identification en relation avec les stations de base adjacentes. 7. Procédé de mise à jour automatique d'un plan de fréquences de réseau de radiocommunication cellulaire après une nouvelle implantation d'au moins une station de base dans une série de stations de base équipées pour communiquer à différentes fréquences avec des stations mobiles, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de sélectionner les stations de base adjacentes à la station de base nouvellement implantée et affecter à la station de base nouvellement implantée une fréquence qui est déterminée au moyen d'un algorithme excluant les fréquences déjà affectées aux stations de base adjacentes. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la sélection des stations de base adjacentes est réalisé par une détection à la station de base nouvellement implantée d'un signal de reconnaissance radio émis par les stations de base adjacentes. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les stations de base émettant un signal de reconnaissance sont celles ayant reçu un signal de demande de reconnaissance émis sur un canal de signalisation commun aux différentes stations de base par la station de base nouvellement implantée.