Brevet FR2809272A1 — publié le 20011123

La présente invention concerne le domaine de la gestion des communications dans les réseaux de radiocommunication cellulaires, notamment des transmissions descendantes vers stations ou terminaux mobiles faisant partie de ces réseaux et des transmissions montantes desdits mobiles vers lesdits réseaux. La présente invention a pour objet procédé de transmission de données en temps réel par paquets et un réseau de radiocommunication cellulaire mettant en oeuvre ce procédé. Dans la présente, le terme "montant" utilisé pour désigner une transmission ou un canal de transmission d'un ou de plusieurs terminaux mobiles vers le réseau ("uplink") et terme "descendant" pour désigner une transmission ou un canal de transmission du réseau vers un ou plusieurs mobiles qui lui sont affiliés ("downlink"). Actuellement, dans le cadre de la transmission d'informations par paquets, par exemple suivant les standards connus sous les désignations G.P.R.S. (pour "General Packet Radio Service"), E.G.P.R.S. (pour "Enhanced General Packet Radio Service") G.E.R.A.N. (pour "GSM/EDGE/RAN"), il est courant que plusieurs terminaux ou stations mobiles soient multiplexé(e)s sur une même voie de transmission ou un même canal descendant(e) (PDCHID), c'est-à-dire que le réseau envoie une pluralité de blocs d'informations sur au moins un intervalle ou une fenêtre temporel(le) alloué(e) simultanément à plusieurs terminaux mobiles, chacun de ces derniers pouvant se voir affecter un(e) ou plusieurs intervalle(s) ou fenêtre(s) temporel(le)s. De même, dans ces standards, plusieurs terminaux ou stations mobiles peuvent également être multiplexés sur une même voie de transmission ou un même canal montant (PDCH/U), c'est-à-dire qu'une pluralité de blocs d'informations provenant d'une pluralité de mobiles sont transmis sur au moins un intervalle ou au moins fenêtre temporel(le) commun(e) qui leur est simultanément alloué(e), vers réseau. Pour assurer la gestion des ressources de transmission communes et éviter les conflits, il est alors nécessaire, dans les contextes précités, de procéder à une attribution des blocs en transmission montante et descendante. pour pouvoir effectuer des transmissions avec un flux de données en temps réel, il est nécessaire de pouvoir disposer d'un débit binaire sensiblement constant et préférablement d'un délai de transmission le plus court possible. Différentes classes de trafic ont été proposées le standard G.E.R.A.N., dont au moins deux, à savoir celles connues sous les désignations "Conversational Traffic Class" et "Streaming Traffic Class", sont orientées vers un trafic en temps réel. ce qui concerne les trois standards précités, deux modes d'allocation ou d'attribution de blocs ont été proposés, pour les transmissions montantes, à savoir un mode d'attribution dynamique et un mode d'attribution fixe, présentant tous deux des inconvénients et des limitations qui les rendent inadaptés à une transmission en temps réel. Ainsi, le mode d'attribution dynamique est caractérisé par le fait que le mobile transmet un bloc ou un groupe de quatre blocs sur un canal de transmission de données par paquets (PDCH) après détection d'un indicateur d'état de transmission montante (USF) alloué sur le côté descendant pour chaque canal PDCH attribué. Pour assurer un débit binaire constant, il y a lieu dans un tel mode d'attribution dynamique, n'autorisant pas une allocation anticipée d'un message USF à un mobile, de faire allouer périodiquement un USF spécifique à chaque mobile, tout défaut dans la périodicité d'attribution induisant toutefois un débit variable sur l'interface air, ne satisfaisant pas aux conditions de débit binaire constant nécessaire pour un trafic en temps réel. Ce mode d'attribution est par conséquent, du fait même de sa nature, inapproprié pour garantir les conditions requises pour la transmission en temps réel et sa mise en oeuvre peut s'avérer délicate et fastidieuse pour le réseau. Le mode d'attribution fixe est caractérisé fait que le réseau envoie à chaque mobile concerné par une transmission montante multiplexée, préalablement à la transmission des blocs données ou d'informations, un message désignant les différents blocs montants alloués et dont chaque bit permet à un mobile considéré de déterminer si un bloc donné fait partie ou non des blocs qui lui ont été attribués un intervalle de temps alloué ou sur tous les intervalles de temps alloués pour ladite transmission montante. Ce message d'attribution de ressources contient un champ désigné par le terme "ALLOCATION_BITMAP" dans les recommandations GSM n 04.18 et n 04.60 de l'E.T.S.I. Bien qu'étant mieux adapté à une transmission avec flux en temps réel que le mode d'attribution dynamique, ce mode d'attribution fixe présente toutefois un inconvénient majeur, à savoir que, du fait de la longueur obligatoirement finie du champ "ALLOCATION BITMAP", le réseau devra procéder à une réattribution périodique d'un nouveau champ "ALLOCATION_BITMAP" pour chaque mobile donné. Ainsi, à l'expiration de la série limitée d'attributions définies par chaque champ "ALLOCATION_BITMAP" consécutif la ressource radio est sollicitée pour l'envoi d'un nouveau champ "ALLOCATION BITMAP" et de ce fait un débit binaire constant ne peut être assuré pour la transmission des données (bande passante supplémentaire nécessaire pour cette signalisation). Il est alors obligatoire d'utiliser des tampons de grande capacité au niveau du mobile pour tenter de réguler le debit, avec des conséquences négatives au niveau de l'utilisation de la mémoire du mobile et de la taille nécessaire pour cette dernière, ainsi que sur le délai résultant au niveau de la transmission. ailleurs, il convient également de noter ce mode d'attribution fixe n'existe actuellement que pour les transmissions montantes et ne peut s'appliquer qu'aux canaux de transmission par paquets (et non pas au canal de contrôle dédié au circuit - DCCH). problème posé à la présente invention consiste à pallier aux inconvénients des solutions existantes et à proposer un mécanisme d'allocation ou d'attribution de ressources de transmission partagées entre plusieurs mobiles dans des réseaux du type précité pour un transfert de données en temps réel avec un délai court sensiblement constant. Ce mécanisme devra être simple à mettre en oeuvre, tirer profit de manière optimale de la bande passante, être applicable aux transmissions par paquets montantes et descendantes et être notamment compatible avec les standards G.P.R.S. et E.G.P.R.S., ainsi qu'éventuellement G.E.R.A.N. Pour résoudre ce problème, la présente invention propose un procédé de transmission de données en temps réel, par paquets, entre un réseau et moins un terminal de radiocommunication mobile, la transmission etant effectuée sur une pluralité de multitrames comprenant chacune un nombre donné de blocs, procédé caractérisé en ce que, préalablement à chaque transmission, le réseau alloue au terminal ou à chaque terminal considéré des blocs spécifiques répartis sensiblement périodiquement dans le temps. Cette allocation peut avantageusement être réalisée par l'envoi d'un message unique en début de transmission du réseau vers le terminal considéré définissant les blocs et leurs périodicités et valable pour toute la durée de la transmission. Conformément à un mode de réalisation préférentiel l'invention, avantageusement applicable dans le cas de terminaux mobiles multiplexés un ou des même(s) intervalle(s) de temps et d'un protocole de transmission utilisant des multitrames se répétant de manière prédéterminée notamment périodiquement dans le temps, le réseau envoie au terminal considéré, préalablement à chaque transmission, un numéro une suite de numéros de bloc(s) situé(s) ou réparti(s) de manière identique dans chaque multitrame pour chaque intervalle de temps ("timeslot") alloué et qui lui est/sont attribué (s) pour toute la durée de la transmission concernée. Comme cela ressort de ce qui précède, l'idée de base de l'invention d'exploiter la récurrence périodique ou quasi-périodique de blocs d'informations élémentaires dans la structure des canaux radio logiques. effet, les trames TDMA (Time Division Multiple Access Accès Multiple par Répartition dans le Temps) font partie de multitrames qui se répètent d'une manière prévisible dans le temps pour le terminal mobile et le réseau. Il est donc aisé d'attribuer à chaque mobile multiplexé un bloc élémentaire de ressource radio et d'y faire référence par un indicateur ou un identifiant, tel que par exemple un numéro. Grâce aux dispositions mentionnées ci-dessus, le temps transmission diminué et le débit demeure constant dans le temps, du fait de la périodicité des ressources allouées et de leur prévisibilité pour la durée de la transmission. outre, l'attribution unique en début de transmission évite la cassure et la perturbation du rythme de transmission des données par des envois de messages d'attribution successifs. Dans le cas d'une liaison de communication bidirectionnelle entre le réseau et le mobile considéré, il doit être prévu d'envoyer au mobile considéré première suite de numéros d'attribution de blocs pour chaque intervalle de temps alloué en transmission montante sur chaque canal transmission de données par paquets et une seconde suite de numéros d'attribution de blocs pour chaque intervalle de temps alloué transmission descendante sur chaque canal de transmission de données par paquets, deux suites étant identiques ou non. Avantageusement, le numéro ou la suite de numéros d'attribution ou d'allocation de blocs dans chaque intervalle de temps alloué à un mobile considéré est envoyé(e) audit terminal mobile, multiplexé un ou plusieurs intervalle(s) de temps avec un ou plusieurs autres terminaux mobiles, début d'établissement de la transmission par paquets, ensemble avec l'attribution de leur fréquence ou de leur loi de sauts de fréquences leur intervalle de temps spécifiques communs, en tant que sous-attribution particulière pour chacun desdits terminaux mobiles multiplexés. Cette sous-attribution peut, par exemple, se présenter, notamment dans le cas des standards G.P.R.S. et E.G.P.R.S., sous la forme d'un champ unique du type "ALLOCATION_BITMAP" d'un message d'attribution valable pour toute la durée de la transmission et évitant aux mobiles d'attendre une nouvelle attribution en cours de transmission. L'allocation ou l'attribution périodique de blocs spécifiques à un terminal mobile donné peut, par exemple, être déterminée en fonction, notamment, de ses éventuelles possibilités de transmission dans intervalles de temps multiples, du débit requis pour le flux de données attendu, du niveau de qualité de service souhaité pour la transmission, particulier du délai maximal acceptable dû à la transmission, et/ou du degré requis de fiabilité et de sécurité de la transmission. Le procédé selon la présente invention est particulièrement adapté pour une mise en oeuvre avec des multitrames présentant une configuration du type multitrame 52 ("52 multiframe"). Toutefois, il pourra également être appliqué en relation avec des multitrames présentant une configuration du type multitrame 51 ("51 multiframe"), les terminaux mobiles étant du type dit de classe A (terminaux mobiles pouvant réaliser en parallèle un transfert par paquets et une connection de service de circuit), notamment pour réaliser de la transmission par paquets sur un ou des canaux de contrôle dédiés aux circuits (DCCH). A titre d'exemple illustratif, mais non limitatif, on décrit ci- après une possibilité d'application particulière de l'invention en relation avec le standard G.P.R.S. Dans le cadre de ce dernier, le réseau attribue au mobile un canal de transmission de données par paquets (PDCH) défini par une fréquence ou une loi de sauts fréquentiels et un ou plusieurs intervalles de temps ("timeslot"). Tous les canaux PDCH sont transmis dans une configuration multitrame du type "52 multiframe" telle que représentée sur le dessin annexé la présente. Cette multitrame est formée de douze blocs de données BO à B 11 (chacune formée de quatre trames TDMA) et de quatre trames vides (1). Chaque bloc peut être partagé entre plusieurs mobiles sur chaque canal PDCH montant et/ou sur chaque canal PDCH descendant de la multitrame précitée. Conformément à l'exemple représenté sur le dessin annexé, le réseau peut attribuer à un premier mobile MS 1 une fréquence f1 et un intervalle temporel TSO pour un transfert par paquets montant et lui allouer simultanément les blocs BO et B7 de la multitrame, ce qui signifie que ledit mobile MS1 transmettra toujours dans les blocs BO et B7 sur l'intervalle de temps TSO et à la fréquence f1. Ensuite, le réseau peut attribuer, également en transmission montante, le même couple (fréquence f1 / intervalle temporel TSO) un second mobile et lui allouer par exemple les blocs B2, B9 et B 10. Enfin, le réseau peut par ailleurs attribuer, également en transmission montante, le même couple (fréquence f1 / intervalle temporel TSO) à un troisième mobile et lui allouer par exemple les blocs B3, B5, B6 et B8. Bien entendu, ces attributions et allocations sont répétées pour chaque multitrame. Pour réaliser ces attributions et allocations, le réseau peut par exemple envoyer un "bitmap" dans un message d'attribution de ressources pour un ou des intervalle(s) temporel(s) attribué en transmission montante et/ou un "bitmap" dans un message d'attribution de ressources pour un ou des intervalle(s) temporel(s) attribué en transmission descendante. Ainsi, un intervalle temporel donné TS pourra être affecté d'une allocation blocs au moyen d'indicateurs ou de drapeaux du type (i, j) avec i variant de 0 à 7 et avec j variant de 0 à 11. Dans ce cas, un "bitmap" adressé à un mobile (pour une transmission montante ou descendante) et comprenant une suite tels indicateurs pourra être interprété de la manière suivante * en transmission montante - si TS (i, j) = 1, alors le mobile concerné transmettra dans l'intervalle TS du bloc Bj, - si TS (i, j) = 0, alors le mobile concerné ne transmettra pas dans l'intervalle du bloc Bj, * en transmission descendante - si TS (i, ') = 1, alors le mobile concerné recevra dans l'intervalle TS du bloc Bj, - si TS (i, j) = 0, alors le mobile concerné ne recevra pas dans l'intervalle TS du bloc Bj. On notera que le procédé selon l'invention peut également être combiné avec un mode d'allocation du type dit fixe ou du type dit dynamique, le réseau pouvant multiplexer plusieurs mobiles sur la même ressource montante en utilisant différents modes d'allocation. Le réseau pourra par exemple attribuer une allocation (f1, TSO, USF) à un premier mobile et une allocation (f1, TSO, allocation des blocs BO et B7 selon l'invention) à un second mobile, le réseau n'étant pas autorisé à délivrer un indicateur USF au premier mobile pour les blocs BO et B7 dans l'intervalle de temps TO de la fréquence f1. La présente invention a également pour objet un réseau cellulaire télécommunication radio comprenant une pluralité de stations fixes réparties géographiquement et une pluralité de terminaux mobiles pouvant être mis en communication mutuellement pour une transmission montante mobiles vers le réseau et/ou une transmission descendante du réseau vers les mobiles, lesdites transmissions de données s'effectuant en temps réel par paquets sur une pluralité de multitrames formées chacune d'un nombre donné de blocs et pouvant être chacune partagée entre plusieurs terminaux mobiles, caractérisé en ce qu'à chaque terminal mobile sont alloués ou attribués, lors de l'établissement d'une transmission et pour toute la durée de ladite transmission, des blocs spécifiques répartis sensiblement périodiquement dans le temps. Préférentiellement, l'allocation ou l'attribution par le réseau de blocs specifiques aux mobiles est effectuée selon le procédé décrit ci-dessus et le protocole de transmission est d'un type choisi dans le groupe formé des protocoles connus respectivement sous les désignations G.P.R.S., E.G.P.R et G.E.R.A.N. Enfin, l'invention a également pour objet un terminal mobile de radiocommunication cellulaire, faisant éventuellement partie d'un réseau que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il est adapté pour la mise en oeuvre du proce ' de transmission de données en temps réel décrit précédemment. Grâce à l'invention, il est possible de proposer un procédé transmission permettant au réseau de distribuer de manière flexible volume données à transmettre sur plusieurs intervalles temporels pour une transmission par paquets montante et/ou descendante, tout multiplexant plusieurs mobiles sur un ou plusieurs canaux de transmission montants ou descendants et en garantissant un débit binaire constant et délais de transmission faibles, bien adaptés à des transmissions de données par flux en temps réel. En outre, le procédé de transmission pourra également etre appliqué à des canaux de trafic dédiés. Il peut en effet s'avérer intéressant d'utiliser par exemple un canal de contrôle dédié (DCCH) en vue d'une transmission par paquets lorsqu'un canal de trafic dédié est déjà utilisé, sans pour autant solliciter ledit canal de contrôle dédié de manière continue lorsque le débit estimé de transmission par paquets est faible. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de transmission de données en temps réel, par paquets, entre un réseau et au moins un terminal de radiocommunication mobile, la transmission étant effectuée sur une pluralité multitrames comprenant chacune un nombre donné de blocs, procédé caractérisé en ce que, préalablement à chaque transmission, le réseau alloue terminal ou à chaque terminal considéré des blocs spécifiques répartis sensiblement périodiquement dans le temps. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, notamment dans le cas de terminaux mobiles multiplexés un ou des même(s) intervalle(s) de temps et d'un protocole de transmission utilisant des multitrames se répétant de manière prédéterminée notamment périodiquement dans le temps, le réseau envoie au terminal considéré, préalablement à chaque transmission, un numéro ou une suite de numéros de bloc(s) situé(s) ou réparti(s) de manière identique dans chaque multitrame sur chaque intervalle de temps alloué et qui lui est/sont attribué (s) pour toute la durée de la transmission concernée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste ' envoyer au mobile considéré une première suite de numéros d'attribution de blocs pour chaque intervalle de temps alloué en transmission montante sur chaque canal de transmission de données par paquets une seconde suite de numéros d'attribution de blocs pour chaque intervalle temps alloué en transmission descendante sur chaque canal de transmission de données par paquets, les deux suites étant identiques ou non. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le numéro ou la suite de numéros d'attribution ou d'allocation de blocs dans chaque intervalle de temps alloué à un mobile considéré est envoyé(e) audit terminal mobile, multiplexé sur un ou plusieurs intervalle(s) de temps avec un ou plusieurs autres terminaux mobiles, en début d'établissement de la transmission par paquets, ensemble avec l'attribution de leur fréquence ou de leur loi de sauts de fréquences et leur intervalle de temps spécifiques communs, en tant que sous-attribution particulière pour chacun desdits terminaux mobiles multiplexés. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'allocation ou l'attribution périodique de blocs spécifiques à un terminal mobile donné est déterminée fonction, notamment, de ses éventuelles possibilités de transmission dans intervalles de temps multiples, du débit requis pour le de données attendu, du niveau de qualité de service souhaité pour la transmission, en particulier du délai maximal acceptable dû à la transmission et/ou du degré requis de fiabilité et de sécurité de la transmission. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les multitrames présentent une configuration du type multitrame 52. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les multitrames présentent une configuration du type multitrame 51, les terminaux mobiles étant du type dit de classe A. 8. Réseau cellulaire de télécommunication radio comprenant pluralité de stations fixes réparties géographiquement une pluralité terminaux mobiles pouvant être mis en communication mutuellement pour une transmission montante des mobiles vers le réseau et/ou une transmission descendante du réseau vers les mobiles, lesdites transmissions de données s'effectuant en temps réel par paquets sur pluralité de multitrames formées chacune d'un nombre donné de blocs et pouvant être chacune partagée entre plusieurs terminaux mobiles, caractérisé en ce qu'à chaque terminal mobile sont alloués ou attribués, lors de l'établissement d'une transmission et pour toute la durée de ladite transmission, des blocs spécifiques répartis sensiblement périodiquement dans le temps. 9. Réseau selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'allocation ou l'attribution des blocs spécifiques est effectuée selon le procédé décrit dans l'une quelconque des revendications 2 à 7. 10. Réseau selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le protocole de transmission est d'un type choisi dans le groupe formé des protocoles connus respectivement sous les désignations G.P.R.S., E.G.P.R.S. et G.E.R.A.N. 11. Terminal mobile de radiocommunication cellulaire, faisant éventuellement partie d'un réseau selon l'une quelconque des revendications 8 ' 10, caractérisé en ce qu'il est adapté pour la mise en oeuvre du procédé transmission de données en temps réel selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.