Brevet FR2814897A1 — publié le 20020405

La présente invention a pour objet un système de liaison par satellite entre une station terrestre et une station embarquée pour téléphones portables. Elle se rapporte d'une manière générale au domaine des réseaux de télécommunication internationaux permettant en particulier de relier des postes téléphoniques fixes ou mobiles. Ces demrnières années, les téléphones portables se sont prodigieusement développés dans le monde entier. Ce sont de petits combinés ultra légers contenant un émetteur-récepteur radio, qui se connectent automatiquement sur des bornes émettrices-réceptrices reliées au réseau téléphonique. Lors de chaque appel, c'est la borne la plus proche, ou celle avec laquelle la liaison hertzienne est la meilleure, qui est automatiquement sélectionnée. Le premier satellite de télécommunication fait son apparition au début des années 1960, mais la véritable révolution arrive en 1965 avec le premier satellite de la nouvelle organisation internationale Intelsat: Early Bird (I'Oiseau du matin), placé en orbite géostationnaire au-dessus de l'Atlantique. Early Bird est le premier maillon d'une chaîne de satellites géostationnaires qui se déploie peu à peu tout autour de l'équateur et permet d'établir des communications globales. Le principe des télécommunications spatiales est simple: depuis sa position élevée au-dessus de la Terre, un satellite est visible en tous les points d'une vaste région; il peut donc relayer des communications entre deux points quelconques de cette région. Les liaisons sont facilitées dans le du satellite géostationnaire situé à 36 000 km d'altitude au-dessus de l'équateur: I'engin spatial ne bougeant pas dans le ciel, des antennes fixes permettent d'établir le contact avec lui. Des satellites en orbites basses ou moyennes peuvent aussi servir à relayer des télécommunications, cependant 2 2814897 un service continu de télécommunications spatiales avec des satellites en orbite basses ou moyennes, nécessite de disposer d'un grand nombre de satellites. Un réseau permet d'établir des liaisons avec des postes mobiles "Immarsat", d'abord créé pour des navires, mais qui sert aussi désormais pour les avions et les véhicules terrestres. Ce réseau est toutefois destiné à des récepteurs spécifiques et ne permet pas la liaison avec des postes portables personnels de type "G.S.M." (Groupes Systèmes Mobiles) se trouvant à bord d'un navire éloigné des côtes. Le système selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet o état de choses. Il permet en effet d'établir une connexion de type "G.S. M." embarqué en utilisant une liaison satellite de type 'V.S.A.T." (Very Small Aperture Terminal). La particularité du projet réside dans l'installation d'une baie GSM à bord d'un navire par laquelle tous les appels entrants/sortants convergeront. Tous ces appels ont comme support une liaison satellite qui permet d'établir une connexion permanente avec les installations basées à terre, cette liaison transmettant des informations de signalisation propres au système "G.S.M.", ainsi que le trafic voix. Il est constitué par l'association d'une station terrestre existante pourvue d'un équipement assurant la liaison du réseau existant avec l'antenne satellite et d'une station embarquée à bord du navire comportant une station de contrôle pilotant un ensemble d'émetteurs- récepteurs permettant la liaison par voie hertzienne avec les téléphones mobiles présents sur le navire, un multiplexeur/démultiplexeur assurant la compression des signaux et un système satellite établissant le lien permanent avec la station terrestre. La description détaillée ci-après se rapporte à un exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Sur le dessin annexé, la figure 1 est un schéma montrant l'ensemble des éléments entrant en jeu pour permettre la liaison par satellite entre un téléphone portable situé à bord d'un navire et un réseau de télécommunication terrestre. 3 2814897 Le système tel qu'il apparaît sur la figure est constitué d'une installation embarquée et d'une installation terrestre communiquant entre elles par l'intermédiaire d'un satellite 1. L'installation sur le navire (en partie haute de la figure) comporte trois parties: une station de contrôle 2, un multiplexeur/démultiplexeur 3 et un système satellite 4. La station de contrôle 2, généralement désignée par le sigle "BSC" 0o (Base Station Controller) permet une première concentration des circuits et pilote un ensemble d'émetteurs-récepteurs gérés par un module de transmission ou "BTS" (Base Transceiver Station) qui a la charge des transmissions radio (modulation, démodulation, égalisation, codage). Plusieurs "BTS" peuvent être connectés à la station de contrôle 2 qui assure la gestion de ressources des canaux issus des modules de transmission, i5 ainsi que le routage du canal de trafic. Dès l'instant o les communications sont établies, la station de contrôle fournit les commandes de contrôle de puissance et de gestion du passage du téléphone mobile 5 d'une cellule (zone de couverture) à une autre cellule ("handover"). Les émetteurs -récepteurs sont connectés à des antennes 6 ou des fils rayonnants permettant la liaison par voie hertzienne avec les téléphones mobiles 5 présents sur le navire. Le multiplexeur/démultiplexeur 3 est connecté par une liaison de type E1 à la sortie de la station de contrôle 2. Il assure la compression des signaux en entrée, grâce à un système de compression vocale utilisant un mode de compression très performant, avant leur transmission au système satellite 'V.S.A.T." par une liaison de type X21 ou RS 422 ou autres. Le multiplexeur pourra par exemple être un modèle KM 2100 de la société RadCom permettant d'obtenir une compression des canaux G.S.M. de l'ordre de 12,8 kbits/s si la qualité auditive est acceptable. Ce type de multiplexeur ainsi que ses évolutions futures permettra d'effectuer des transferts de données informatiques 4 2814897 ainsi que des données audio et vidéo à des taux de compression fournissant une qualité acceptable. Le système satellite 4 établira un lien permanent variant de 128 à 512 Kbits/s avec une station terrestre 'V.S.A.T.". Il est constitué d'une partie extérieure ("Outdoor Unit") composée d'une antenne parabolique 7 stabilisée de 2,4 m de diamètre sous radôme avec émetteur et récepteur, et d'une partie intérieure ("Indoor Unit") équipée d'un module de pointage de l'antenne et d'un modem satellite 8 "V. S.A.T". Connecté par une interface aux normes X21 ou RS422 (ou éventuellement autre) pour o le transfert de données vers le multiplexeur/démultiplexeur 3. L'installation à terre (partie inférieure de la figure) comporte également trois parties: un multiplexeur/démultiplexeur 3' du même modèle que celui du bord et foumrnissant des fonctions identiques, une "passerelle" 9 reliant l'antenne satellite 10 au Es réseau terrestre 11 (Réseau Téléphonique commuté: RTC) par l'intermédiaire d'un émetteur -récepteur 12 'V.S.A.T." et un module de gestion des opérations 13. La "passerelle" 9 ou "MSC" (Mobile Services Switching Center) gère l'établissement de communications entre un mobile et le réseau téléphonique commuté, la transmission des messages courts, la transmission d'informations via une ligne spécialisée et, s'il y a lieu, le contrôle du changement de zone durant la communication ("handover"). La base de données concernant les abonnés mobiles présents dans une zone considérée ('VLR") est intégrée dans le "MSC". Le 'VLR", appelé aussi "enregistreur de localisation d'accueil" est une base de données qui mémorise les données d'abonnement des abonnés présents dans une zone géographique. Le fait d'intégrer le 'VLR" à la "passerelle" 9 ("MSC") permet de simplifier les dialogues nécessaires lors de l'établissement d'un appel. Le "MSC" fournit donc les fonctions de base d'auto - commutation pour les mobiles situés dans sa zone (gestion de mobilité, gestion des appels). 2814897 Le module de gestion des opérations 13 ou "OMC" (Opération and Maintenance Center) fournit les fonctions de centre d'opération et de gestion pour la station de contrôle terrestre ("BSC") et la "passerelle" 9 ("MSC"). Le module "OMC" peut gérer un ou plusieurs "MSC", ainsi que les éléments rattachés ("BSC", module de transmission "BTS"). Les outils du module de gestion des opérations 13 incluent l'administration du système, la configuration du réseau, la gestion des alarmes et événements, les mesures de performances, la base de données des abonnés, la diffusion des messages. Grâce au système décrit, toute personne se présentant à bord d'un navire équipé pourra utiliser son propre téléphone portable. Son téléphone effectuera une recherche de réseau. L'installation présentée ci-dessus lui permettra d'enregistrer son téléphone dans la base de données "G.S.M.". Les équipements des installations embarquée et terrestre peuvent aisément être adaptés pour évoluer vers les applications récentes ou à venir, en particulier celles assurant la transmission des données (ce que permet d'ores et déjà le système "G.S.M.") ou de la vidéo en temps réel ou non. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des systèmes similaires. 6 2814897 REVENDICATIONS 1 . Système de liaison par satellite entre une station terrestre et une station embarquée pour téléphones portables, se rapportant d'une manière générale au domaine des réseaux de télécommunication internationaux permettant en particulier de relier des postes téléphoniques fixes ou mobiles, caractérisé par l'association d'un équipement (3', 9, 13) spécifique o installé dans une station terrestre existante et assurant la liaison du réseau existant (11) avec l'antenne satellite (10), et d'une station embarquée à bord du navire comportant d'une part une station de contrôle (2) pilotant un ensemble d'émetteurs - récepteurs permettant la liaison par voie hertzienne avec les téléphones mobiles présents sur le navire, d'autre part un multiplexeur/démultiplexeur (3) assurant la compression des signaux et enfin un système satellite (4) établissant le lien permanent avec la station terrestre. 2 . Système de liaison par satellite selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'équipement spécifique de la station terrestre est constitué d'un multiplexeur/démultiplexeur (3') connecté sur le système de transmission satellite et assurant la compression des signaux en entrée grâce à un système de compression vocale très performant, d'une "passerelle" (9) ("MSC": Mobile Services Switching Center) reliant l'antenne satellite (10) au réseau terrestre (11) (Réseau Téléphonique commuté) par l'intermédiaire d'un émetteur - récepteur (12) avec modem de type 'V.S.A. T." et d'un module de gestion des opérations (13) ("OMC" Opération and Maintenance Center) pilotant la station de contrôle terrestre et la "passerelle" (9). 3 . Système de liaison par satellite selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que la "passerelle" (9) est configurée pour gérer l'établissement de communications entre un téléphone mobile (5) et le réseau téléphonique commuté (RTC), la transmission d'informations via une ligne spécialisée et, s'il y a lieu, le contrôle du changement de zone durant la communication ("handover"). 7 2814897 4 . Système de liaison par satellite selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, se caractérisant par le fait que module de gestion des opérations (13) ("OMC") est apte à gérer plusieurs "passerelles" (9) ("MSC") ainsi que les éléments rattachés tels que station de contrôle et module de transmission. . Système de liaison par satellite selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, se caractérisant par le fait que module de gestion des opérations (13) ("OMC") comporte des outils de gestion des du réseau, la gestion des alarmes et événements, les mesures de performances, la base de données des abonnés et la o diffusion des messages. 6 . Système de liaison par satellite selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le système satellite (4) de l'installation embarquée est constitué d'une partie extérieure composée d'une antenne parabolique (7) stabilisée de 2,4 m de diamètre sous radôme avec émetteur et récepteur, et d'une partie intérieure équipée d'un module de pointage de l'antenne et d'un modem satellite (8) type "V.S.A. T" connecté au multiplexeur/démultiplexeur (3) via une interface X21, RS-422 ou similaire. 7 . Système de liaison par satellite selon la revendication 6, se caractérisant par le fait que le système satellite (4) est agencé pour établir un lien permanent variant de 128 à 512 Kbits/s avec une station terrestre 'V.S.A. T.". 8 . Système de liaison par satellite selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la station de contrôle (2) ("BSC": Base Station Controller) de l'installation embarquée est agencée pour assurer une première concentration des circuits et piloter un ensemble d'émetteurs récepteurs gérés par au moins un module de transmission ("BTS": Base Transceiver Station) ayant la charge des transmissions radio (modulation, démodulation, égalisation, codage), les dits émetteurs récepteurs étant connectés à des antennes (6) ou des fils rayonnants permettant la liaison par voie hertzienne avec les téléphones mobiles (5) présents sur le navire. 8 2814897 9 . Système de liaison par satellite selon la revendication 8, se caractérisant par le fait que plusieurs modules de transmission peuvent être connectés à la station de contrôle (2). 10 . Système de liaison par satellite selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la station de contrôle (2) de l'installation embarquée est agencée pour fournir les commandes de contrôle de puissance et de gestion du passage du téléphone mobile (5) d'une cellule (zone de couverture) à une autre cellule. 11 . Système de liaison par satellite selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les équipements des installations embarquée et terrestre sont adaptés pour assurer la transmission des données. 12 . Système de liaison par satellite selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les équipements des installations embarquée et terrestre sont adaptés pour assurer la transmission de la vidéo en temps réel ou non.