Brevet FR2826813A1 — publié le 20030103

s comprennent un entête intégrant des données de sécurisation. PROCÉDÉ D'ESTIMATION DE L'INCERTITUDE FRÉQUENTIELLE D'UN SYSTÈME APTE À COMMUNIQUER SUR DEUX RÉSEAUX DE RADIOCOMMUNICATION DIFFÉRENTS ET DISPOSITIF CORRESPONDANT L'invention concerne un procédé d'estimation de l'incertitude fréquentielle relative entre la partie d'un dispositif apte à communiquer sur un premier réseau de radiocommunication selon une première fréquence détermince et l'autre partie du même dispositif apte à communiquer sur un deuxième réseau de s radiocommunication selon une deuxième fréquence détermince. Le domaine de l'invention est celui des radiocommunications avec des terminaux mobiles. Actuellement, la plupart des radiocommunications sont transmises sur un seul réseau tel que le réseau GSM. De nouvelles générations de réseaux apparaissent comme par exemple le résaou UMTS, qui coexistent avec les réseaux précédents ne serait-ce que pendant une période transitoire. Il s'agit alors de pouvoir communiquer selon deux modes de transmission différents c'est-à-dire sur deux réseaux différents à partir d'un même dispositif tel qu'un radiotéléphone. Dans la suite on prendra comme exemple, les réseaux GSM et UMTS mais l'invention s'applique aussi bien à d'autres réseaux. On rappelle qu'un réseau de radiocommunication comprend en particulier des stations de base aptes à recevoir ou transmettre des radiocommunications dans une bande de fréquence déterminée, aux radiotélophones mobiles localisés dans leur zone de couverture. Communiquer sur deux réseaux différents consiste à pouvoir communiquer indifféremment sur le réseau GSM ou sur le réseau UMTS en fonction notamment de la station de base GSM ou UMTS dans la zone de couverture duquel le radiotéléphone est localisé; cela consiste aussi éventuellement à pouvoir débuter une radiocommunication sur le réseau GSM et à la poursuivre sur le réseau UMTS à la faveur par exemple d'un déplacement qui aura déplacé le mobile de la zone de couverture d'une station de base GSM vers celle d'une station de base UMTS. Cela nécessite alors pour le radiotéléphone de pouvoir rester synchronisé avec le réseau GSM et avec le réseau UMTS en permanence. La synchronisation comporte la synchronisation temporelle qui consiste à connaArtre l'heure sur le réseau GSM et celle du réseau UMTS et la synchronisation en fréquence. On considère par la suite la synchronisation en fréquence. On rappelle que les stations de base ainsi que les radiotéléphones comportent en particulier une horloge à quartz établissant la base de temps à partir de laquelle sont dérivées les fréquences de communication déterminées. La synchronisation en fréquence consiste alors plus précisément à conna'^tre I'incertitude entre les différentes fréquences d'horloge intervenant dans une radiocommunication, compte tenu des dérives que présentent les horloges. On a schématiquement représenté figure 1 un système de radiocommunication à deux réssaux. Il comprend une station de base GSM 1, une station de base UMTS 2 et un radiotéléphone mobile 3 comportant lui-même une partie GSM 31 et une partie UMTS 32. Quatre fréquences interviennent dans une radiocommunication empruntant le réseau GSM et le réseau UMTS: la fréquence fGsMBase de la station de base GSM 1, la fréquence fuMTsBase de la station de base UMTS 2, la fréquence fGsMMObje de la partie GSM 31 du mobile et la fréquence fuMTsMobie de la partie UMTS 32 du mobile. Certaines incertitudes concernant ces fréquences sont tolérces; elles permettent de maintenir une qualité de service au niveau désiré: concernant les fréquences des stations de base, la recommandation GSM 05. 10 V6.3.0 paragraphe 5.10 spécifie que l'écart relatif dG5M entre la fréquence nominale GSM et la fréquence fGsMBase ne doit pas excéder 0.05 ppm (partie par million); de même pour l'écart relatif dUMT5 entre la fréquence nominale UMTS et la fréquence fuMTssase |dGsM| communiquer sur le réssau GSM dès le premier instant de la communication. La solution qui consiste à mesurer cette incertitude AGSM en établissant une "communication GSM" est longue et perturbe les autres communications tant que l'incertitude AGSM n'est pas mesurée. ABase étant borné et AUMTS étant connu, le but de la présente invention est donc de calculer AMobile pour conna^'tre AGSM. Les fréquences fuMTsMobiu et fGsMMObje sont respectivement dérivées de l'horloge de la partie UMTS 32 et l'horloge de la partie GSM 31, dont les signaux sont s représentés figure 2. Il en résulte qu'un décalage fréquentiel pouvant exister entre les deux horloges du radiotéléphone mobile provoque un décalage entre les fréquences du mobile correspondant à l'incertitude AMobile. On calcule ce décalage de fa,con classique par la méthode des compteurs, en comptant le nombre de coups NUMTS de l'horloge de la partie 31 et le nombre de COUPS NGSM de l'horloge de la partie 32 à partir d'un instant t, pendant une fenétre temporelle déterminse de durce T. La durée T requise pour que les nombres NUMTS et NGSM soient suffisamment précis est généralement de l'ordre d'une seconde. Selon certains calculs, T= 1,04 seconde. Lorsque ni la fréquence de l'horloge de la partie GSM 31 ni la fréquence de I'horloge de la partie UMTS 32 ne sont décaléss et sont donc respectivement égales à 13 MHz et 19,2 MHz, le rapport NUMTS/NGSM est constant; plus précisément: NUMIS = fUMTSMobile N GSM fGSMMObjle Lorsqu'un décalage appara^'t sur l'une des horloges et donc sur la fréquence correspondante, alors: NUMTS fUMTSMobile + N GSM fGSMMObile Ce terme lié au décalage fréquentiel existant entre les deux horloges du radiotélophone mobile, est le AMobile recherché. Il peut étre obtenu par la méthode des compteurs qui vient d'étre présentée. Mais la période de 1,04 seconde sur laquelle les nombres de coups NUMTS et NGSM sont mesurés, est très longue à l'échelle d'une radiocommunication. En outre la disponibilité actuelle de la mesure de AMobile toutes les 1, 04 secondes n'est pas suffisante. s En effet, AMobile varie au cours de la mesure, notamment en fonction de la température, de l'humidité, de la tension d'aiimentation, de l'électronique environnante, etc: il est donc utile de conna^tre AMobile plus fréquemment que toutes les 1,04 secondes, à des instants intermédiaires par exemple toutes les 0.5 secondes comme dans le cas du réssau GSM. Le but de l'invention en objet est de proposer un procédé d'estimation de l'incertitude fréquentielle permettant d'améliorer la disponibilité de la mesure de l'incertitude, en mesurant simultanément les compteurs GSM et UMTS à des instants intermédiaires beaucoup pius rapprochés et en mémorisant les résultats obtenus. t0 De plus, la précision de la mesure de AMobile n'est pas suffisante. En effet, le résultat de la mesure n'est finalement qu'une moyenne sur T alors que l'on souhaite obtenir un résultat à un instant donné t. Ce problème est illustré par un exemple représenté figure 3. La mesure débute au temps tDM et se termine au temps tFM soit 1,04 seconde plus tard. On a pris comme exemple une incertitude AMobile (ou AM) à variation linéaire mais ce n'est pas toujours le cas. L'incertitude mesurée AMM par la méthode des compteurs n'est pas l'incertitude AM1 souhaitée mais la moyenne, c'est-à-dire AM0+tAMl-AM0)/2. Le but de l'invention en objet est aussi de proposer un procédé d'estimation de l'incertitude fréquentielle permettant d'améliorer la précision de la mesure de AMobile à partir de l'évolution de AMobile. L'invention a pour objet un procédé d'estimation de l'incertitude fréquentielle relative entre la partie d'un dispositif apte à communiquer sur un premier réseau de radiocommunication selon une première fréquence déterminse et l'autre partie du même dispositif apte à communiquer sur un deuxième réseau de radiocommunication selon une deuxième fréquence déterminée, chaque partie disposant d'une horloae dont est dérivoe ladite fréquence déterminée, I'incertitude étant estimée à partir de la mesure au moyen d'un dispositif de mesure pendant une fenêtre temporelle de durce déterminée T débutant à l'instant t, du nombre de coups de chacune desUites horloges, caractérisé en ce qu'il consiste à récliser les étapes suivantes: a) mesurer à n instants intermédiaires t+(T/n), t+(2T/n),..., t+(nT/n), les nombres de coups de chacune desdites horloges, n étant un nombre entier positif, s b) mémoriser lesdits nombres de coups d'horloge obtenus, c) calculer l'incertitude fréquentielle relative à l'instant t+T, à partir desUits nombres de coups d'horloge mémorisés, d) réitérer les étapes a) et b) en faisant glisser la fenêtre temporelle de durse T. à des instants t', de façon à obtenir ladite incertitude à tout instant t', la différence 0 entre deux instants t' consécutifs étant inférieure à T. Selon une caractéristique de l'invention, la différence entre deux instants t' consécutifs est de l'ordre de T/n. Lorsque la durée de la mesure des nombres de coups auxdits instants intermédiaires est d, cette durée d est de préférence de l'ordre de T/n. Selon une autre caractéristique de l'invention, la durce de la fenêtre temporelle T induisant une erreur sur l'incertitude fréquentielle relative, I'étape c) comprend en outre les étapes suivantes: - estimer l'évolution de l'incertitude sur ladite fenétre temporelle T à partir desUits nombres de coups d'horloge mesurés auxdits instants intermédiaires et mémorisés, - calculer à partir de ladite évolution l'erreur sur l'incertitude, - corriger l'incertitude en fonction de ladite erreur. La durée T peut étre de l'ordre de la seconde. Les mesures de nombre de coups obtenus sont avantageusement complétées par interpolation. L'invention a également pour objet un dispositif de radiocommunication comportant une première partie apte à communiquer sur un premier réseau de radiocommunication selon une première fréquence déterminée et une deuxième partie apte à communiquer sur un deuxième réseau de radiocommunication selon une deuxième fréquence déterminée, chaque partie disposant d'une horloge dont est dérivoe ladite fréquence déterminée, et comportant un dispositif de mesure de nombre de coups de chacune des horloges, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire de programme contenant un programme apte à mettre en _uvre le procédé tel que décrit précédemment. L'invention a encore pour objet un dispositif de radiocommunication s comportant une première partie apte à communiquer sur un premier réseau de radiocommunication selon une première fréquence déterminée et une deuxième partie apte à communiquer sur un deuxième réseau de radiocommunication selon une deuxième fréquence déterminée, chaque partie disposant d'une horloge dont est dérivée ladite fréquence déterminse, et comportant un dispositif de mesure pendant une fenêtre temporelle de durée déterminée T débutant à l'instant t, du nombre de coups de chacune desdites horloges, et un élément de calcul, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une mémoire de stockage des coups d'horloge mesurés à des instants intermédiaires t+(T/n), t+(2T/n),..., t+ (nT/n). Selon un mode de réclisation de l'invention, la mémoire est une mémoire de type "FIFO". Le dispositif comprend en outre avantageusement un élément d'estimation de l'erreur résultant de la durée T de la fenêtre. D'autres particularités et avantages de l'invention appara^tront clairement à la lecture de la description faite à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 déjà décrite représente schématiquement un système de radiocommunication à deux résaoux, - la figure 2 déjà décrite représente schématiquement les signaux des horloges des deux parties d'un dispositif apte à communiquer avec deux réseaux de radiocommunication, - la figure 3 déjà décrite illustre schématiquement 1'imprécision de la mesure de AMobile dans le cas d'une incertitude AMobiie linéaire, - la figure 4 représente schématiquement les éléments introduits dans le dispositif de radiocommunication pour améliorer la disponibilité et la précision de la mesure de AMobile selon l'invention. On va considérer par la suite comme exemple de dispositif de radiocommunication, un radiotéléphone. Comme représenté Tfigure 4, les nombres NUMTS et NGSM sont obtenus de manière classique au moyen d'un compteur GSM et UMTS 301 et d'un élément 302 de calcul de l'incertitude par la méthode des compteurs décrite précédemment: en sortie de cet élément 302, on obtient AM0+(AM1-AM0)/2. Selon l'invention, on compte en outre les coups d'horloge à n instants intermédiaires, n étant un entier positif, c'est-à-dire à t+(T/n), t+ (2T/n), I0 t+(nT/n). Chacun de ces nombres de coups NUMTS1, NUMTS2, À NUMTSn, et NGSM1, NGSM2, À', NGSMnt sont mesurés pendant une durse d. Cette durée d peut être égale à T/n, mais peut aussi varier d'un instant intermédiaire à l'autre. Ces nombres de coups obtenus à chacun de ces instants intermédiaires sont mémorisés dans une mémoire 303 qui peut être une pile FIFO ( en haut de la pile 303. Les mesures effectuses à ces instants intermédiaires permettent alors de conna'^tre l'évolution de AMobile; bien que chacune de ces mesures réclisées pendant un temps T/n soit moins précise que celle réclisoe pendant un temps T par la méthode des compteurs décrite précédemment, la précision obtenue est largement suffisante pour conna^tre l'évolution de AMobile. On peut alors estimer l'erreur induite pendant la période T par toute méthode connue, par exemple en calculant la dérivoe moyenne au cours du temps de la courbe obtenue par l'ensemble des mesures mémorisses dans la mémoire 303, au moyen d'un élément 304 d'estimation de l'erreur. En sortie de cet élément 304, on obtient: (AM1-AM0)/2. En ajoutant le résultat AM0+(AM1-AM0)/2 obtenu en sortie de 1'élément 302 au résultat (AM1-AM0)/2 obtenu en sortie de 1'élément 304, on obtient bien AM1 c'est-à-dire une mesure plus précise. Par ailleurs, conna^'tre l'évolution de la mesure permet aussi d'estimer par interpolation, les valeurs des mesures entre les mesures réclisées aux instants t+(T/n),..., t+T, dans le cas par exemple o une réception de radiocommunication intervient entre ces instants. La disponibilité des mesures en est alors accrue puisqu'on dispose alors de mesures en continu. On peut en outre de la même façon prédire les valeurs des mesures au-delà des mesures effectivement réclisées, c'est-à-dire aux instants suivant la fin des mesures. Les mesures précédentes sont réclisses au cours d'une fenêtre temporelle T. En vue d'améliorer la disponibilité de la mesure, on réitère les mesures et calcuis précédents en faisant glisser la fenêtre temporelle T selon un intervalle correspondant à la fréquence souhaitée des mesures; on peut prendre par exemple un intervalle de T/n. Le procédé selon l'invention peut 8tre mis en _uvre sous forme matérielle (" hardware " en anglais) en intégrant au radiotélophone 3 les éléments 303 et 304; il peut aussi être mis en _uvre sous forme logicielle ( Le radiotélophone comprend en effet de manière classique une mémoire de programme contenant le programme de mise en _uvre du radiotéléphone; il suffit alors d'inclure dans ce programme, un sous-programme de mise en _uvre du procédé selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'estimation de l'incertitude fréquentielle relative entre la partie d'un dispositif apte à communiquer sur un premier réseau de radiocommunication selon une première fréquence détermince et l'autre partie du méme dispositif apte à communiquer sur un deuxième réseau de radiocommunication selon une deuxième fréquence déterminée, chaque partie disposant d'une horloge dont est dérivée ladite fréquence déterminée, I'incertitude étant estimée à partir de la mesure au moyen d'un dispositif de mesure pendant une fenétre temporelle de durée déterminée T débutant à l'instant t, du nombre de coups de chacune desUites horloges, caractérisé en ce qu'il consiste à récliser les étapes suivantes: 0 a) mesurer à n instants intermédiaires t+(T/n), t+(2T/n),, t+(nT/n), les nombres de coups de chacune desUites horloges, n étant un nombre entier positif, b) mémoriser lesdits nombres de coups d'horloge obtenus, c) calculer l'incertitude fréquentielle relative à l'instant t+T, à partir desUits nombres de coups d'horloge mémorisés, d) réitérer les étapes a) et b) en faisant glisser la fenêtre temporelle de durée T. à des instants t', de façon à obtenir ladite incertitude à tout instant t', la différence entre deux instants t' consécutifs étant inférieure à T. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la différence entre deux instants t' consécutifs est de 1'ordre de T/n. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, et selon lequel la durée de la mesure des nombres de coups auxdits instants intermédiaires est d, caractérisé en ce que la durce d est de l'ordre de T/n. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, et selon lequel la durée de la fenétre temporelle T induit une erreur sur l'incertitude 1 1 2826813 fréquentielle relative, caractérisé en ce que l'étape c) comprend en outre les étapes suivantes: - estimer l'évolution de l'incertitude sur ladite fenétre temporelle T à partir desSits nombres de coups d'horloge mesurés auxdits instants intermédiaires et s mémorisés, - calculer à partir de ladite évolution l'erreur sur l'incertitude, - corriger l'incertitude en fonction de ladite erreur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, lo caractérisé en ce que T est de l'ordre de la seconde. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à compléter par interpolation les mesures de nombre de coups obtenus. 7. Dispositif de radiocommunication (3) comportant une première partie (31) apte à communiquer sur un premier réseau de radiocommunication selon une première fréquence détermince et une deuxième partie (32) apte à communiquer sur un deuxième réseau de radiocommunication selon une deuxième fréquence déterminée, chaque partie disposant d'une horloge dont est dérivée ladite fréquence déterminée, et comportant un dispositif de mesure (301) de nombre de coups de chacune des horloges, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire de programme contenant un programme apte à mettre en _uvre le procédé selon l'une des revendications précédentes. 8. Dispositif de radiocommunication (3) comportant une première partie (31) apte à communiquer sur un premier réseau de radiocommunication selon une première fréquence déterminée et une deuxième partie (32) apte à communiquer sur un deuxième réseau de radiocommunication selon une deuxième fréquence déterminée, chaque partie disposant d'une horloge dont est dérivée ladite fréquence détermince, et comportant un dispositif de mesure (301) pendant une fenêtre temporelle de durce déterminée T débutant à i'instant t, du nombre de coups de chancre desdbes Horloges, en an 616men1 (302) de cclcuL coroc16rb en ce quil comprend en ounce une momma de Dockage (303) des coups hoMoge mesurAs a des ins1onis Eniermdloires 1+(6n),1+{2nt...,1+{nn]. 59. Deposed salon lo revendÉcchon precedence, coro4rLA en ce que lo mmo[re {303) es1 une mmolre de type "FIFO". 10. Deposit salon l'une queLonque den Dons 8 ou 9, =dsA en ce qu'fl comprend en outre un 616men1 (304) d'es1[mc1ion de l'erreur rAsultont de