Brevet FR2831762A1 — publié le 20030502

PROCEDE DE CONTRÔLE DE RESSOURCES RADIO AFFECTEES A UN TERMINAL MOBILE DANS UN SYSTEME CELLULAIRE La présente invention concerne le contrôle des ressources radio affectées à un terminal mobile en communication dans un système cellulaire, et plus particulièrement les procédures de transfert de liens entre cellules. Un tel transfert est couramment appelé handover intercellulaire. On distingue le handover rigide ( hard handover , ou HHO), qui procède par basculement instantané de la communication de la station de base d'une première vers celle d'une seconde cellule, et le handover en douceur ( soft handover , ou SHO), que supportent certains systèmes et dans lequel il existe une phase plus ou moins longue où le mobile communique simultanément avec les stations de base. Le système cellulaire de deuxième génération GSM ( Global System for Mobile communications ) utilise une technique d'accès multiple à répartition dans le temps (TDMA, Time-Division Multiple Access ) et ne supporte que le HHO. En revanche, le système de troisième génération UMTS ( Universal Mobile Télécommunication System ) utilise une technique d'accès multiple à répartition par codes à large bande (W-CDMA, Wideband Code-Division Multiple Access ), ce qui lui permet de supporter le HHO et le SHO. Les procédures de handover sont exécutées dans les systèmes cellulaires, de façon automatique en général, de manière à assurer au mobile en mode connecté, c'est-à-dire ayant une communication en cours, une qualité de lien radio suffisamment bonne pour que la communication puisse être poursuivie dans des conditions favorables. D'autres critères de handover existent également, en se basant sur des considérations non directement liées aux conditions de propagation, comme par exemple la répartition du trafic en fonction du type de cellules. Une procédure de handover comporte une étape de mesure, dans laquelle une station mobile et une station de base au moins effectuent régulièrement des mesures radio relatives à des conditions de propagation, descendantes (mesures au niveau du récepteur du mobile) ou montantes (mesures au niveau du récepteur d'une ou plusieurs stations de base sur des signaux provenant du mobile). Si un canal de communication est établi entre la station mobile et une station de base, les mesures peuvent être effectuées sur ce canal. Ces mesures reflètent notamment le niveau de signal montant et descendant sur la voie radio. Elles peuvent aussi prendre en compte un indicateur de la qualité du lien radio ainsi qu'un indicateur de la distance séparant la station mobile de la station de base. En outre, la station mobile effectue régulièrement des mesures sur les signaux les plus puissants qu'elle reçoit d'un certain nombre de cellules voisines. Dans l'autre sens, les stations de base de ces cellules voisines peuvent aussi effectuer des mesures sur le signal montant. Ces mesures sont régulièrement transmises à l'entité du système qui gère la procédure de handover. Celle-ci les traite en les moyennant et en évaluant à partir d'algorithmes mathématiques, si elles répondent à un ou plusieurs critères de handover prédéterminés. Dans le cadre de la présente invention, cette entité du système qui gère la procédure de handover est un contrôleur de stations de base (BSC), ou contrôleur de réseau radio (RNC). Cette architecture est notamment celle des systèmes GSM et UMTS précités. La liste des cellules voisines à prendre en considération est déterminée par le contrôleur, et les récepteurs concernés sont commandés en conséquence. Pour les mesures descendantes, les références des cellules concernées (fréquence, codes d'étalement,...) sont diffusées sur un canal de contrôle commun et/ou transmises au terminal mobile sur une ressource dédiée. Pour les mesures montantes, le contrôleur active les mesures au niveau des récepteurs des stations de base. Si un critère de handover est rempli, un transfert est alors décidé par le contrôleur qui se charge de déterminer, en fonction du critère précédent, la cellule-dite cible-la plus apte à recevoir la station mobile et la communication en cours (ou dans le cas du SHO, celle qu'on va ajouter à l'ensemble actif des stations de base ayant un canal de communication avec le terminal). Comme on l'a vu plus haut, le contrôleur du réseau radio dispose également d'autres informations, qu'il peut prendre en compte dans ses algorithmes notamment de choix de cellule cible. La charge instantanée d'une cellule voisine candidate par exemple peut ainsi faire partie des éléments à prendre en compte dans le choix final de la cellule cible, en plus de critères liés à la qualité estimée du nouveau lien radio. Enfin, dans le cas du HHO, le basculement est effectué. Pour le SHO, la nouvelle cellule est ajoutée à l'ensemble actif et la cellule courante pourra être retirée ultérieurement de l'ensemble actif. Une autre problématique abordée par l'invention concerne la cohabitation hétérogène de plusieurs réseaux de radiocommunication (PLMN, Public Land Mobile Networks ) au sein d'une zone géographique. En effet, il peut arriver par exemple qu'un premier PLMN, géré par un opérateur A, possède un ensemble de stations de base ayant une couverture radio permettant à un terminal mobile de communiquer sur une zone géographique A'et qu'un second PLMN, géré par un opérateur B, possède un autre ensemble de stations de base ayant une couverture radio permettant à un terminal mobile de communiquer sur une seconde zone géographique B'ayant un recouvrement avec la zone A'. Dans certains cas, ces opérateurs peuvent convenir que l'un d'entre eux, par exemple A, mettra à disposition des abonnés de l'autre (B) une partie de son infrastructure d'accès desservant la zone C' non couverte par B. Cette zone C'est dite zone partagée . Ceci permet aux abonnés de B de profiter d'une couverture plus étendue que la zone B'. En contrepartie, il y a normalement une redevance versée par B à A. Toutefois, dans la zone B', l'opérateur B souhaite généralement que les communications de ses abonnés empruntent sa propre infrastructure, afin de rentabiliser celle-ci et d'éviter les reversements à A. Il est à noter que cette problématique peut se poser indépendamment de la propriété des infrastructures, par exemple, dans le contexte d'un opérateur virtuel gérant des abonnés sans être propriétaire d'un réseau d'accès. Dans un tel cas, le réseau ou PLMN de cet opérateur virtuel peut être vu comme consistant en ses organes de gestion d'abonnés (HLR, Home Location Register ) associés aux ressources de commutation et d'accès radio empruntés à un autre opérateur. Dans le cas des mobiles en veille ( idle ), c'est-à-dire n'ayant pas de session en cours avec le réseau d'accès, les identités de PLMN sont prises en compte par les mobiles dans le processus de sélection et de resélection de cellule, de sorte que l'aiguillage est réalisé de façon naturelle (voir spécifications techniques 3GPP TS 25.304 UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode , version 3.8. 0 Release 1999, publiée en septembre 2001 par l'organisation 3GPP et 3GPP TS 23.122 Non-Access-Stratum functions related to Mobile Station (MS) in idle mode , version 4.1. 0 Release 4, publiée en juin 2001 par l'organisation 3GPP). En revanche, rien n'est prévu en ce qui concerne les mobiles actifs. Par exemple, un terminal abonné de B, en communication avec une station de base de la zone partagée C'et se dirigeant vers la zone B', n'a actuellement aucun moyen d'avoir sa communication transférée de façon prioritaire ou systématique vers une station de base de l'opérateur B, notamment parce que ce n'est pas le mobile qui contrôle les procédures de handover. Un but de la présente invention est de répondre à ce besoin. L'invention propose ainsi un procédé de contrôle de ressources radio affectées à un terminal mobile en communication dans un système cellulaire, dans lequel on obtient des mesures radio relatives à des conditions de propagation entre le terminal et un groupe de stations de base du système cellulaire. On analyse lesdites mesures pour sélectionner au moins une station de base et établir un lien radio entre le terminal et la station de base sélectionnée afin de poursuivre la communication. Le système cellulaire comporte un premier ensemble de stations de base procurant des ressources d'accès radio pour des terminaux d'abonnés à un premier réseau et un second ensemble de stations de base procurant des ressources d'accès radio pour des terminaux d'abonnés à un second réseau, les premier et second ensembles ayant en commun un sous-ensemble de stations de base partagées. Lorsque le terminal en communication a un lien radio actif avec une station de base partagée dudit sous-ensemble, un contrôleur de réseau radio du système cellulaire mémorise une information identifiant un réseau de rattachement dudit terminal et la sélection d'une autre station de base n'appartenant pas audit sous-ensemble est opérée de façon dépendante de l'information mémorisée identifiant le réseau de rattachement du terminal. Chaque mobile ayant un PLMN de rattachement, l'identification de celui-ci est ainsi prise en compte dans la procédure de handover exécutée par le contrôleur en charge de la zone partagée. Ceci donne une grande souplesse aux opérateurs pour définir la façon d'orienter les handovers de leurs abonnés respectifs en dehors de la zone partagée. La même souplesse est offerte pour les abonnés des autres opérateurs, qui sont en itinérance ( roaming ). L'information identifiant le réseau de rattachement du terminal peut être déduite par le système de l'identité de l'abonné mobile utilisant le terminal, ce qui évite au système d'avoir à gérer un paramètre supplémentaire. L'invention propose également un contrôleur de réseau radio adapté à la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure unique est un schéma synoptique d'une réalisation de l'invention dans un réseau de radiocommunication UMTS ( Universal Mobile Telecommunications System))), en mode de transmission circuit. L'invention est décrite ci-après dans son application à un réseau UMTS pour une transmission de la voix en mode circuit. Cette application est illustrée par la figure unique. La figure unique présente un réseau coeur UMTS 5, comportant au moins un commutateur MSC ( Mobile services Switching Centre))) et au moins un système de gestion des abonnés HLR ( Home Location Register))). Ces équipements sont exploités par au moins un opérateur. En général, chaque HLR déployé dans ce réseau coeur correspond à un PLMN et à un ensemble d'abonnés de l'opérateur de ce PLMN. Ainsi, dans l'exemple représenté, l'opérateur du PLMN A gère le HLR 8A, tandis que l'opérateur du PLMN B gère le HLR 8B. Au réseau coeur se rattachent des sous-systèmes de réseau d'accès radio (RNS, Radio Network Subsystem ), comportant au moins un contrôleur de réseau radio 40-43 ou RNC ( Radio Network Controller ), qui gère un ensemble de stations de base 2-4, ou Node-B , comportant chacune au moins un émetteur-récepteur. Pour simplifier l'exposé, on considère ci-après le cas où les stations de base 2-3 contrôlées par les RNC 40 à 42 définissent la zone de couverture 21 du PLMN A, tandis que les stations de base contrôlées par le RNC 43 définissent la zone de couverture du PLMN B, les stations de base contrôlées par le RNC 43 ayant dans cet exemple approximativement la même zone de couverture 31 que celles contrôlées par le RNC 42. Cette zone 31 est appelée zone stratégique , tandis que la zone couverte par les stations de base contrôlées par les RNC 40 et 41 est la zone partagée . A l'établissement de la communication entre un terminal 1 et une station de base 2 de la zone partagée, une procédure dite de COMMON ID est effectuée. Cette procédure est décrite dans la spécification technique 3GPP 25.413 ( UTRAN lu Interface RANAP Signaling , version 4.1. 0 Release 4, publiée en juin 2001 par l'organisation 3GPP). Elle consiste, pour le réseau coeur 5 dont la communication dépend, à fournir au RNC 41 sous le contrôle duquel le terminal 1 se trouve, l'identité internationale de l'abonné mobile (IMSI, International Mobile Subscriber Identity ) de ce terminal. Son but premier est de permettre au RNC de faire un lien entre la connexion du protocole RRC ( Radio Resource Control ) qu'il a avec le terminal 1 et l'identité de ce terminal, de manière à pouvoir transmettre une éventuelle requête à destination de ce terminal 1 via la connexion RRC déjà établie, plutôt que par diffusion sur des ressources radio communes. Un paramètre IMSI unique est en effet attribué à chaque abonné mobile et stocké dans le HLR de son réseau de rattachement. La norme 3GPP 23.003 ( Numbering, Addressing and Identification , version 4.1. 0 Release 4, publiée en juin 2001 par l'organisation 3GPP) détaille la structure de ce paramètre. Celui-ci est composé de 15 bits. En commençant par les bits de poids les plus forts : - Les trois premiers bits constituent le paramètre MCC ( Mobile Country Code ). Le MCC identifie de façon unique le pays du réseau de rattachement de l'abonné mobile, - Les deux ou trois bits suivants constituent le MNC ( Mobile Network Code ). Sa longueur dépend du MCC. Le MNC donne une indication du réseau de rattachement de l'abonné mobile, - Les derniers bits constituent le MSIN ( Mobile Subscriber Identification Number ). Ce champ identifie l'abonné mobile à l'intérieur d'un réseau. Ainsi, le RNC qui dispose de ces informations, peut déduire de façon certaine et unique, à partir des premiers champs MCC et MNC de l'IMSI, le réseau de rattachement de l'abonné mobile associé au terminal 1. Dans une première réalisation de l'invention, le RNC se sert de cette information de l'IMSI pour filtrer les cellules voisines dont il communique au terminal les fréquences et codes de brouillage sur un canal de communication de la station de base supportant la communication en cours. Ainsi, si le terminal 1, ayant pour réseau de rattachement le PLMN A (c'est-à-dire celui dont les abonnés sont répertoriés dans le HLR 8A), est en cours de communication avec une station de base 2 sous la responsabilité du RNC 41 et qu'on a préalablement défini pour cette station de base des cellules voisines des PLMN A et B, le RNC 41 peut indiquer au terminal de ne faire des mesures de niveau de signal que sur les cellules voisines du PLMN A. Dans le cas des mesures descendantes, ce fonctionnement est possible grâce à l'envoi, dans le message"Measurement control"du RNC 41 à destination du terminal 1 sur un canal radio dédié de signalisation DCCH Dedicated Control Channel ), de la liste des fréquences et codes de brouillage sur lesquels le terminal doit faire des mesures, comme il est décrit dans les sections 8.4. 1 et 10.2. 17 de la spécification technique 3GPP TS 25.331, RRC Protocol Specification , version 4.1. 0 Release 4, publiée en juin 2001 par l'organisation 3GPP. Dans ce cas, le terminal 1 ne fera ses rapports de mesures au RNC 41, via la station de base 2 courante, que pour les cellules correspondantes. Cela est réalisé grâce au message"Measurement report" (sections 8.4. 2 et 10. 2.19 de la spécification 3GPP TS 25.331 précitée) envoyé par le terminal vers le RNC 41 sur un canal DCCH montant et contenant les résultats des mesures effectuées par le terminal pour chaque code de brouillage indiqué dans le "Measurement control". De façon équivalente, les mesures montantes peuvent n'être réalisées et reportées que par les stations de base gérant des cellules voisines du PLMN A sur requête du RNC. Ce cas suit les procédures décrites dans la spécification technique 3GPP TS 25.433 UTRAN lub Interface NBAP Signaling , version 4.2. 0 Release 4, publiée par l'organisation 3GPP en septembre 2001 (sections 8.3. 8 à 8.3. 11 et 9.1. 52 à 9.1. 57). Après analyse des rapports de mesures reçus, le RNC n'activera un lien radio avec le terminal que pour une cellule du PLMN A et non pour une cellule du PLMN B pour laquelle aucune mesure n'est disponible en raison du filtrage préalable basé sur l'identité de PLMN. La création de ce lien radio peut se faire en SHO, en notifiant au mobile la mise à jour de son ensemble actif (section 8.3. 4 de la spécification 3GPP TS 25.331 précitée) et en activant la ressource de la station de base 3 concernée (section 8.3. 17 de la spécification 3GPP TS 25.433 précitée), ou en HHO (sections 8.3. 5. et 8.2. 17 respectivement des spécifications 3GPP TS 25.331 et 3GPP TS 25.433). Dans le cas où le handover met en jeu le réseau coeur 5, notamment en cas de changement de MSC, il est fait usage, de façon connue en soi, des procédures décrites dans la spécification technique 3GPP TS 23.009, "Handover procedures", version 4.1. 0 Release 4, publiée en juin 2001 par l'organisation 3GPP. Si le terminal 1, en communication dans la zone partagée, est rattaché au PLMN B, le même processus de filtrage préalable des cellules permet d'éliminer les cellules du PLMN A couvrant la zone stratégique 31, c'est-à-dire celles contrôlées par le RNC 42. Le handover de la zone partagée vers la zone stratégique sera généralement un HHO. On assure ainsi que l'infrastructure d'un PLMN donné soit utilisée pour les communications de ses abonnés dans la zone stratégique. Pour les handovers de la zone stratégique vers la zone partagée, il suffit d'indiquer les cellules 2 de la zone partagée parmi les voisines des cellules 3-4 de la zone stratégique 31 sans qu'il y ait besoin de distinguer les deux PLMN. Un second mode de réalisation consiste pour le RNC 41 à fournir au terminal 1, en communication avec une station de base 2 de la zone partagée, les codes de brouillage correspondant aux cellules voisines préalablement déclarées pour la station de base, indépendamment du fait que celles-ci soient associées à des stations de base du PLMN A ou du PLMN B. Dans ce cas, le terminal effectue des mesures sur les codes de l'ensemble des cellules voisines et envoie ses rapports de mesures au RNC, selon la même procédure que celle décrite précédemment. Dans le cas où le terminal 1 se dirige vers la zone stratégique 31 et où un critère de handover au moins est rempli, selon un algorithme propre au RNC non normalisé, le RNC classe les cellules voisines candidates pour établir un lien de communication avec le terminal et poursuivre la communication. Il peut à ce stade tenir compte de l'identité de PLMN déduite de l'IMSI du terminal, récupéré initialement dans la procédure COMMON ID, en comparaison avec les PLMN dont dépendent les cellules voisines ainsi classées. Diverses stratégies sont alors applicables pour orienter le handover vers la zone stratégique 31. Par exemple, pour les abonnés du PLMN A, l'opérateur pourra privilégier les stations de base 3 dépendant de son RNC 42 et n'avoir recours à celles 4 dépendant du RNC 43 du PLMN B qu'en cas de risque plus sévère de perte de communication, ou en cas de saturation des ressources des cellules cibles dépendant du RNC 42. Le fonctionnement symétrique peut être prévu pour les abonnés du PLMN B. On peut aussi prévoir que les stations de base 3 du PLMN A dans la zone stratégique 31 puissent leur procurer des liens en SHO en complément de ceux fournis par les stations de base partagées 2 à proximité de la zone stratégique 31, afin d'améliorer les conditions de transmission. La prise en compte de l'identité de PLMN dans la procédure de handover peut aussi présenter une utilité dans les cas où le réseau de rattachement du terminal 1 ne correspond ni au PLMN A ni au PLMN B, mais à un troisième PLMN, par exemple un PLMN étranger dans le cas du roaming)). L'algorithme de choix de la cellule cible effectué par le RNC 41 peut privilégier le PLMN A sur lequel la communication a débuté, ou bien le PLMN B. Il peut encore répartir le trafic entre les deux PLMN A et B en fonction de critères multiples, pouvant être liés à la charge des cellules du premier réseau d'accès ou de tout autre paramètre. La prise en compte de l'identité de PLMN donne à cet égard une grande souplesse aux opérateurs pour prendre les accords de roaming qui leur conviennent. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple. Elle s'étend également à d'autres variantes. Parmi celles-ci, on peut citer le fait que les deux réseaux d'accès des PLMN A et B précédemment décrits puissent être rattachés par exemple à un même MSC ou bien à des réseaux coeurs bien distincts. Enfin, d'autres applications de l'invention sont envisageables, comme celle qui consiste à réaliser l'invention dans un réseau UMTS pour une transmission de données en mode paquets. Une autre application encore de l'invention se rapporte par exemple à un réseau d'accès au moins avec éventuellement un réseau coeur au moins dans une technologie de radiocommunication différente, par exemple de type GSM ( Global System for Mobile communications ). REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de ressources radio affectées à un terminal mobile (1) en communication dans un système cellulaire, dans lequel on obtient des mesures radio relatives à des conditions de propagation entre le terminal et un groupe de stations de base du système cellulaire, et on analyse lesdites mesures pour sélectionner au moins une station de base et établir un lien radio entre le terminal et la station de base sélectionnée afin de poursuivre la communication, dans lequel le système cellulaire comporte un premier ensemble de stations de base (2,3) procurant des ressources d'accès radio pour des terminaux d'abonnés à un premier réseau et un second ensemble de stations de base (2,4) procurant des ressources d'accès radio pour des terminaux d'abonnés à un second réseau, les premier et second ensembles ayant en commun un sous-ensemble de stations de base partagées (2), et dans lequel, lorsque le terminal en communication a un lien radio actif avec une station de base partagée dudit sous-ensemble, un contrôleur de réseau radio (41) du système cellulaire mémorise une information identifiant un réseau de rattachement dudit terminal (1) et la sélection d'une autre station de base n'appartenant pas audit sous-ensemble est opérée de façon dépendante de l'information mémorisée identifiant le réseau de rattachement du terminal. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'information identifiant le réseau de rattachement du terminal (1) fait partie d'une identité d'abonné mobile fournie audit contrôleur de réseau radio (41). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'information identifiant le réseau de rattachement du terminal (1) est fournie par un réseau coeur (5) au cours de l'établissement de ressources de communication, pour être disponible audit contrôleur de réseau radio (41). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on empêche la sélection d'une station de base (4) du second ensemble et en dehors du sous-ensemble de stations de base partagées (2) lorsque le réseau de rattachement du terminal (1) identifié par l'information mémorisée est le premier réseau. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on privilégie la sélection d'une station de base (4) du second ensemble en dehors du sous-ensemble de stations de base partagées (2), lorsque le réseau de rattachement du terminal (1) identifié par l'information mémorisée est le second réseau. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe de stations de base, pour lequel on obtient des mesures, est composé exclusivement de stations de base du premier ensemble de stations de base (2,3) si le réseau de rattachement du terminal (1) identifié par l'information mémorisée est le premier réseau et est composé exclusivement de stations de base du second ensemble de stations de base (2,4) si le réseau de rattachement du terminal (1) identifié par l'information mémorisée est le second réseau. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on obtient des mesures relatives audit groupe de stations de base indépendamment de l'appartenance de ces stations de base au premier ou au second ensemble, que le contrôleur de réseau radio (41) classe et prend en compte pour privilégier la sélection de stations de base du premier ensemble de stations de base (2,3) si le réseau de rattachement du terminal (1) identifié par l'information mémorisée est le premier réseau et pour privilégier la sélection de stations de base du second ensemble de stations de base (2,4) si le réseau de rattachement du terminal (1) identifié par l'information mémorisée est le second réseau. 8. Dispositif de contrôle de réseau radio (41) comprenant des moyens de traitement adaptés à la mise du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.