Brevet FR2850230A1 — publié le 20040723

PROC D D' CHANGE DE DONN ES ENTRE UN R SEAU LOCAL DE COMMUNICATIONS SANS FIL ET UN R SEAU DE DONN ES, VIA UN R SEAU DE RADIOCOMMUNICATIONS, ET STATION DE BASE ASSOCI E L'invention concerne les communications en mode paquet de terminaux mobiles raccordés à des réseaux locaux sans fil, tels que des WLAN (pour " Wireless Local Area Network " répondant à la norme IEEE 10 802.11), et le raccordement de tels réseaux locaux à des réseaux de types différents. Les réseaux locaux de communications sans fil (WLAN) ont été initialement conçus pour permettre à certains terminaux (ou équipements) mobiles, situés dans leur zone de couverture, d'accéder à des informations is locales d'un réseau local (Local Area Network), tel qu'un réseau Intranet. Par la suite, en raison du développement des réseaux de données et de l'importance qu'ils ont prise dans la vie quotidienne, tant privée que professionnelle, il a été proposé d'utiliser les réseaux WLAN pour un accès dit " publique " à des " réseaux de données ", i.e. dans des zones de 20 couverture situées en dehors des entreprises. Ces zones sont aujourd'hui généralement couvertes par des réseaux mobiles tels que les réseaux GSM/GPRS ou UMTS. On entend ici par " réseaux de données " des réseaux à protocoles paquets, comme par exemple Ethernet ou IP, utilisés pour des services et des 25 applications, tels que ceux disponibles sur l'Internet ou dans des réseaux locaux privés de type Intranet. L'établissement de ces accès publics, par exemple à Internet ou à un réseau privé distant, requiert généralement le raccordement (ou " backhauling ") des points d'accès du réseau WLAN à un fournisseur de 30 service, comme par exemple un fournisseur d'accès à Internet (ou ISP pour " Internet Service Provider "), via des serveurs ou routeurs d'accès. Pour ceci, on utilise typiquement des liaisons câblées (comme par exemple des lignes louées de type ISDN ou ADSL), ce qui s'avère être une solution coteuse. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation. Elle propose à cet effet un procédé d'échange de données entre un 5 réseau WLAN, comprenant au moins un point d'accès radio, et un réseau de données couplé à un réseau principal de radiocommunications comprenant au moins une station de base. On entend ici par " réseau principal de radiocommunications " un réseau de téléphonie mobile, par exemple du type dit " 2G ", tel que les io réseaux GSM, ou du type dit " 2,5G ", tel que les réseaux GPRS, ou encore du type dit " 3G ", tel que les réseaux UMTS. Ce procédé se caractérise par le fait qu'il consiste à coupler l'un au moins des points d'accès radio du réseau WLAN à l'une des stations de base du réseau principal, de manière à permettre un échange de données entre le 15 réseau WLAN et le réseau de données, via le réseau principal. Ce partage des ressources du réseau principal d'accès (GSM/GPRS ou UMTS) permet de réduire très notablement les frais d'établissement des ponts entre les réseaux WLANs et les réseaux de données, en particulier lorsque l'opérateur du réseau principal est également l'opérateur des réseaux 20 locaux WLAN. De plus, le grand nombre de stations de base implantées permet de faciliter le déploiement des réseaux WLANs, qui peuvent facilement être implantés sur des sites identiques, ou voisins. Le couplage entre un point d'accès radio et une station de base peut s'effectuer par voie filaire, et de préférence selon un protocole de type 25 Ethernet. Mais, ce couplage peut également s'effectuer par intégration du point d'accès radio dans la station de base. Par ailleurs, on peut coupler plusieurs points d'accès radio, voire même tous les points d'accès radio, d'un réseau local à une station de base d'un réseau principal. En complément ou en variante, il est possible de 30 coupler un ou plusieurs points d'accès radio d'un réseau local au point d'accès radio qui a été couplé à la station de base du réseau principal. Dans ce cas, le couplage entre les différents points d'accès radio peut s'effectuer par voie filaire ou par voie d'ondes radio. L'invention porte également sur une station de base, pour un réseau principal de radiocommunications couplé à un réseau de données, comprenant des moyens de connexion susceptibles d'être couplés à l'un au moins des points d'accès radio d'un réseau WLAN, de manière à permettre 5 un échange de données entre ce réseau WLAN et le réseau de données, via le réseau principal. Préférentiellement, les moyens de connexion sont agencés sous la forme d'un connecteur raccordable par voie filaire au point d'accès. Plus préférentiellement encore, ce connecteur est de type Ethernet. En variante, la station de base peut intégrer un point d'accès radio à un réseau WLAN. L'invention porte en outre sur un réseau de radiocommunications couplé à au moins un réseau de données et comprenant au moins une station de base du type de celles présentées ci-avant. L'invention concerne d'une manière générale l'échange de données entre un réseau local sans fil (WLAN) et n'importe quel autre réseau de données, et notamment les réseaux à protocole IP (tels qu'lnternet), les réseaux privés de type Intranet et les réseaux d'accès par satellite, comme par exemple Thuraya et Iridium. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et de l'unique figure annexée qui illustre de façon schématique un exemple de réalisation d'une installation de communications comportant des stations de base selon l'invention assurant la liaison entre un réseau local de communications sans fil et un réseau de 25 données. Cette figure pourra non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'installation de communications illustrée sur l'unique figure comporte, de façon non limitative, un réseau principal de radiocommunications RP, appartenant à un opérateur de téléphonie mobile, un réseau de données DN, 30 par exemple de type Internet et couplé au réseau principal RP, et un réseau local de communications sans fil, de type WLAN et couplé au réseau principal RP grâce à des moyens (EP) qui seront détaillés plus loin. L'invention n'est pas limitée à ce type de configuration. L'installation de communications pourra en effet comporter un ou plusieurs réseaux locaux (WLANs), un ou plusieurs réseaux de données et un ou plusieurs réseaux de téléphonie mobile. Par ailleurs, dans ce qui suit on considère que le réseau principal RP 5 est un réseau GPRS, mais il pourrait s'agir d'un réseau d'un autre type dont on peut réserver ou partager une partie de la bande passante, et notamment d'un réseau GSM ou UMTS. Le réseau principal GPRS (RP) ne faisant pas directement l'objet de l'invention, et étant parfaitement connu de l'homme de l'art, il ne sera donc 10 pas décrit en détail ici. Pour simplifier, il comporte tout d'abord un réseau d'accès radio, également appelé BSS/RAN, constitué, d'une part, d'une multiplicité de stations de base d'émission/réception, appelées BTS, associées chacune à une cellule C, dans laquelle des équipements d'utilisateurs UE peuvent émettre et recevoir des données, et d'autre part, 15 d'un ou plusieurs contrôleurs de station de base, appelés BSC (pour " Base Station Controller "), raccordés chacun à une ou plusieurs BTSs. L'exemple illustré ne comprend qu'une seule station de base BTS et un seul contrôleur BSC pour des raisons de simplification. Le réseau principal GPRS (RP) comporte également un réseau de 20 coeur (ou CN pour " Core Network ") comprenant, d'une part, un serveur d'un premier type, appelé SGSN et raccordé aux différents contrôleurs BSC, et d'autre part, un ou plusieurs serveurs d'un second type, appelés GGSN (pour " Gateway GPRS Serving Node ") et chacun couplés au SGSN et à au moins un réseau de données DN. Chaque GGSN constitue en fait un point d'accès à 25 un réseau de données DN. Il participe notamment à ce que l'homme de l'art appelle " l'activation de contexte ", notamment de type PDP (pour " Packet Data Protocol "), chaque fois qu'un équipement d'utilisateur UE, tel qu'un téléphone mobile, souhaite se connecter à un réseau de données, tel qu'Internet. Plus précisément, un GGSN peut être notamment vu comme 30 l'une des extrémités d'un tunnel relatif à un contexte PDP. On entend ici par " équipement d'utilisateur UE " tout terminal mobile capable de communiquer par voie d'ondes radio (ici selon les protocoles GPRS) avec le réseau d'accès radio BSS/RAN du réseau principal RP. Par conséquent, il pourra notamment s'agir de téléphones mobiles ou d'ordinateurs individuels portables ou encore d'assistants numériques personnels (ou PDA) équipés d'un modem (ici GPRS). Bien entendu, dans la réalité un réseau GPRS comporte de s nombreux autres équipements de réseau inutiles à la compréhension de l'invention. Ainsi, on peut prévoir un serveur de type HLR (pour " Home Location Register "), et un serveur proxy, par exemple de type RADIUS, chargé d'acheminer des demandes d'authentification issues du réseau de radiocommunications vers un serveur de type RADIUS qui met en oeuvre une ic fonction de type AAA (pour " Autorisation, Authentication, Accounting "). Un réseau WLAN est habituellement constitué d'au moins un point d'accès radio AP permettant aux équipements d'utilisateurs UE, qui sont dans sa zone de couverture et qui sont équipés spécifiquement, de s'y raccorder afin d'accéder à tout ou partie des informations et/ou services qu'il met à la 15 disposition de leurs utilisateurs. De tels réseaux WLAN sont fréquemment implantés dans ce que l'on à l'habitude d'appeler des " points chauds ", tels que les gares ou les aéroports. On entend ici par " équipement d'utilisateur UE " tout terminal mobile pourvu d'un matériel de connexion à un réseau local sans fil (par exemple une 20 carte PC WLAN ou PDA WLAN, amovible ou intégrée, répondant à la norme 802.11). Par conséquent, il pourra notamment s'agir de téléphones mobiles ou d'assistants numériques personnels (ou PDAs) ou encore d'ordinateurs portables. Dans l'exemple illustré, le réseau WLAN comporte 3 points d'accès 25 radio API, AP2 et AP3. Selon l'invention, le point d'accès radio AP1 est couplé à l'une des stations de base BTS du réseau principal RP. De préférence, ce couplage s'effectue par voie filaire, par exemple en utilisant un protocole de type Ethernet. A cet effet, la station de base BTS, objet du couplage, comporte un module de connexion EP agencé, par exemple, sous 30 la forme d'un connecteur Ethernet. Ce module de connexion EP de la station de base BTS inclut également la fonction d'aiguillage pour acheminer les paquets WLAN vers un serveur GGSN. Pour ceci, il peut utiliser les mêmes protocoles et mécanismes (comme par exemple l'activation d'un contexte PDP) que ceux utilisés pour relier des équipements mobiles UE du réseau d'accès mobile GPRS au serveur GGSN. Il est également possible qu'il implémente d'autres mécanismes de transport de données, comme par exemple un tunnel, éventuellement de bande passante fixe, vers certains 5 équipements du réseau principal GPRS (RP) qui sont connectés au réseau de coeur CN, comme par exemple le contrôleur BSC ou le serveur SGSN. Afin de permettre à tous les équipements d'utilisateur UE, équipés à cet effet, d'accéder au réseau de données DN quel que soit leur position à l'intérieur du réseau WLAN, il est préférable, comme cela est illustré sur 10 l'unique figure, de coupler par voie filaire tous les points d'accès (ici AP2 et AP3) au point d'accès (ici AP1) qui est lui même couplé à la station de base BTS par voie filaire. En variante, on peut envisager de coupler les points d'accès radio AP d'un réseau WLAN à la station de base BTS par voie hertzienne, en utilisant 15 les protocoles WLAN. On peut également envisager une autre variante dans laquelle certains points d'accès radio d'un réseau WLAN sont couplés à la station de base BTS, tandis que les autres points d'accès radio de ce réseau WLAN sont couplés aux points d'accès radio couplés à ladite station de base BTS. Par ailleurs, on a décrit, en référence à l'unique figure, un mode de réalisation dans lequel la station de base BTS et le point d'accès radio AP étaient distants l'un de l'autre et couplés via un module de connexion EP. Mais, on peut envisager une variante (non illustrée) dans laquelle le point d'accès radio AP est intégré dans la station de base BTS. Dans ce cas, le 2 5 module de connexion EP n'assure plus que la fonction d'aiguillage des paquets. En plus de permettre à l'opérateur mobile d'offrir de nouveaux services " IP WLAN ", l'invention permet d'étendre la zone de couverture du réseau de téléphonie mobile existant par couplage à des réseaux WLAN (par 30 exemple à l'intérieur de bâtiments, de tunnels, notamment de métro, et analogues) pour les services existants sur le réseau de téléphonie mobile. Plusieurs méthodes peuvent être envisagées pour l'activation du contexte, concernant les équipements d'utilisateurs UE connectés au réseau WLAN, laquelle est gérée par les serveurs SGSN et GGSN du réseau de téléphonie mobile RP. La solution la plus simple consiste à établir un unique tunnel (ou session) entre le réseau WLAN et le serveur GGSN (contexte PDP), dans 5 lequel est transporté le trafic de tous les équipements d'utilisateurs UE connectés au WLAN. Dans ce cas, l'authentification et le contrôle d'accès de type AAA (pour authentification, authorization, accounting) est préférentiellement implémenté dans le ou les points d'accès AP du réseau WLAN qui communiquent à cette fin avec un serveur de type AAA, qui peut io par exemple être localisé chez un fournisseur d'accès à Internet (ISP) ou dans le serveur HLR du réseau de téléphonie mobile RP qui dispose de la liste des identifiants desdits équipements d'utilisateurs UE. Une autre solution consiste à établir un tunnel dédié entre le point d'accès AP et le serveur GGSN pour chaque utilisateur connecté au WLAN, is de sorte que le serveur GGSN puisse effectuer sa procédure de contrôle et d'authentification. Il est important de noter que la connexion d'un point d'accès AP à une station de base BTS peut également servir à la mise à disposition des utilisateurs du réseau local WLAN de services offerts par le réseau principal 20 RP, comme par exemple l'acheminement de paquets " voix ". Dans ce cas, contrairement aux paquets de données qui sont aiguillés vers un GGSN, les paquets voix peuvent être aiguillés vers un serveur dédié à la voix sur IP (VoIP), qui assure l'interconnexion avec un réseau téléphonique. L'invention offre également un procédé d'échange de données entre 25 un réseau WLAN, comprenant au moins un point d'accès radio AP1, et un réseau de données DN couplé à un réseau principal de radiocommunications RP comprenant au moins une station de base BTS. Celui-ci peut être mis en oeuvre à l'aide de l'une des stations de base BTS présentées ci-avant. Les fonctions et sous-fonctions principales et 30 optionnelles assurées par les étapes de ce procédé étant sensiblement identiques à celles assurées par les différents moyens constituant les stations de base BTS, seules seront résumées ci-après les étapes mettant en oeuvre les fonctions principales du procédé selon l'invention. Ce procédé consiste à coupler l'un au moins des points d'accès radio API du réseau WLAN à l'une des stations de base BTS du réseau principal RP, de manière à permettre un échange de données entre le réseau WLAN et le réseau de données DN, via le réseau principal RP. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de procédé et de stations de base décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Procédé d'échange de données entre un réseau local de communications sans fil (WLAN), comprenant au moins un point d'accès 5 radio (APl), et un réseau de données (DN) couplé à un réseau principal de radiocommunications (RP) comprenant au moins une station de base (BTS), caractérisé en ce qu'il consiste à coupler au moins un point d'accès radio (AP1) dudit réseau local (WLAN) à une station de base (BTS) dudit réseau principal (RP), de manière à permettre un échange de données entre ledit 1o réseau local (WLAN) et ledit réseau de données (DN) via ledit réseau principal (RP). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couplage entre ledit point d'accès radio (AP1) et ladite station de base (BTS) s'effectue par voie filaire. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couplage entre ledit point d'accès radio (AP1) et ladite station de base (BTS) s'effectue par intégration dudit point d'accès radio (API) dans ladite station de base (BTS). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 20 l'on couple au moins un autre point d'accès radio (AP) dudit réseau local (WLAN) à ladite station de base (BTS) dudit réseau principal (RP). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on couple au moins un autre point d'accès radio (AP2,AP3) dudit réseau local (WLAN) audit point d'accès radio (AP1) couplé à ladite station de base 25 (BTS) dudit réseau principal (RP). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit couplage entre lesdits points d'accès radio (APl-AP3) s'effectue par voie filaire. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit 30 couplage entre lesdits points d'accès radio (APl-AP3) s'effectue par voie d'ondes radio. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on procède à une authentification et à un contrôle d'accès audit réseau de données au niveau dudit point d'accès radio (API), via une communication avec un serveur d'authentification. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit serveur d'authentification est implanté chez un fournisseur d'accès à Internet. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit serveur d'authentification est implanté dans un serveur de type HLR dudit réseau principal (RP). 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on établit un tunnel dédié entre ledit point d'accès radio (AP1) et un serveur 10 (GGSN) d'accès audit réseau de données (DN), appartenant audit réseau principal (RP), de sorte que ledit serveur d'accès (GGSN) puisse effectuer une procédure d'authentification et de contrôle d'accès audit réseau de données. 12. Station de base (BTS) pour un réseau principal de 15 radiocommunications (RP) couplé à un réseau de données (DN), caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens de connexion (EP) propres à être couplés à au moins un point d'accès radio (APl) d'un réseau local de communications sans fil (VVLAN), de manière à permettre un échange de données entre ledit réseau local (WLAN) et ledit réseau de données (DN) via 2 0 ledit réseau principal (RP). 13. Station de base selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion (EP) sont agencés sous la forme d'un connecteur raccordé par voie filaire audit point d'accès radio (AP1). 14. Station de base selon la revendication 13, caractérisé en ce que 25 ledit connecteur (EP) est de type Ethernet. 15. Station de base pour un réseau principal de radiocommunications (RP) couplé à un réseau de données (DN), caractérisé en ce qu'elle est équipée d'un point d'accès radio (AP) à un réseau local de communications sans fil (WLAN), de manière à permettre un échange de données entre ledit 30 réseau local (WLAN) et ledit réseau de données (DN) via ledit réseau principal (RP). 16. Réseau de radiocommunications (RP) couplé à au moins un réseau de données (DN), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une station de il base (BTS) selon l'une des revendications 12 à 15. 17. Réseau selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est choisi dans un groupe comprenant les réseaux GSM, GPRS et UMTS.