Brevet FR2861531A1 — publié le 20050429

PROCEDE DE DETECTION D'UNE ZONE DE STABILITE DE L'ENVIRONNEMENT RADIO D'UN TERMINAL MOBILE DANS UN RESEAU DE TELECOMMUNICATION CELLULAIRE DOMAINE TECHNIQUE L'invention se situe dans le domaine des télécommunications et concerne plus spécifiquement un procédé de détection d'une zone de stabilité de l'environnement radio d'un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE La gestion de la localisation géographique des terminaux mobiles est une fonction fondamentale dans un système de télécommunication cellulaire. Cette gestion s'appuie sur la définition de zones géographiques comprenant un nombre limité de cellules et identifiées de façon unique dans lesquelles le réseau envoie des messages de localisation ("paging message" en anglais) destinés à localiser un terminal dans le réseau et l'avertir qu'un appel lui est destiné. Ce message est transmis à travers un canal de radiomessagerie particulier appelé PCH (pour "Paging Channel" en anglais). Les normes GSM-GPRS et UMTS définissent plusieurs zones de localisation appelées LA (pour Location Area en anglais) pour le domaine circuit, et RA (pour Routing Area en anglais) pour le domaine paquet. Ces zones comportent généralement plusieurs cellules adjacentes. La figure 1 illustre schématiquement des 30 exemples de zones LA et RA. Bien qu'étant SP 23153/HM fonctionnellement dissociées, les zones de localisation circuit et paquet obéissent à certaines règles: - une zone LA peut contenir une ou plusieurs zones RA, - une zone RA appartient à une et une seule zone LA. Dans le domaine à commutation de circuit, les zones de localisation LA sont gérées par le module MSC/VLR comprenant le commutateur MSC (pour Mobile Service Switching Center en anglais), et une base de données VLR (pour Visitor Location Register en anglais) contenant les informations liées aux abonnés en mode veille. Dans le domaine à commutation de paquets (GPRS), les zones de localisation RA sont gérées par l'équipement SGSN (pour Serving GPRS Support Node en anglais) qui est l'équivalent du MSC/VLR pour les services en mode paquet. Il n'existe a priori aucun lien entre les zones de localisation circuit vues par le VLR et les zones de localisation paquet vues par les SGSN. Par ailleurs, une zone LA ne dépend que d'un seul VLR et une zone RA ne dépend que d'un seul SGSN. En outre, les zones RA faisant partie d'une même zone LA peuvent être gérées par des SGSN différents. Après inscription au réseau, un terminal exécute une procédure de mise à jour dans le réseau coeur de la zone courante après chaque changement de zone de localisation. Le terminal connaît la zone dans laquelle se trouve la cellule courante grâce aux informations diffusées sur un canal balise associé à chaque cellule (BCCH, pour Broadcast Control Channel). SP 23153/HM En mode veille dans le domaine à commutation de circuit, les changements de cellule ne sont pas signalés au réseau par le terminal. En revanche, tout changement de zone de localisation LA doit être indiqué au réseau par le biais de la procédure de mise à jour appelée également ( Location update en anglais). Cette information est mémorisée dans le VLR. En mode actif, la mobilité du terminal dans un réseau GSM à commutation de circuit est entièrement contrôlée par le réseau en fonction de paramètres choisis par l'opérateur et de mesures radio effectuées par l'équipement de transmission radio du réseau (BTS, Base Transceiver Station). En d'autres termes, la norme GSM définit un point d'ancrage dans le réseau qui est invariant pendant la durée d'une communication. Rappelons qu'en GPRS, il n'existe pas de connexion établie entre le terminal et le réseau, mais plutôt des sessions activées ou désactivées. Lorsqu'une session entre dans une phase d'inactivité, aucune ressource de transmission n'est utilisée dans le réseau. Le transfert de données entre le terminal et le réseau peut reprendre à tout moment donnant lieu à l'allocation de ressources temporaires. Dans ce cas la mobilité du terminal peut être gérée soit par le réseau, d'une manière analogue au mode veille dans le domaine à commutation de circuit, soit par le terminal lui-même, contrôlée par des paramètres provenant du réseau. Cependant, en raison de l'absence de point d'ancrage dans l'architecture GPRS, le changement de cellule est peu SP 23153/HM efficace lorsqu'il est lié à un changement de zone RA. Ainsi, lorsque le terminal passe d'une zone RA à une autre, toutes les informations relatives à la communication, détenues par l'ancien SGSN, doivent être transférées vers le nouveau SGSN. De plus, le contexte de communication radio dans le nouveau SGSN n'est crée qu'une fois que le mobile a sélectionné sa nouvelle cellule d'accueil, ce qui allonge d'autant la durée de l'interruption de service. En UMTS, la norme offre la possibilité de gérer de manière séparée la mobilité pour les services paquet et pour les services circuit. La mise à jour combinée des zones LA et RA est possible si le réseau coeur supporte une interface Gs entre le SGSN et le MSC/VLR ou si ces modules sont regroupés dans une même entité du réseau c ur. On parle alors de UMSC ou UMTS MSC. Dans ce cas, le terminal utilise la procédure de "routing area update" comme dans le cas de mise à jour des zones RA. Une zone RA étant un sousensemble d'une zone LA, la mise à jour d'une zone RA permet à l'UMSC de connaître la zone LA du terminal. La définition des zones de localisation permet certes au réseau de connaître avec une certaine précision la position du terminal et d'envoyer le message de "paging" dans un sous-ensemble des cellules du réseau. Cependant, les mécanismes de l'art antérieur décrits ci-dessus ne sont pas totalement satisfaisants car le compromis sur la taille des zones de SP 23153/HM localisation est difficile à trouver dans les zones à forte densité. En outre, la capacité du canal radio PCH n'est pas suffisante pour supporter un nombre élevé de zones de localisation. Par ailleurs, dans une grande majorité de situations, l'usager d'un terminal mobile se déplace très peu et dans une zone géographiquement limitée. C'est le cas par exemple des usagers qui se trouvent pendant une grande partie de la journée dans leurs bureaux ou dans leurs entreprises. Du fait que les procédures de localisation sont déclenchées par le réseau, ce dernier continue à envoyer des messages de "paging" dans des zones dans lesquelles la probabilité de présence du terminal est quasiment nulle. Il en résulte une consommation inutile de ressources radio. Un autre inconvénient de l'art antérieur provient du fait que les normes GSM et UMTS ne prévoient pas de critères permettant d'apprécier la stabilité de l'environnement radio d'un terminal. Un but de l'invention est d'établir une procédure permettant au terminal d'estimer la stabilité de son environnement radio en vue d'établir le mécanisme de négociation avec le réseau de manière à n'envoyer les messages de "paging" que dans des zones dans lesquelles l'environnement radio du terminal est stable, et partant, la probabilité de présence du terminal est élevée. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention préconise donc un procédé de détection d'une zone de stabilité de l'environnement SP 23153/HM radio d'un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire comportant les étapes suivantes. - fixer un nombre K de cellules sélectionnables parmi les cellules présentes dans l'environnement radio du terminal, - définir une durée Tstab de mise à jour de la liste des K cellules, - si, pendant la durée Tstab, un sous-groupe invariant de I cellules parmi les K cellules apparaît dans l'environnement radio du terminal, et si le nombre de cellules autres que celles du sous-groupe invariant I, qui apparaissent dans l'environnement radio du terminal est inférieur à une valeur de seuil J prédéterminée, alors, - transmettre au réseau la liste de cellules du sous-groupe invariant I comme zone de stabilité de l'environnement radio du terminal. Préférentiellement, le nombre I de cellules du sous-groupe invariant est égal au nombre K de cellules sélectionnables par le terminal pendant la durée Tstab, et la valeur de seuil J est égale à zéro. Dans un mode particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les K cellules sont sélectionnées en fonction de la qualité de réception radio et d'un seuil de puissance minimale de réception. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre dans un réseau de télécommunication à commutation de circuit, ou dans un réseau de télécommunication à commutation de paquets. SP 23153/HM L'invention concerne également un terminal mobile connecté à un réseau de télécommunication cellulaire et comportant des moyens de calcul pour définir une zone de stabilité radio pendant une durée Tstab prédéterminée. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement un exemple de zones de localisation LA et RA définies par les normes GSM et UMTS. - la figure 2 représente un organigramme 15 illustrant un mode particulier de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'invention va être décrite dans le cadre d'une application dans un réseau UMTS. Rappelons qu'en UMTS, une connexion RRC (pour Radio Resource Control en anglais) est toujours présente quel que soit le type de service actif (circuit ou paquet). Afin de permettre au réseau d'accès radio l'UTRAN (pour Universal Transmission Radio Access Network) de s'adapter au mieux à l'ensemble des classes de services qui devront être supportées, quatre états différents de la connexion RRC ont été définis par la norme UMTS: CELL_DCH, CELL FACH, CELL PCH et URA PCH. Ces états correspondent SP 23153/HM à différents niveaux d'activité de la connexion terminal-réseau. A l'état CELL DCH des canaux de transport dédiés sont alloués pour les deux sens de communication. C'est l'état qui sera choisi pour le transport des applications à contraintes temps réel. Dans cet état, la mobilité du terminal est contrôlée par le réseau en fonction de mesures effectuées par le mobile ou le réseau. Dans l'état CELL FACH, aucun canal physique dédié n'est alloué au terminal. Cependant le terminal (respectivement le réseau) a cependant la possibilité de transmettre des données usager sur le canal RACH (respectivement FACH). Par ailleurs, dans cet état, le réseau a la possibilité de demander au terminal d'effectuer des mesures radio en vue de contrôler ses déplacements comme dans l'état CELL DCH. Dans les états CELL PCH et URA PCH aucune ressource dédiée n'est allouée au mobile. Ce dernier se contente de lire les informations transmises par le réseau sur les canaux BCH et PCH et contrôle lui-même sa mobilité dans le réseau au moyen des même critères que ceux employés en mode veille dans le domaine à commutation de circuit. En outre, dans l'état CELL PCH, le terminal signale tout changement de cellule au réseau pour que ce dernier lui transmette le message de "paging" à travers le canal PCH. Par contre, dans l'état URA PCH, le réseau ne connaît pas précisément la cellule courante du terminal, et lorsqu'il souhaite le joindre, il doit le SP 23153/HM faire à travers tous les canaux PCH de toutes les cellules de l'URA courante du terminal. Lorsqu'il campe sur une cellule du réseau, le terminal reçoit les signaux radio transmis par plusieurs cellules voisines de la cellule courante et effectue des mesures pour éventuellement effectuer une procédure de resélection de cellules. Les spécifications techniques de la norme 3GPP TS 25.304 V5.3.0 définissent un critère S dit d'éligibilité qui permet d'établir une liste de cellules candidates à une éventuelle resélection, et un critère R utilisé par le mobile pour ordonner la liste de cellules satisfaisant le critère S. La cellule qui sera effectivement resélectionnée par le mobile sera celle dont le critère R est le plus élevé pendant une durée minimale Tresei dont la valeur est fournie par le réseau. Le mode de réalisation qui sera décrit ci-après en référence à la figure 2 s'appuie sur les 20 critères S et R définis ci-dessus. A l'étape 2, le terminal campant sur une cellule courante ( serving cell en anglais) reçoit du réseau un paramètre K et un paramètre TstabÉ Le paramètre k représente le nombre de cellules présentes dans l'environnement radio du terminal dans lesquelles le terminal va effectuer des mesures pour vérifier la stabilité radio. Le paramètre Tstab représente la durée pendant laquelle le terminal effectuera un nombre p 30 prédéterminé de mises à jour de la liste des cellules sélectionnables. SP 23153/HM L'étape 4 consiste à initialiser une horloge pour contrôler la durée Tstab et à initialiser le nombre p de mises à jour de la liste des cellules sélectionnables. L'étape 6, consiste à vérifier si la durée Tstab est atteinte, sinon, l'étape 8 consiste à calculer les paramètres S et R pour chacune des cellules présentes dans l'environnement radio du terminal. A partir de ces paramètres une liste de K cellules présentant les meilleurs critères R dans l'ordre décroissant est définie. L'étape 10 consiste à vérifier d'abord si le terminal n'a pas effectué une resélection de cellules lor s d'une mise à jour de la liste des K cellules. Si c'est le cas, le terminal vérifie que les listes successives des K cellules obtenues d'une mise à jour à la suivante contiennent les mêmes cellules. Dans l'affirmative (étape 11), le paramètre p est incrémenté (étape 12) pour effectuer la mise à jour suivante. L'étape 14 consiste à vérifier si la durée Tstab n'est pas écoulée. Sinon, (étape 16) le procédé est ré-exécuté à partir de l'étape 8. Si la durée Tstab est écoulée (étape 18), le terminal transmet (étape 19) au réseau la liste des K cellules présentant les meilleurs critères R comme zone de stabilité de l'environnement radio. Dans le cas où aucune mise à jour n'est effectuée (étape 20), le procédé est re-exécuté à partir de l'étape 4. SP 23153/HM Dans le cas où le terminal procède à une resélection de cellules (étape 22) avant la fin de la durée Tstab, ou si le groupe successif des K cellules, contient des cellules différentes (étape 24), le procédé est re-exécuté à partir de l'étape 2. Grâce au procédé selon l'invention, le terminal est en mesure de définir une zone limitée de stabilité de l'environnement radio dans laquelle le réseau transmettra les messages de paging . SP 23153/HM REVENDICATIONS 1. Procédé de détection d'une zone de stabilité de l'environnement radio d'un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - fixer un nombre K de cellules sélectionnables parmi les cellules présentes dans l'environnement radio du terminal, - définir une durée Tstab de mise à jour de 10 la liste des K cellules, - si, pendant la durée Tstab, un sous-groupe invariant de I cellules parmi les K cellules apparaît dans l'environnement radio du terminal, et si le nombre de cellules autres que celles du sous-groupe invariant I qui apparaissent dans l'environnement radio du terminal est inférieur à une valeur de seuil J prédéterminée, alors, - transmettre au réseau la liste de cellules du sous-groupe invariant I comme zone de 20 stabilité de l'environnement radio du terminal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que I=K et J=0. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les K cellules sont sélectionnées en fonction de la qualité de réception radio et d'un seuil de puissance minimale de réception. SP 23153/HM 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réseau de télécommunication est à commutation de circuit. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réseau de télécommunication est à commutation de paquet. 6. Procédé selon la revendication 5, 10 caractérisé en ce que le nombre K et la durée Tstab sont transmis au terminal par le réseau. 7. Terminal mobile connecté à un réseau de télécommunication cellulaire, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de calcul pour définir une zone de stabilité radio pendant une durée Tstab prédéterminée. 8. Terminal selon la revendication 7, caractérisé en que ladite zone de stabilité radio comporte un groupe invariant de cellules parmi les cellules présentes dans l'environnement radio du terminal pendant la durée Tstab- SP 23153/HM