Brevet FR2872670A1 — publié le 20060106

PROCEDE DE REPARTITION DE RESSOURCES RADIO ENTRE UNE PLURALITE DE CANAUX DE TRANSPORT MULTIPLEXES DANS UN CANAL PHYSIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se situe dans le domaine des télécommunications et concerne plus spécifiquement un procédé de répartition de ressources radio entre un nombre M de canaux de transport multiplexés dans un canal physique, chaque canal de transport véhiculant un service et/ou des données ayant une exigence de Qualité de Service (QoS) spécifique entre un terminal utilisateur et une station de base d'un réseau de télécommunication cellulaire. L'invention concerne également un terminal mobile et une station de base adaptés pour mettre en oeuvre le procédé. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La puissance d'émission d'un terminal mobile ou d'une station de base dans un réseau de télécommunication cellulaire est contrôlée systématiquement afin, d'une part, d'assurer au terminal la même qualité de service QoS (pour Quality Of Service) indépendamment de sa position dans le réseau, et d'autre part, d'accroître l'autonomie de la batterie tout en évitant d'augmenter inutilement le niveau d'interférence dans une cellule. Ce contrôle peut être effectué aussi bien sur la voie montante que sur la voie descendante. Sur la voie montante, la station de base ("Node B") mesure le rapport signal sur interférence courant (SIR) sur le signal reçu et transmet au terminal une commande afin que ce dernier ajuste sa puissance d'émission. Sur la voie descendante, le terminal mobile effectue des opérations similaires pour la voie descendante. Ce mécanisme de contrôle de puissance où le terminal et la station de base ajustent mutuellement leurs puissances d'émission est connu en CDMA sous le nom de contrôle de puissance en boucle fermée ou Closed-loop power control en anglais. Les commandes échangées entre la station de base et le terminal afin d'ajuster leurs puissances d'émission reposent sur un niveau de SIR (rapport Signal à Interférences) établi par un contrôleur du réseau radio RNC (pour Radio Network Controller) chargé de la gestion des ressources radio dans les cellules qu'il contrôle. Le processus de contrôle de puissance décrit ci-dessus peut être représenté par deux boucles de traitement, illustrées schématiquement par la figure 1, dans lesquelles sont exécutées simultanément des mesures de qualité de service et des commandes d'adaptation de puissance. La première boucle de traitement, appelée boucle interne, effectue un traitement rapide pour ajuster la puissance du signal reçu par le terminal ou par la station de base en vue de maintenir le rapport signal sur interférence (SIR) égal à une valeur cible SIR, prédéterminée par la deuxième boucle. La deuxième boucle, appelée boucle externe, a pour fonction de définir le rapport signal sur interférence cible SIR, de façon à maintenir le taux d'erreur-bloc mesuré sur les blocs de transport du signal reçu (BLER pour Block Error Rate en anglais) à une valeur cible BLERE assurant la qualité de service au niveau requis. Comme cela est illustré par la figure 1, la boucle interne comporte un filtre adapté 2, un récepteur RAKE 4, un module 6 de calcul de rapport signal sur interférence SIR et un module 8 de génération de bits de commande (TPC, pour Transmit Power Control). La boucle externe comporte en plus du filtre 2 et du récepteur RAKE 4, un décodeur canal 10, un module détecteur de bloc d'erreurs 12 et un module 14 de comparaison du BLER avec une valeur cible BLERC pour mettre à jour le SIR,. Le module 6 calcule le SIR courant relatif à un signal reçu et transmet le SIR calculé au module 8 qui génère un bit 0 Si le SIR calculé est supérieur à la valeur cible SIRc, ou un bit 1 Si le SIR calculé est inférieur à SIRE. L'estimation du SIR, s'appuie sur une mesure de la qualité de la liaison en termes de BLER. La valeur optimale du SIR, doit être telle que la qualité désirée dans la liaison soit atteinte avec la puissance d'émission minimale de la station de base ou du terminal mobile. Si la qualité estimée est meilleure que la qualité cible, la valeur du SIR, est diminuée, et dans le cas contraire, cette valeur est augmentée. Dans un système UMTS UTRA, il est possible de multiplexer sur un seul canal physique plusieurs services ayant des exigences de qualité (QoS) différentes. Au cours de la communication, le contrôle effectué par la boucle externe ajuste dynamiquement le rapport signal sur interférence cible SIR, de façon à maintenir, pour chaque service transporté via le canal physique, le taux d'erreur-bloc mesuré sur les blocs de transport du signal reçu BLER (pour Block Error Rate en anglais) à une valeur cible BLERC. Or, il ne peut y avoir qu'une seule valeur cible pour le contrôle de puissance rapide en boucle fermée puisque tous les services ont un contrôle de puissance commun. Ce rapport signal sur interférence cible SIRE est défini en fonction du service nécessitant le plus haut SIR,. De ce fait, la puissance de transmission nécessaire pour atteindre ce rapport signal sur interférence cible SIRc peut être surévaluée pour les autres services multiplexés et qui requiert un SIRc moins élevé. Il en résulte un déséquilibre entre le besoin réel en puissance des canaux de transport des services et la puissance effectivement disponible pour ces canaux. Ce déséquilibre de puissance a pour effet, d'une part, d'augmenter le niveau des interférences pour les autres utilisateurs du système, et d'autre part, de limiter la durée de vie de la batterie du terminal. Un but de l'invention est de rééquilibrer 30 la répartition des ressources radio entre les différents canaux de transport en adaptant sélectivement les paramètres de codage de ces canaux de transport de manière à réduire la puissance de transmission à travers le canal physique tout en respectant les exigences de QoS pour tous les services transmis à travers ce canal. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention préconise un procédé de répartition de ressources radio entre un nombre M de canaux de transport multiplexés dans un canal physique, chaque canal de transport véhiculant un services et/ou des données ayant une exigence de QoS spécifique entre un terminal utilisateur et une station de base d'un réseau de télécommunication cellulaire. Le procédé selon l'invention comporte les 15 étapes suivantes: a - estimer la qualité de service (QoS) de chacun des canaux de transport reçus, b déterminer N services parmi les M services pour lesquels la QoS est supérieure à une 20 valeur cible prédéterminée, c - réduire la proportion du canal physique allouée aux N canaux de transport déterminés à l'étape b en modifiant leurs paramètres d'adaptation de débits, d - attendre la convergence de la boucle de contrôle de puissance, e - effectuer les étapes c) et d) jusqu'à ce que la QoS spécifique de chaque service soit atteinte avec une puissance minimale de transmission du canal physique. Ce procédé comporte en outre une phase au cours de laquelle on estime, pour chaque canal de transport, le rapport signal sur interférence (SIR) et on règle la puissance d'émission pour atteindre un rapport signal sur interférence cible optimal (SIR,o) garantissant la QoS requise pour chacun des canaux de transport tout en minimisant la puissance émise. Préférentiellement, la réduction du débit de transmission dans les canaux de transport pour lesquels la QoS est supérieure à une valeur cible prédéterminée est réalisée par une modification d'un paramètre d'adaptation de débit prédéfini pour chaque canal de transport. Le procédé selon l'invention est préférentiellement mis en oeuvre dans un réseau cellulaire UMTS. Dans ce cas, le paramètre d'adaptation de débit est le paramètre RM (pour Rate Matching) défini dans la spécification TS25.212. L'invention concerne également un terminal mobile susceptible d'échanger avec une station de base, via un seul canal physique, une pluralité de services et/ou données ayant chacun une exigence de QoS spécifique. Ce terminal comporte des moyens pour adapter dynamiquement et sélectivement le débit des données d'une partie des services les moins exigeants en termes de QoS de manière à diminuer la puissance de transmission sans dégrader la qualité des services les plus exigeants en termes de QoS. L'invention concerne également une station de base d'un réseau de télécommunication cellulaire susceptible d'échanger avec un terminal mobile, via un seul canal physique, une pluralité de services et/ou données ayant chacun une exigence de QoS spécifique. Cette station de base comporte des moyens pour adapter dynamiquement et sélectivement le débit des données d'une partie des services les moins exigeants en termes de QoS de manière à diminuer la puissance de transmission sans dégrader la qualité des services les plus exigeants en termes de QoS. 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, décrite précédemment, illustre schématiquement deux boucles de contrôle de puissance de l'art antérieur, - la figure 2 représente un organigramme général illustrant le procédé selon l'invention, - la figure 3 représente un exemple de réalisation du procédé selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La description qui suit concerne une mise en uvre du procédé dans un réseau cellulaire UMTS dans lequel un terminal mobile, relié à une station de base, reçoit à travers une seule connexion physique quatre services distincts ayant des exigences de qualité de service QoS distinctes, tels que par exemple un service voix, un service vidéo, un service de données et une connexion Internet. Ces services sont véhiculés dans quatre canaux de transport distincts TrCH1, TrCH2, TrCH3 et TrCH4 multiplexés dans un même canal physique reliant la station de base et le terminal. Une fois que le terminal mobile a établi une communication avec la station de base, le contrôle de puissance en boucle fermée est activé. Sur la voie montante, la station de base mesure de manière permanente la qualité du signal en termes de rapport signal sur interférence (SIR) et envoie au terminal une commande sur le canal descendant pour lui demander soit d'augmenter la puissance d'émission si le SIR mesuré est en dessous d'une valeur cible SIRc, soit diminuer la puissance d'émission si le SIR mesuré est supérieur à la valeur cible SIRc. Sur la voie descendante, l'ajustement rapide de la valeur cible est effectué par un contrôle de puissance en boucle externe effectué au niveau du mobile. La boucle interne, effectue un traitement rapide pour ajuster la puissance du signal reçu par le terminal ou par la station de base en vue de maintenir le rapport signal sur interférence (SIR) égal à une valeur cible SIR, prédéterminée par la boucle externe. Cette dernière définit le rapport signal sur interférence cible SIR, de façon à maintenir le taux d'erreur-bloc (BLER pour Block Error Rate en anglais) mesuré sur les blocs de transport des signaux reçus via chacun des canaux de transport TrCH1, TrCH2, TrCH3 et TrCH4 à une valeur cible BLERc. La figure 2 illustre schématiquement les étapes du procédé selon l'invention pour adapter les paramètres d'adaptation de débit permettant de minimiser la puissance de transmission tout en assurant la qualité de service désirée pour chacun des canaux de transport TrCH1, TrCH2, TrCH3 et TrCH4. L'étape 32 consiste à mesurer le taux d'erreur-bloc (BLER pour Block Error Rate en anglais) sur les blocs de transport des signaux reçus via chacun des canaux de transport TrCH1, TrCH2, TrCH3 et TrCH4. L'étape 34 consiste à vérifier si le BLER mesuré pour chacun des canaux de transport TrCH1, TrCH2, TrCH3 a au moins atteint le BLER cible défini pour chacun desdits canaux. Si le BLER mesuré n'a pas convergé vers le BLER cible, le processus est repris à partir de l'étape 32. Si le BLER mesuré a convergé vers le BLER cible, le processus continue à l'étape 36 qui consiste à déterminer les N canaux de transport présentant un BLER supérieur d'un seuil prédéterminé à la valeur de BLER cible. L'étape 38 consiste à modifier sélectivement le paramètre RM (Rate Matching) de ces canaux pour pouvoir réduire la puissance de transmission tout en continuant à garantir la valeur cible du BLER pour chacun des canaux de transport. l'étape 40 consiste à ajuster tous les RM d'un facteur commun si au moins une valeur de RM modifié est inférieure au RM minimum normalisé. Le facteur commun est choisi afin de s'assurer que toutes les valeurs de RM soient comprises entre les valeurs minimum et maximum normalisées. La figure 3 illustre schématiquement l'évolution des BLER des quatre canaux de transport TrCH1, TrCH2, TrCH3 et TrCH4 par rapport à leur valeur cible BLERcen fonction de la mise à jour des paramètres d'adaptation de débit ainsi que celle de SIRc. Pour la simplicité de l'exposé, on suppose que la valeur de BLER cible était la même pour tous les canaux de transport. Sur la figure 3a, le canal TrCH1 présente une valeur de BLER pour laquelle le service transporté via ce canal a une qualité de service inférieure à la QoS cible, et chacun des canaux TrCH2, TrCH3 et TrCH4 présente une valeur BLER pour laquelle le service transporté via ce canal a une qualité de service supérieure à la QoS cible. Pour atteindre la qualité de service cible du canal TrCH1, la puissance de transmission est augmentée (flèche P figure 3b) pour tous les canaux de transport. Cette augmentation de puissance se répercute inutilement sur les canaux TrCH2, TrCH3 et TrCH4 qui avaient déjà une qualité de service suffisante. Pour pouvoir réduire la puissance de transmission sans dégrader la qualité du canal TrCH1, on diminue sélectivement le paramètre RM (flèche D2 à D4 figure 3c) des canaux TrCH2, TrCH3 et TrCH4, ce qui a pour effet de diminuer automatiquement la proportion de débit du canal physique alloué aux canaux TrCH2, TrCH3 et TrCH4 et d'augmenter automatiquement la proportion de débit du canal physique alloué au canal TrCH1. Ceci a pour conséquence d'augmenter le BLER des canaux TrCH2, TrCH3 et TrCH4 et de diminuer le BLER du canal TrCH] (flèche Dl figure 3c). Il en résulte un rééquilibrage de la QoS entre d'une part, le canal TrCH1, et d'autre part, les canaux TrCH2, TrCH3 et TrCH4. Une baisse de la puissance (flèche P figure 3d) est alors possible tout en continuant à garantir la qualité de service du canal TrCH1. SP 25136/HM REVENDICATIONS 1. Procédé de répartition de ressources radio entre un nombre M de canaux de transport multiplexés dans un canal physique, chaque canal de transport véhiculant un service et/ou des données ayant une exigence de QoS spécifique entre un terminal utilisateur et une station de base d'un réseau de télécommunication cellulaire, procédé comportant les étapes suivantes: a - estimer la qualité de service (QoS) de chacun des canaux de transport reçus, b - déterminer N services parmi les M services pour lesquels la QoS est supérieure à une valeur cible prédéterminée, c réduire la proportion du canal physique allouée aux N canaux de transport déterminés à l'étape b en modifiant leurs paramètres d'adaptation de débits, d - attendre la convergence de la boucle de contrôle de puissance, e - effectuer les étapes c) et d) jusqu'à ce que la QoS spécifique de chaque service soit atteinte avec une puissance minimale de transmission du canal physique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une phase au cours de laquelle on estime, pour chaque canal de transport, le rapport signal sur interférence (SIR) et on règle la puissance d'émission pour atteindre un rapport signal sur interférence cible optimal (SIRco) SP 25136/HM 2872670 garantissant la QoS requise pour chacun des canaux de transport tout en minimisant la puissance émise. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape c) est réalisée par une modification d'un paramètre d'adaptation de débit prédéfini pour chaque canal de transport. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réseau cellulaire est un réseau UMTS. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit paramètre d'adaptation de débit est le RM défini dans la spécification 3GPP TS 25.212. 6. Terminal mobile susceptible d'échanger avec une station de base, via un seul canal physique, une pluralité de services et/ou données ayant chacun une exigence de QoS spécifique, caractérisé en ce qu'il comporte: a) des moyens pour estimer la qualité de service (QoS) de chacun des canaux de transport reçus, b) des moyens pour déterminer N services parmi les M services pour lesquels la QoS est supérieure à une valeur cible prédéterminée, c) des moyens pour réduire la proportion du canal physique allouée aux N canaux de transport déterminés à l'étape b en modifiant leur paramètre d'adaptation de débits, jusqu'à ce que la QoS SP 25136/HM spécifique de chaque service soit atteinte avec une puissance minimale de transmission du canal physique. 7. Station de base d'un réseau de réseau de télécommunication cellulaire susceptible d'échanger avec un terminal mobile, via un seul canal physique, une pluralité de services et/ou données ayant chacun une exigence de QoS spécifique, caractérisée en ce qu'elle comporte: a) des moyens pour estimer la qualité de service (QoS) de chacun des canaux de transport reçus, b) des moyens pour déterminer N services parmi les M services pour lesquels la QoS est supérieure à une valeur cible prédéterminée, c) des moyens pour réduire la proportion du canal physique allouée aux N canaux de transport déterminés à l'étape b en modifiant leur paramètre d'adaptation de débits, jusqu'à ce que la QoS spécifique de chaque service soit atteinte avec une puissance minimale de transmission du canal physique.