Brevet FR2863133A1 — publié le 20050603

s L'invention concerne de façon générale le domaine des systèmes de communication, et porte plus particulièrement sur un procédé, un dispositif et un programme permettant de réaliser une permutation entre plusieurs technologies sans fil hétérogènes. Etat de la technique antérieure L'introduction de la mobilité dans les réseaux a nécessité la définition de nouvelles règles par rapport aux réseaux fixes classiques. Les principes de la mise à jour de localisation et du handover sont ainsi apparus avec les réseaux cellulaires. Dans ces systèmes, un même réseau est divisé en zones. Le système doit connaître à tout instant la position d'un mobile donné pour pouvoir le joindre. Ceci est rendu possible par la mise à jour de localisation: l'adresse de la zone où se situe l'abonné est appelée pointeur de localisation et est mise à jour en combinant une réactualisation périodique et une réactualisation sur un changement de zone. Chaque station de base diffuse périodiquement sur une voie balise le numéro de la zone de localisation à laquelle elle appartient. De son côté, le mobile écoute périodiquement la voie balise et stocke le numéro de la zone de localisation dans laquelle il se trouve. Si le mobile s'aperçoit que le numéro reçu est différent de celui stocké précédemment, il signale sa nouvelle position au réseau. II existe également une mise à jour de localisation périodique où le terminal émet à intervalles constants des messages au réseau pour lui signaler sa position courante. Dans ces systèmes, l'objectif de la mise à jour de localisation est de gérer l'itinérance, en permettant de connaître la position d'un mobile donné dans un grand réseau. II s'agit donc de la mise à jour de la localisation d'un mobile lors de son déplacement au sein d'un même réseau. En revanche, si le mobile passe de la zone de couverture d'un premier réseau sans fil vers la zone de couverture d'un second réseau sans fil de nature différente du premier, il n'y a pas actuellement de possibilité de garantir une certaine continuité de service, si ce n'est en déployant de coûteuses infrastructures matérielles. II existe plusieurs catégories de réseaux sans fils: les WPAN, qui, en contrepartie d'une zone de couverture limitée, offrent de bons débits et un niveau de sécurité optimal; les WLAN, pour lesquels la zone de couverture est plus étendue. Les débits offerts par les technologies WLAN sont supérieurs à ce que l'on peut obtenir classiquement dans les autres technologies sans fil, et leur coût d'utilisation est inférieur à celui de ces autres technologies. Cependant, le niveau de sécurité des réseaux WLAN n'est pas optimal. Il existe également des réseaux de téléphonie mobile (2G, 2.5G, 3G et 4G) qui offrent des zones de couvertures beaucoup plus étendues que les WPAN ou les WLAN, avec un bon niveau de sécurité dans les transferts, mais pour lesquels les débits sont plus ou moins faibles et surtout dont les coûts d'utilisation sont élevés. Les réseaux satellitaires sont un autre type de réseaux sans fils, dont les portées sont très grandes, mais leurs débits demeurent relativement faibles (comparés par exemple à ceux que l'on obtient en WLAN), et les coûts d'utilisation de ces réseaux sont relativement élevés. II existe également tout un panel d'équipements qui peuvent accéder à un réseau donné (Internet, un Intranet...) en utilisant au choix plusieurs de ces technologies sans fil. Si l'utilisateur se trouve dans une zone qui n'est couverte par aucune des technologies précédentes, il ne pourra pas avoir accès au réseau souhaité. Si une seule des technologies permet d'avoir accès à ce même réseau, l'utilisateur devra obligatoirement utiliser cette technologie. En revanche, lorsque l'équipement se trouve dans une zone couverte par plusieurs technologies d'accès au réseau, l'utilisateur peut utiliser n'importe laquelle de ces technologies pour accéder au réseau. Le plus souvent, l'utilisateur a une technologie préférée (pour des questions de coûts, de niveau de sécurité, de débit...). II choisira donc d'utiliser, chaque fois que possible, cette technologie préférée. Mais s'il sort de la zone de couverture de cette technologie, il est alors déconnecté de son réseau et doit se reconnecter en utilisant une des autres technologies qui permettent d'avoir une couverture au réseau. Tout au long de son déplacement, l'utilisateur doit donc constamment surveiller les niveaux des signaux reçus pour chaque technologie de façon à prévoir le moment ou il sera déconnecté du réseau parce qu'il quitte la zone de couverture de sa technologie préférée, et il devra choisir l'une des autres technologies disponibles qui lui permettent d'avoir accès au réseau. II y a donc nécessité de créer un protocole de handover entre deux technologies sans fil qui permettront à un utilisateur qui se déplace dans une zone couverte de manière non uniforme par chacune de ces technologies, d'utiliser une technologie préférée pour accéder au réseau chaque fois que c'est possible, puis une seconde technologie préférée lorsque la première technologie ne suffit pas... 2863133 3 L'utilisateur spécifiera ainsi un classement des technologies d'accès disponibles par ordre de préférence selon plusieurs critères qu'il pourra déterminer. Exposé de l'invention La présente invention concerne un procédé, un dispositif et un programme pour effectuer une permutation entre plusieurs technologies sans fil hétérogènes (i.e. technologies différentes). Nous disposons d'un équipement mobile (par exemple un PDA, un téléphone portable, un ordinateur portable...) qui intègre n technologies sans fil distinctes, n étant un nombre entier supérieur ou égal à 2. Toutes ces technologies permettent à l'équipement mobile d'avoir accès à un même réseau. Cet équipement mobile est le dispositif qui permet de mettre en oeuvre le procédé. Le procédé sera mis en oeuvre au moyen d'un programme installé en mémoire du dispositif. Le programme permet de réaliser les évènements décrits aux figures 2 et 3. Dans ce document, nous appelons technologie sans fil toute technologie permettant d'avoir accès à un réseau, à un équipement et/ou à un système quelconque grâce au transfert de données par les airs , c'est-à-dire sans connexion câblée entre l'équipement mobile et le réseau, l'équipement ou le système concerné. Ces technologies peuvent par exemple être: Bluetooth (VI ou V2), 802.11a, 802.11b, 802.11g, Hiperlan 1, Hiperlan 2, HomeRF, UWB, GSM, GPRS, UMTS, BLR, LMDA, TETRA, satellite, .. . mais également toutes les technologies dites sans fil qui apparaîtront dans les années futures. Les technologies sont classées par ordre de préférence décroissante: nous appellerons T1 dans la suite de ce document la technologie préférée (il peut s'agir de la technologie offrant la meilleure qualité de service, le meilleur débit, ou un coût de connexion inférieur). La technologie T2 est la deuxième technologie préférée, la technologie T3 est la troisième technologie préférée, et ainsi de suite pour toutes les technologies. Le classement est défini par l'utilisateur en fonction de critères qu'il considère comme plus ou moins importants. L'utilisateur peut vouloir utiliser une technologie dite fiable et offrant un débit au moins égal à 1 Mois, il pourra par exemple choisir entre Bluetooth V2 ou le satellite, plutôt que 802.1 l b (réputé peu sécurisé) ou le GPRS (débit 2863133 4 insuffisant). Le classement de l'utilisateur d'après ces critères sera alors, pour les quatre technologies précédemment mentionnées: T1: Bluetooth V2, T2: satellite, T3: GPRS et T4: 802.11b. Cet utilisateur utilisera donc Bluetooth à chaque fois que ce sera possible, puis le satellite, puis le GPRS puis en dernier recours WiFi. Un autre utilisateur, qui n'aura pas les mêmes critères (critères de coût, de portée...), obtiendra un classement différent pour les quatre technologies données en exemple. La technologie T1 couvre une zone BI. Lorsque l'équipement mobile se trouve dans la zone BI, il aura accès au réseau en ayant recours à la technologie T1. Si l'équipement mobile se déplace, il peut sortir de la zone de couverture de la technologie T1. II devra donc utiliser ensuite la technologie T2 pour continuer à avoir accès au même réseau, à condition qu'il se trouve dans la zone de couverture de la technologie T2, zone que nous appellerons B2. Si l'équipement mobile ne peut pas avoir accès au réseau en utilisant la technologie T2, il tente d'y avoir accès avec la technologie T3, et teste cycliquement le niveau de signal reçu pour chaque technologie jusqu'à ce qu'une des technologies convienne. Si l'équipement mobile réintègre la zone BI, il utilisera de nouveau la technologie T1 pour avoir accès au réseau. Si, éventuellement, l'équipement mobile ne se trouve ni dans BI, ni dans B2, ni dans aucune autre zone de couverture des autres technologies, alors il ne peut plus avoir accès au réseau. L'invention décrit un procédé pour permettre le passage d'une technologie à une autre sans intervention de l'utilisateur de l'équipement mobile. Le procédé peut également être employée avec intervention de l'utilisateur. Le procédé repose sur un programme effectuant des mesures du niveau de signal reçu des différentes technologies en présence: régulièrement (à une fréquence déterminée par le timer PM), l'équipement mobile effectue des mesures des niveaux de signal reçus des différentes technologies et les compare à des valeurs seuils. Ces mesures vont permettre à l'équipement mobile d'identifier et d'utiliser la technologie accessible la mieux classée au moment de la mesure pour accéder au réseau. La procédure de permutation d'une technologie à une autre est donc réalisée à l'initiative de l'équipement mobile ( dispositif sur lequel est installé le programme), qui décidera du moment où il doit utiliser une technologie plutôt qu'une autre pour avoir accès au réseau. Présentation des différentes figures La Figure 1 représente un cas d'utilisation de l'invention avec seulement 2 technologies Ti et T2, qui génèrent respectivement une zone de couverture BI et B2. La Figure 2 illustre le passage d'une technologie à une autre en fonction de la 5 mesure du niveau reçu de la technologie T1, toujours dans le cas où il n'y a que 2 technologies. La Figure 3 est un diagramme fonctionnel montrant les différentes étapes correspondant à l'invention qui sont effectuées par l'équipement mobile de la Figure 1. Exposé détaillé d'un mode de réalisation de l'invention Dans l'exposé, nous prendrons le cas (illustré par les Figures 1, 2 et 3) où il n'y a que 2 technologies (T1 et T2, T1 étant la technologie préférée). La Figure 1 explique le principe de l'invention. Un équipement mobile 10 se trouve connecté à un réseau 40 au moyen d'une technologie T1. Sur la Figure 1, l'équipement mobile 10 se trouve dans la zone de couverture BI 20 de la technologie T1. En se déplaçant, l'équipement mobile 10 peut quitter la zone de couverture BI 20 de la technologie T1. II peut alors pénétrer dans la zone de couverture B2 30 de la technologie T2. Lorsque l'équipement mobile 10 se trouve dans la zone de couverture B2 30, il a encore accès au réseau 40. Si l'équipement mobile 10 se trouve à la fois dans la zone de couverture BI 20 de la technologie T1 et dans la zone de couverture B2 30 de la technologie T2, il utilisera la technologie T1 (qui est la technologie préférée) pour accéder au réseau. II peut également arriver que l'équipement mobile 10 ne se trouve ni dans la zone de couverture BI 20, ni dans la zone de couverture B2 30, il ne peut alors avoir accès au réseau 40. L'équipement mobile 10 utilisera soit la technologie T1, soit la technologie T2 pour accéder au réseau 40, mais ne doit pas utiliser les deux technologies conjointement pour accéder au réseau 40. La Figure 2 décrit de quelle manière l'équipement mobile 10 décide qu'il passe d'une zone de couverture donnée à une autre (de la zone de couverture BI 20 à la zone de couverture B2 30 de la Figure 1, ou inversement). Toutes les mesures et les actions sont effectuées par le programme installé en mémoire du dispositif. L'axe 200 représente le niveau de signal reçu de la technologie T1 par l'équipement mobile 10. Supposons qu'à un instant donné l'équipement mobile 10 se trouve dans la zone de couverture BI 20 de la technologie T1. Il effectue régulièrement des mesures 2863133 6 du niveau de signal reçu. Si ce niveau de signal reçu baisse et devient inférieur au seuil 1 210, l'équipement mobile abandonne la technologie T1 au profit de la technologie T2 pour avoir accès au réseau 40. L'équipement mobile 10 continue à effectuer régulièrement des mesures pour déterminer le niveau de signal reçu de la technologie T1. Ces mesures sont effectuées à une périodicité définie par un timer appelé timer PM (pour PerMutation). Lorsqu'à l'issue d'une mesure du niveau de signal reçu de la technologie T1, l'équipement mobile 10 détecte que le niveau de signal est supérieur ou égal au seuil 2 220, il rebascule sous la technologie T1 pour avoir accès au réseau 40. L'utilisation des deux seuils 210 et 220 permet d'éviter que l'équipement mobile 10 ne permute trop souvent entre les deux technologies Ti et T2. Les seuils 210 et 220 dépendront de la technologie T1 mais aussi de la sensibilité de l'antenne de l'équipement mobile 10. La Figure 3 explique la succession des tâches effectuées par l'équipement mobile 10. Toutes les mesures et les actions sont effectuées par le programme installé en mémoire du dispositif. L'étape 300 correspond à la mise sous tension de l'équipement mobile 10. Une fois mis sous tension, l'équipement mobile 10 effectue une mesure du niveau de signal reçu dans la technologie Ti (étape 302). Lors de l'étape 304, l'équipement mobile 10 prend une décision: il compare le niveau de signal qu'il a mesuré avec la valeur du seuil 210 de la Figure 2. Si le niveau de signal mesuré est supérieur à cette valeur seuil, la tâche effectuée ensuite par l'équipement mobile 10 est la tâche 306: il utilise la technologie T1, puis lors de l'étape 308, il accède au réseau 40 en utilisant la technologie Ti. Régulièrement, selon la fréquence définie par le timer PM, l'équipement mobile 10 remesure le niveau de signal reçu de la technologie T1. Si, lors d'une de ces mesures, le niveau obtenu est inférieur ou égal au seuil 1 210, alors l'étape 304 de la Figure 3 se poursuit par l'étape 310: l'équipement mobile 10 effectue cette fois une mesure du niveau de signal reçu de la technologie T2. A l'étape 312, l'équipement mobile 10 estime si ce niveau est suffisant. Si oui, il utilise la technologie T2 (étape 314) pour se connecter au réseau (étape 316), et continue à effectuer des mesures du niveau de signal reçu de la technologie T1 (étape 318), toujours selon la fréquence définie par le timer PM. II compare ensuite cette nouvelle valeur avec la valeur du seuil 2 220 (étape 320). Tant que le niveau de signal reçu de la technologie Ti est inférieur ou égal au seuil 2 230 (sortie Non de l'étape 320), l'équipement mobile 10 continue à utiliser la technologie T2 pour accéder au réseau 40. Si lors d'une mesure, l'équipement mobile 10 détecte que le niveau de signal reçu de la technologie 2863133 7 Ti devient supérieur ou égal au seuil 2 230 de la Figure 2, alors il n'utilise plus la technologie T2, mais de nouveau la technologie T1 pour avoir accès au réseau 40 (sortie Oui de l'étape 320). Enfin, si après avoir suivi la sortie Non lors de l'étape 304, l'équipement mobile 10 détecte que le niveau de signal reçu de la technologie T2 est insuffisant (sortie Non de l'étape 312), il considérera qu'il ne se trouve ni dans la zone de couverture BI 20 de la technologie T1, ni dans la zone de couverture B2 30 de la technologie T2 de la Figure 1, et donc il ne peut pas accéder au réseau 40. L'équipement mobile 10 effectue alors, après une période définie par le timer PM, une nouvelle mesure du niveau reçu de la technologie Ti (sortie Non de l'étape 312) et se retrouve à l'étape 302. Une sortie Oui après l'étape 304 ou l'étape 320 indique que l'équipement mobile 10 se trouve dans la zone de couverture B1 20 de la technologie T1; de même, une sortie Oui après l'étape 312 indique que l'équipement mobile 10 se trouve dans la zone de couverture B2 30 de la technologie T2 (cf. Figure 1). Le procédé décrit dans le schéma fonctionnel de la Figure 3 permet donc à l'équipement mobile 10 de la Figure 1 de déterminer, grâce au programme en mémoire dans le dispositif, s'il se trouve dans une zone de couverture qui lui permet d'accéder au réseau 40, et dans ce cas, de pouvoir choisir la technologie préférée pour accéder à ce réseau. Applications industrielles de l'invention Les applications industrielles de l'invention sont très nombreuses. L'invention permet la sélection automatique d'une technologie sans fil préférée pour accéder à un réseau donné, sans intervention de l'utilisateur. Par exemple, prenons le cas d'un utilisateur qui possède un ordinateur disposant des moyens d'accès à la technologie GPRS et à la technologie 802.11b. A son domicile, l'utilisateur a accès à Internet par la technologie 802.11 b. Il peut également avoir accès à l'intemet en utilisant le GPRS, mais il préfère avoir recours à la technologie 802.11 b parce qu'elle est moins coûteuse à l'usage. Lorsqu'il quitte son domicile avec son ordinateur portable, cet usager s'éloigne de son point d'accès 802.11 b, et à un certain moment, le niveau de signal reçu devient insuffisant. Le procédé va permettre à l'ordinateur de basculer automatiquement sous la technologie GPRS pour que l'utilisateur puisse continuer à avoir accès à l'internet. Lors de son trajet, l'utilisateur 2863133 8 peut aller sur Internet via le GPRS. En arrivant sur le lieu de travail de l'utilisateur, l'ordinateur portable détecte la présence de la technologie 802.11 b avec un niveau suffisant. Il va donc rebasculer sous cette technologie, moins coûteuse que le GPRS, pour que l'utilisateur puisse continuer à avoir accès à l'internet. Nous allons présenter une deuxième application de l'invention dans un second exemple. Prenons le cas d'une entreprise qui utilise la technologie 802.11 b pour connecter ses ordinateurs au réseau d'entreprise. Cette entreprise décide ensuite d'utiliser une technologie plus performante (par exemple 802.11 g). Les ordinateurs se connectent donc au réseau de l'entreprise en utilisant cette nouvelle technologie. En cas de problème, technique ou autre, le procédé peut être utilisé pour faire rebasculer instantanément tout le parc informatique de l'entreprise sous la technologie 802.11 b, qui devient alors une technologie de soutien, le temps que le problème soit résolu. A ce moment là, le parc informatique rebasculera de nouveau sous la technologie préférée (802.11g) . Nous pouvons encore imaginer quantité d'autres exemples d'applications industrielles de l'invention: le procédé, le dispositif et le programme décrits dans ce document peuvent en effet être appliqués à de nombreux cas. 25 Revendications 1. Un procédé permettant de réaliser une permutation entre deux technologies sans fil hétérogènes, caractérisé en ce qu'il effectue des mesures du niveau de signal reçu pour chacune des technologies concernées à une fréquence définie par un timer PM et compare le niveau de signal reçu avec les deux valeurs seuils prédéfinies, propres à chaque technologie et déterminées par la sensibilité en réception propre de l'équipement mobile. 2. Un procédé permettant de réaliser une permutation entre deux technologies sans fil hétérogènes tel que revendiqué en 1, caractérisé en ce qu'il identifie la technologie accessible la mieux classé au moment de la mesure pour accéder au réseau dès lors que le dispositif est mis sous tension et en ce qu'il effectue, à son initiative, la permutation automatique du dispositif pour cette technologie. 3. Un procédé permettant de réaliser une permutation entre deux technologies sans fil hétérogènes selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par son déclenchement automatique, sans intervention humaine; son déclenchement manuel ou le choix qu'il permet entre ces deux types de déclenchements. 4. Un procédé permettant de réaliser une permutation entre deux technologies sans fil hétérogènes selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'un des deux seuils propres à chaque technologies présente correspond à la perception de la zone de couverture dans laquelle il se situe par l'équipement mobile. 5. Un procédé permettant de réaliser une permutation entre deux 30 technologies sans fil hétérogènes selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'un des deux seuils propres à chaque technologies présente correspond à la perception de la zone de couverture par l'équipement mobile alors qu'il 2863133 10 se situe à l'extérieur de cette zone et utilise une autre technologies pour accéder au réseau. 6. Un procédé permettant de réaliser une permutation entre deux 5 technologies sans fil hétérogènes selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'un des deux seuils propres à chaque technologies présente correspond à la perception de la zone de couverture par l'équipement mobile alors qu'il se situe à l'extérieur de cette zone et qu'il n'a pas accès au réseau. 7. Un dispositif pour la réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par la présence d'un équipement mobile intégrant au moins deux technologies sans fil différentes, classées selon un ordre de préférence décroissant, chacune engendrant une zone de couverture et donnant accès à un même réseau, c'est à dire l'accès à un serveur, à un ordinateur ou à tout autre équipement pouvant mettre à disposition de l'équipement mobile des données accessibles en lecture, écriture, exécution, téléchargement ou vers lequel l'équipement mobile peut envoyer des données par téléchargement. 30 35