Brevet FR2880228A1 — publié le 20060630

La présente invention concerne un procédé de détection passive proche de radiotéléphone mobile en état dit de veille. Elle a plus particulièrement pour objet de détecter la présence d'un radiotéléphone mobile dans le cas où il est dans un état dit de veille (radiotéléphone actif en réception), et plus généralement d'informer le porteur d'un radiotéléphone en état de veille de bien vouloir l'éteindre avant de pénétrer dans un lieu public particulier, tel une salle de concert, un théâtre, etc., et d'éviter ainsi des sonneries intempestives. D'une façon générale, on sait que dans le cas des radiotéléphones mobiles, associés à un réseau de télécommunication tel le GSM 900, le DCS 1800, ou autres, la solution proposée consiste à générer une énergie électromagnétique dans la bande des fréquences attribuées à l'exploitation du réseau de télécommunication et ainsi de brouiller les récepteurs des radiotéléphones proches par saturation de l'étage d'entrée desdits récepteurs. Cette solution contribue à saturer encore davantage le spectre hertzien, ce qui ne peut être satisfaisant en soi; par ailleurs elle contribue à brouiller l'ensemble des radiotéléphones proches du dispositif de brouillage et notamment d'éventuels radiotéléphones prioritaires ou de services de sécurité ; elle n'a donc pas l'effet dissuasif recherché. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. Elle propose à cet effet un procédé permettant de tirer un meilleur parti des fonctionnalités des systèmes de radiocommunication mobile pour permettre la détection proche de radiotéléphones mobiles en état de veille et d'éviter ainsi des sonneries intempestives dans les lieux publics particuliers en demandant au porteur d'un tel radiotéléphone en état de veille de bien vouloir l'éteindre durant une période déterminée. Selon l'invention, ce procédé consiste à détecter la présence d'un radiotéléphone mobile en état dit de veille, d'une manière passive, par une mesure de la puissance émise par ledit radiotéléphone durant la trame "TDMA" dédiée au canal de contrôle appelé "SACCH" constituant le message dit "measurement report" adressé à la station de base de la cellule courante. Dans le cas présent, on ne décrira pas le fonctionnement d'un réseau de communication, type GSM 900 ou équivalent. Ces systèmes sont largement 20 utilisés et font l'objet de normes internationales. Les spécifications du système GSM sont décrites dans les recommandations "The GSM System for mobile Communications" de M. Mouly et M. Pautet, Palaiseau France, 1992, ISBN: 2-95071090-0-7. Un radiotéléphone mobile est essentiellement constitué d'une partie émission, d'une partie réception, et d'une partie traitement du signal et interface utilisateur. Un radiotéléphone mobile sous tension doit pouvoir recevoir des appels; il est donc dans un état de veille. Contrairement à un poste téléphonique classique qui, en l'absence d'utilisation, est quasiment inerte, la veille d'un radiotéléphone mobile correspond à une activité certaine. Il doit se caler sur une cellule, c'est-à-dire écouter régulièrement une voie balise et surveiller constamment son environnement pour détecter une éventuelle sortie de cellule. Le choix de la voie balise se fait en fonction de critères radio pour assurer à l'usager que le radiotéléphone mobile est capable de communiquer avec une qualité de service acceptable, et de critères administratifs pour orienter le radiotéléphone mobile sur le "PLMN" (Public Land Mobile Network) nominal de l'abonné ou un "PLMN" autorisé. Ce choix comporte donc un processus de sélection de cellule et un processus de sélection de "PLMN". Ces processus sont activés lorsque le radiotéléphone mobile est mis sous tension et lorsqu'il sort d'une cellule. La voie balise de la cellule, émise par la station de base de la cellule correspondante, correspond à une fréquence particulière appartenant à l'ensemble des fréquences allouées à cette station de base. Le radiotéléphone mobile mesure périodiquement sur cette voie le niveau de signal qu'il reçoit. Il détermine par cette simple mesure de puissance s'il est à la portée de la station de base, et plus généralement s'il en est proche ou éloigné. Par ailleurs, chaque voie balise comprend également des signaux de forme spécifique et des informations systèmes. Les signaux permettent aux radiotéléphones mobiles de détecter la présence de la station de base et de se caler en fréquence et en temps. Les informations systèmes donnent l'identité du réseau et ses caractéristiques d'accès. Ainsi, lorsque le radiotéléphone a trouvé une cellule convenable, il lit l'identité de la zone de localisation et s'inscrit si nécessaire. Une fois que l'inscription est acceptée, il se cale sur la voie balise en attente d'un appel éventuel et en surveillance constante pour détecter une sortie de cellule. Une détection directe par un récepteur sensible de la puissance émise par l'oscillateur local n'est pas possible compte tenu de l'environnement hertzien saturé par les radiotéléphones proches en état de communication. Dans le cas présent, une solution consiste à exploiter partiellement le processus dit de "handover" implanté dans le radiotéléphone mobile et la station de base de la cellule. Le but du "handover" est d'allouer un autre canal dédié à un radiotéléphone 10 mobile déjà en mode dédié ; il comprend essentiellement les étapes suivantes: la suspension des opérations normales sauf la couche de gestion des ressources radio, la déconnexion du lien de signalisation et du "TCH" (canal de trafic) éventuel, la déconnexion et la désactivation des canaux alloués précédemment et leur libération, l'activation de nouveaux canaux et leur connexion si nécessaire, le déclenchement de l'établissement d'une connexion de liaison de données sur les nouveaux canaux. Préalablement à ces différentes étapes, la station de base et le radiotéléphone mobile effectuent des mesures sur les canaux radio; notamment le radiotéléphone mobile effectue, sur le canal courant, des mesures du niveau du signal reçu et de la qualité du signal de la cellule courante; il mesure également les niveaux de puissances reçus des stations voisines en effectuant une mesure du champ sur la fréquence de la voie balise de chacune des stations de base voisines; comme pour le canal courant, une moyenne est effectuée sur plusieurs échantillons; par ailleurs, le radiotéléphone mobile doit également identifier la station de base sur laquelle elle effectue des mesures en décodant son code d'identification. A partir de ces différentes mesures, le radiotéléphone mobile sélectionne les six fréquences sur lesquelles le niveau d,e signal reçu est le plus fort et dont les codes d'identification décodés sont autorisés. Ces données concernant le canal courant et les six cellules voisines sont transmises dans un message dit "measurement report" par le radiotéléphone mobile à la station de base courante; de plus, la station de base mesure les performances du canal montant du radiotéléphone mobile concerné et peut estimer la puissance du signal d'interférence sur ses canaux de trafic libres et la distance avec le radiotéléphone mobile concerné. Les mesures effectuées par le radiotéléphone mobile sont ensuite transmises sur le canal dit "SACCH" (canal de contrôle lent associé à tout canal dédié) toutes les 480 ms. Ainsi, le procédé selon l'invention exploite cette période de mesures sur le canal de trafic et sur les cellules voisines, préalablement à une éventuelle décision d'exécuter le "handover", pour détecter le radiotéléphone en état de veille. On sait par ailleurs que dans la structure de base de la trame "TDMA" (accès multiple temporel), sur une paire de fréquences, un "slot" (intervalle élémentaire de temps) particulier parmi huit est alloué à une communication avec un radiotéléphone mobile donné. Cette paire de slots forme un canal physique (duplex) qui correspond dans ce cas à un circuit téléphonique. Il forme alors la base de deux canaux logiques; d'abord le "TCH" (canal de trafic) qui porte la voie numérisée, mais également un petit canal de contrôle, le "SACCH", qui, comme indiqué précédemment, contrôle les paramètres physiques de la liaison. Ainsi le canal de trafic "TCH" permet de transporter de la parole à 13 kbits/s; quant au canal de contrôle "SACCH", il véhicule des blocs d'information de 184 bits utiles; sur les 23 octets correspondants, deux sont réservés à la transmission de niveaux de puissance et à l'avance en temps; les 21 octets restants sont disponibles pour les trames de protocole de liaison de données. En présence de parole en plein débit, le multiplexage des canaux "TCH" et "SACCH" s'effectue sur une multitrame de 26 trames "TDMA", soit 120 ms; le radiotéléphone mobile dispose de 26 slots dont 2 restent libres; un slot est utilisé pour le canal "SACCH" ; le dernier est un slot de repos; durant ce slot, le radiotéléphone scrute les voies balises des cellules voisines, comme indiqué précédemment. La trame "TDMA" dure exactement:5 x (24/26) = 4,61538 ms; ainsi la détection du canal de contrôle "SACCH", le radiotéléphone en état de veille, sera effectuée durant 4,61538 ms toutes les 480 ms; l'ensemble de ces trames "TDMA" constituera le message dit "measurement report" adressé à la station de base de la cellule courante. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente les différentes phases préliminaires à une commutation sur un canal d'une nouvelle cellule, la figure 2 représente la trame de multiplexage TCH-SACCH, et la figure 3 est un synoptique simplifié d'un dispositif de détection de radiotéléphone mobile en état de veille. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, un radiotéléphone mobile MS est en liaison avec le réseau de radiotéléphonie par l'intermédiaire d'une station de base BTS 1, laquelle assure la couverture d'une cellule correspondante; si l'utilisateur du radiotéléphone mobile MS se déplace, il est souhaitable d'assurer la continuation du service et par conséquent il sera nécessaire de changer de station de base; soit BTS2 une seconde station de base qui assure la couverture d'une seconde cellule correspondante; ce transfert "inter- cellulaire" ou "handover" est géré essentiellement par un contrôleur de station de base BSC; ainsi différentes instructions seront échangées entre les quatre intervenants, à savoir le radiotéléphone mobile MS, la première station de base BTS 1, la seconde station de base BTS2 et le contrôleur de station de base BSC. Durant la phase préliminaire d'observation, la MS et la BTS effectuent des mesures sur les canaux radio; les mesures effectuées par la MS sont transmises sur un canal dit SACCH au plus toutes les 480 ms; elles concernent les niveaux des puissances reçues des stations voisines, la qualité du signal de la cellule courante de la station de base BTS1 et l'identification des stations de base sur lesquelles elle effectue les mesures. Ainsi la MS sélectionne les six fréquences sur lesquelles le niveau de signal reçu est le plus fort et dont les identifications sont décodées et autorisées. Ces données concernant le canal courant de la station de base BTS1 et les six cellules voisines sont transmises dans un message "MEASUREMENT REPORT" à la station de base BTS1 (flèches F1, F1'). De plus, la station de base BTS1 mesure les performances du canal montant de la MS considérée et peut estimer la puissance du signal d'interférence sur ses canaux de trafic libres. L'ensemble des mesures est transmis par la station de base BTS1 au contrôleur de station de base BSC dans un message "MEASUREMENT RESULT" (flèches F2, F2'). Si la qualité de la liaison radio entre la MS et la station de base BTS1 se dégrade, une décision de "handover" est prise par le contrôleur de station de base BSC (bloc DH). Lorsque la décision est prise, le contrôleur de station de base BSC commence par réserver un canal sur la nouvelle cellule (station de base BTS2) ; il envoie pour cela un message "CHANNEL ACTIVATION" (flèche F3) vers la station de base BTS2; celle-ci active le canal et acquitte la commande par un message "CHANNEL ACK." (flèche F4) adressé au contrôleur de station de base BSC:; puis celui-ci envoie un message "HANDHOVER COMMAND" à la station de base BTS 1, qui à son tour adresse le même message à la MS sur le canal FACCH (flèche F5). Enfin la commutation sur un canal de la nouvelle cellule est effectuée selon une procédure connue entre le contrôleur de station de base BSC, la nouvelle station de base BTS2 et la MS située dans la nouvelle cellule courante. Ainsi durant la phase d'observation, les mesures effectuées par la MS sont transmises sur le canal SACCH au plus toutes les 480 ms; ce canal véhicule des blocs d'informations de 184 bits utiles; sur ces 23 octets, 2 sont réservés à la transmission de niveaux de puissance et au temps de propagation, les 21 octets restants sont dédiés à la transmission des protocoles de liaison. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, une structure de multiplexage se répète toutes les 120 ms, c'est-à-dire toutes les 26 trames TDMA; elle forme l'une des structures de multitrame de GSM, sachant que 24 slots sont alloués à la parole; le slot n 12 est alloué au SACCH; le slot n 25 est alloué à la scrutation des voies balise des cellules voisines. Durant une période de 120 ms, 6 blocs de parole soit 24 bursts sont engendrés, sachant que le codec de parole délivre toutes les 20 ms un ensemble de 260 bits qui sont codés sur 8 demi-bursts. Les blocs transmis toutes les 480 ms sur le canal SACCH contiennent systématiquement un champ codé sur 5 bits donnant le niveau de puissance sur la voie montante et la voie descendante. Le réseau transmet le niveau de puissance que la MS doit cibler. A la réception du bloc, la MS doit ajuster sa puissance au niveau cible et place dans le bloc SACCH le niveau de puissance réel de ses émissions. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, un dispositif permettant de détecter un radiotéléphone mobile en état de veille, est essentiellement constitué : - d'une interface radiofréquence de réception (bloc 1) associée à une antenne A, d'un module de traitement numérique et d'extraction du canal SACCH (bloc 3) associé à une alarme (bloc 6), d'un synthétiseur de fréquences (bloc 2), d'un module microcontrôleur (bloc 4) associé à une interface de configuration (bloc 5), d'une alimentation autonome (bloc 7) fournissant l'énergie électrique à l'ensemble des modules précédemment cités, l'ensemble pouvant constituer un dispositif portable de faibles dimensions. Le susdit synthétiseur de fréquences (bloc 2) génère les fréquences porteuses exploitées par le radiotéléphone mobile dans la cellule courante en direction (flèche F 1) de l'interface radiofréquence (bloc 1) ; ces fréquences porteuses sont préalablement programmées par le susdit module microcontrôleur (bloc 4) en liaison (flèche F3) avec le synthétiseur de fréquences (bloc 2), lequel microcontrôleur (bloc 4) est configuré (flèche F5) par l'intermédiaire de l'interface de configuration (bloc 5). Le module de traitement numérique (bloc 3) reçoit d'une par les signaux (flèche 2) issus de l'interface radiofréquence (bloc 1) et d'autre par les consignes (flèche 4) issues du module microcontrôleur (bloc 4). L'extraction du canal SACCH, effectuée par le susdit module de traitement numérique (bloc 3) est ensuite dirigée (flèche F6) vers l'alarme (bloc 6). Ainsi la détection du canal de contrôle SACCH permet de déterminer si le radiotéléphone mobile proche du dispositif selon l'invention, est en état de veille, c'est-à-dire en liaison radio avec la station de base courante de la cellule dans laquelle se situe le lieu public particulier, objet d'un contrôle préalable des porteurs de radiotéléphone mobile. - 10 - Revendication Procédé de détection passive proche de radiotéléphone mobile en état dit de veille en relation avec une station de base associée à une cellule dite courante, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de configuration (2, 4, 5) sur les canaux attribués à ladite station de base, des moyens de mesure (1) de la puissance émise par ledit radiotéléphone durant la trame "TDMA" dédiée au canal de contrôle appelé "SACCH", des moyens d'extraction (3) du message dit "measurement report" adressé à la susdite station de base de la cellule courante, durant la susdite trame "TDMA" dédiée au canal de contrôle "SACCH", des moyens d'information (6) de la présence dudit message "measurement report" émis par le radiotéléphone mobile en état de veille.