Brevet FR2884375A1 — publié le 20061013

PROCÉDÉ D'OPTIMISATION DES ÉCHANGES D'INFORMATION D'ACCUSÉ DE RÉCEPTION DANS UNE COMMUNICATION ASYNCHRONE ENTRE UN TERMINAL ET UN RÉSEAU DOMAINE TECHNIQUE L'invention se situe dans le domaine des télécommunications et concerne plus spécifiquement un procédé d'optimisation des échanges de signaux d'accusé de réception entre un terminal mobile en liaison asynchrone avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire au cours de laquelle ledit terminal envoie auxdites stations de base des données et chaque station de base est susceptible de renvoyer au terminal un accusé de réception positif ACK si elle reçoit correctement les données transmises par le terminal, ou un accusé de réception négatif NACK si elle ne reçoit pas correctement les données transmises par le terminal. L'invention concerne également un terminal mobile adapté pour transmettre des données à une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire et pour recevoir d'une station de base un accusé de réception positif ACK si les données ont été correctement toutes reçues par ladite station de base, ou un accusé de réception négatif NACK si les données n'ont pas été correctement reçues par ladite station de base. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Afin de permettre au terminaux mobiles d'assurer des communications à haut débit à travers les réseaux cellulaires, les spécifications du groupe 3 GPP (Third generation partnership project) adoptent une architecture similaire à celle du service HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) pour fournir des débits allant jusqu'2 Mbits/s via un canal montant EUDCH (pour Enhanced Uplink Dedicated Channel) ou HSUPA (pour High speed Uplink Packet Access) pour les futures applications multimédia en UMTS. Pour gérer automatiquement la signalisation des accusés de réception entre terminaux et stations de base, les spécifications du groupe 3 GPP prévoient d'ajouter une couche de protocole supplémentaire HARQ (pour Hybrid Automatic Request), au niveau de la sous-couche MAC (Medium Access Control) de la couche 2 des protocoles de l'interface radio. La nouvelle couche de protocole HARQ est prévue pour permettre aux stations de base du réseau de transmettre au terminal des signaux d'accusé réception positif ACK, si tous les paquets transmis par le terminal sont correctement reçus par les stations de base, ou négatifs NACK, si des paquets ne sont pas correctement reçus par les stations de base. En cas de défaut de transmission, le terminal doit alors se coordonner avec le réseau pour retransmettre les paquets. En outre, ces spécifications prévoient que toutes les cellules impliquées dans la communication avec le terminal envoient explicitement un ACK accusé réception positif en cas de transmission correcte, ce qui augmente le interférences au niveau du terminal. Par ailleurs, dans la mesure où le nombre de NACK est de l'ordre de 10% à 20% et celui des ACK représente 90%, il serait avantageux de prévoir un mécanisme permettant de dispenser les stations de base d'émettre des ACK au terminal lorsqu'on peut déduire implicitement que les données sont bien reçues. Dans le cas d'une communication synchrone, dans laquelle le terminal et le réseau s'attendent à recevoir des données pendant une durée prédéfinie TTI (pour Transmission Time Interval), les échanges des accusés de réception sont optimisés par le procédé décrit dans la demande déposée le même jour par la demanderesse intitulée procédé d'optimisation des échanges d'information d'accusé de réception dans une communication synchrone entre un terminal et un réseau . Dans le cas d'une communication asynchrone, les stations de base du réseau ne s'attendent pas à recevoir les données pendant une durée déterminée, et de ce fait, ne pourront pas transmettre au terminal un accusé de réception indiquant que les données n'ont pas été reçues en cas de problème de liaison radio entre le terminal et le réseau. Le terminal continuera alors à transmettre inutilement les données alors que celles- ci ne sont pas reçues correctement par le réseau. Un premier but de l'invention est de permettre aux stations de base de détecter une erreur de transmission lors d'une communication asynchrone. Un deuxième but de l'invention est de réduire le nombre de signaux d'accusé de réception transmis au terminal par les stations de base du réseau. Un autre but de l'invention est de permettre au terminal de déterminer le type d'accusé de réception dont il a besoin à partir de l'analyse de ses propres conditions radio. EXPOSÉ DE L'INVENTION Ces buts sont atteints au moyen d'un procédé d'optimisation des échanges de signaux d'accusé de réception entre un terminal mobile en liaison asynchrone avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire au cours de laquelle ledit terminal envoie auxdites stations de base des données et chaque station de base est susceptible de renvoyer au terminal un accusé de réception positif ACK si elle reçoit correctement les données transmises par le terminal, ou un accusé de réception négatif NACK si elle ne reçoit pas correctement les données transmises par le terminal. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes: synchroniser le terminal avec le réseau, et lorsqu'au moins une station de base renvoie au terminal un accusé de réception, - estimer, au niveau du terminal, la qualité des liaisons descendantes entre chaque station de base et le terminal sur au moins un canal de transmission normalisé, et, transmettre audit terminal soit un accusé de 30 réception négatif NACK si le terminal n'a pas pu décoder les données reçues, soit un accusé de réception positif ACK si le terminal a pu décoder les données reçues. Selon l'invention, si au moins une station de base renvoie au terminal un accusé de réception positif ACK, ledit terminal requiert desdites stations de base uniquement un accusé de réception négatif NACK pendant la communication en cours, et si toutes les stations de base renvoient au terminal un accusé de réception négatif NACK, ledit terminal requiert desdites stations de base uniquement un accusé de réception positif ACK pendant que les données sont transmises continuellement. Dans une première variante de mise en uvre du procédé selon l'invention, le terminal retransmet les données uniquement si la qualité estimée de toutes les liaisons est inférieure à une valeur prédéterminée. Dans une deuxième variante, ledit terminal retransmet les données si la qualité estimée d'au moins une liaison est inférieure à la valeur prédéterminée et si toutes les autres stations de bases envoient au terminal un accusé de réception négatif NACK. L'invention est mise en oeuvre par un terminal mobile, tel que par exemple un téléphone GSM ou UMTS, adapté pour transmettre des données à une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire et pour recevoir d'une station de base un accusé de réception positif ACK si les données ont été correctement reçues par ladite station de base, ou un accusé de réception négatif NACK si les données n'ont pas été correctement reçues par ladite station de base. Ce terminal comporte: - des moyens pour estimer la qualité des liaisons descendantes de chaque station de base du réseau sur au moins un canal de transmission normalisé, - des moyens de prise de décision pour requérir desdites stations de base soit uniquement un accusé de réception négatif NACK, soit uniquement un accusé de réception positif ACK en fonction de la qualité desdites liaisons estimées. 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 illustre schématiquement la phase de synchronisation du terminal avec le réseau. - la figure 2, illustre schématiquement une première situation dans laquelle est mis en oeuvre le procédé selon l'invention. - la figure 3 illustre schématiquement une deuxième situation dans laquelle est mis en oeuvre le procédé selon l'invention, - la figure 4 représente schématiquement 25 une troisième situation dans laquelle est mis en oeuvre le procédé selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La description qui suit concerne une mise 30 en oeuvre de l'invention dans un réseau basé sur la technologie WCDMA. Plus précisément, l'invention sera décrite dans un réseau UMTS. Rappelons qu'en UMTS, l'interface radio comporte trois couches principales: - la couche physique (couche 1), - la couche de liaisons données (couche 2), et - la couche de contrôle de la ressource radio (RRC) . La couche 2 est composée de quatre sous-couches: - la sous-couche MAC (Medium Access Control), - la sous-couche RLC (Radio Link), - la souscouche PDPC (Packet Data Convergence Protocole), et - la sous-couche BMC (Broadcast/Multicast Protocol). La nouvelle couche de protocole HARQ destinée à gérer la signalisation des accusés de réception entre les stations de base et les terminaux est prévue au niveau de la sous-couche MAC. En UMTS, le réseau transmet en permanence à un terminal dans une cellule courante un code primaire et un code secondaire de synchronisation respectivement via un canal primaire PSCH (pour "Primary Synchronisation Channel") et un canal secondaire SSCH (pour "Secondary Synchronisation Channel") pour identifier les cellules UMTS voisines, ainsi qu'un canal balise appelé CPICH (pour "Common Pilot Channel") pour estimer la réponse impulsionnelle du canal de propagation. Le canal CPICH est composé d'une séquence prédéfinie de bits/symboles dits pilotes qui sont transmis en permanence sur la cellule. Le débit de ces bits/symboles est constant et égal à 30 kbps (kilo bits par seconde), soit 15 ksps (kilo symboles par seconde). Le canal CPICH n'est associé à aucun canal de transport. Contrairement à une liaison synchrone dans laquelle les stations de base et le terminal savent que pendant une durée TTI (Transmission Time Interval) un bloc de transport sera échangé, dans une liaison asynchrone, les stations de base du réseau ne connaissent pas l'instant auquel le terminal commence la transmission des données. Aussi, une première phase du procédé consiste à synchroniser le terminal et le réseau. La figure 1 représente schématiquement la phase de synchronisation d'un terminal mobile MS et d'une station de base BS du réseau. A l'étape 10 le terminal MS envoie les paquets de données à la station de base BS accompagnés d'une requête dans laquelle le terminal demande aux stations de base de lui renvoyer un accusé de réception positif au bout d'une durée D prédéfinie. Si le terminal ne reçoit pas le signal ACK du réseau (étape 12), il renvoie (étape 14) les données et la requête et estime la qualité de la liaison à partir de la réponse impulsionnelle du canal de propagation mesurée dans le canal CPICH. A la réception d'un accusé de réception positif ACK d'au moins une station de base (étape 16), le terminal, renvoie (étape 18) les données accompagnées d'une requête dans laquelle le terminal demande aux stations de base d'envoyer uniquement des accusés de réception négatifs NACK tant que la qualité estimée de la liaison est supérieure à une qualité prédéfinie. La figure 2 représente schématiquement un terminal mobile 20 en communication asynchrone avec trois stations de base 22, 24 et 26 du réseau au cours de laquelle toutes les stations de base ont reçu correctement les données transmises par le terminal 20. En référence à la figure 2A, après la phase de synchronisation, le terminal 2 envoie (flèche 30) des paquets de données aux stations de base 22, 24 et 26 et reçoit parallèlement de chacune desdites stations de base (flèches 32) des bits/symboles pilotes à travers le canal CPICH. A la figure 2B, pendant le délai D d'attente des signaux d'accusé réception, le terminal 20 détermine la puissance des signaux reçus de chaque station de base 22, 24 et 26 à partir de l'analyse des bits/symboles transmis via le canal CPICH, et compare les puissances mesurées à une puissance de seuil prédéfinie. Si la puissance mesurée pour chaque station de base est supérieure à la valeur de seuil, le terminal déduit que les paquets transmis ont été correctement reçus par les stations de base 22, 24 et 26 et envoie (flèches 34, figure 2C) les paquets suivants sans attendre un signal ACK. Grâce à ce mécanisme, le terminal 20 déduit un signal ACK implicite à partir des mesures effectuées sur le canal CPICH. Les stations de bases 22, 24 et 26 sont de ce fait dispensées de transmettre explicitement un signal ACK au terminal. Ceci permet d'économiser de la puissance sur la voie descendante qui pourra être affectée à une autre fonction. La figure 3 illustre schématiquement une deuxième situation dans laquelle certaines stations de base n'ont pas reçu correctement les données transmises par le terminal. En référence à la figure 3A, le terminal 20 envoie (flèche 30) des paquets de données aux stations de base 22, 24 et 26, et reçoit parallèlement de chaque station de base (flèches 32) des bits/symboles pilotes à travers le canal CPICH. Dans ce cas, la station de base 22 envoie au terminal 2 un signal NACK (flèche 40, figure 3B). Pendant le délai d'attente des signaux d'accusé réception, le terminal 20 détermine la puissance des signaux reçus de chaque station de base 22, 24 et 26 à partir de l'analyse des bits/symboles transmis via le canal CPICH, et compare les puissances mesurées à la puissance de seuil prédéfinie. Si la puissance mesurée pour chaque station de base est supérieure à la valeur de seuil, le module de décision déduit que les paquets envoyés par le terminal 20 ont été correctement reçus au moins par les stations de base 24, 26 et envoie (figure 3C) les paquets suivants (flèche 42) sans attendre un signal ACK, et sans tenir compte du signal NACK (flèche 40) émis par la station de base 22. Les stations de base 22, 24 et 26 continuent d'envoyer (flèche 32) au terminal 20 des bits/symboles via le canal CPICH. Le procédé selon l'invention permet de tenir compte dans ce cas d'un évanouissement du signal émis par la station de base 22 dù aux conditions physiques de transmission et d'éviter la retransmission des paquets dans la mesure où d'autres stations de base ont reçu correctement les paquets émis par le terminal. La figure 4 illustre schématiquement une troisième situation dans laquelle aucune station de base n'a reçu correctement les données transmises par le terminal. En référence à la figure 4A, le terminal 20 envoie (flèche 30) des paquets de données aux stations de base 22, 24 et 26, et reçoit parallèlement de chaque station de base (flèche 32) des bits/symboles pilotes à travers le canal CPICH. Dans ce cas, les deux stations de base 22 et 24 envoient au terminal 20 un signal NACK (flèches 50 et 52, figure 4B). Pendant le délai d'attente des signaux d'accusé réception, le terminal 20 détermine la puissance des signaux reçus de chaque station de base 22, 24 et 26 à partir de l'analyse des bits/symboles transmis via le canal CPICH, et compare les puissances mesurées à la puissance de seuil prédéfinie. Dans ce cas, si la puissance mesurée du signal reçu (flèche 54) de la station de base 26 est inférieure à la valeur de seuil, le terminal déduit qu'aucune des stations de base 22, 24 ou 26 n'a reçu correctement les paquets envoyés par le terminal 20. Le terminal renvoie (figure 4C) les même paquets auxdites stations de base (flèche 60) et effectue de nouveau des mesures sur les signaux transmis par les stations de base (flèche 32) via le canal CPICH. Cette opération sera répétée jusqu'à ce que l'une au moins des stations de base 22, 24 ou 26 reçoive correctement les paquets émis par le terminal 20. L'invention permet d'optimiser les échanges des signaux ACK et NACK entre le terminal et le réseau réduisant ainsi les interférences au niveau du terminal. REVENDICATIONS 1. Procédé d'optimisation des échanges de signaux d'accusé de réception entre un terminal mobile en liaison asynchrone avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire au cours de laquelle ledit terminal envoie auxdites stations de base des données et chaque station de base est susceptible de renvoyer au terminal un accusé de réception positif ACK si elle reçoit correctement les données transmises par le terminal, ou un accusé de réception négatif NACK si elle ne reçoit pas correctement les données transmises par le terminal, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - synchroniser le terminal avec le réseau, - estimer la qualité des liaisons descendantes entre chaque station de base et le terminal sur au moins un canal de transmission normalisé, et lorsqu'au moins une station de base renvoie au terminal un accusé de réception, -transmettre audit terminal soit un accusé de réception négatif NACK si le terminal n'a pas pu décoder les données reçues, soit un accusé de réception positif ACK si le terminal a pu décoder les données reçues. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, si au moins une station de base renvoie au terminal un accusé de réception positif ACK, ledit terminal requiert desdites stations de base uniquement un accusé de réception négatif NACK pendant que les données sont transmises continuellement. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, si toutes les stations de base renvoient au terminal un accusé de réception négatif NACK, ledit terminal requiert desdites stations de base uniquement un accusé de réception positif ACK pendant la communication en cours. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, dans lequel ledit terminal retransmet les données uniquement si la qualité estimée de toutes les liaisons est inférieure à une valeur prédéterminée. 5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit terminal retransmet les données si la qualité estimée d'au moins une liaison est inférieure à la valeur prédéterminée et si toutes les autres stations de bases envoient au terminal un accusé de 20 réception négatif NACK. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit réseau est un réseau basé sur la technologie WCDMA. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel ledit réseau est un réseau UMTS. 8. Procédé selon la revendication 7, dans 30 lequel ledit canal de transmission normalisé est le canal CPICH. 15 9. Terminal mobile adapté pour transmettre des données à une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire et pour recevoir d'une station de base un accusé de réception positif ACK si les données ont été correctement reçues par ladite station de base, ou un accusé de réception négatif NACK si les données n'ont pas été correctement reçues par ladite station de base, terminal caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens pour estimer la qualité des liaisons descendantes de chaque station de base du réseau sur au moins un canal de transmission normalisé, - des moyens de décision pour requérir desdites stations de base soit uniquement un accusé de réception négatif NACK, soit uniquement un accusé de réception positif ACK en fonction de la qualité desdites liaisons estimée.