Brevet FR2884376A1 — publié le 20061013

PROCÉDÉ D'OPTIMISATION DES ÉCHANGES D'INFORMATION D'ACCUSÉ DE RÉCEPTION DANS UNE COMMUNICATION SYNCHRONE ENTRE UN TERMINAL ET UN RÉSEAU DESCRIPTION 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 données entre un terminal mobile et une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire au cours d'une liaison radio synchrone. L'invention concerne également un terminal mobile adapté pour communiquer avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire. 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'à 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 en outre 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 positifs ACK, si les paquets transmis par le terminal sont correctement reçus par les stations de base, ou négatifs NACK, si ces 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. Les spécifications du groupe 3 GPP prévoient que toutes les cellules impliquées dans la communication avec le terminal doivent envoyer explicitement un accusé réception positif ACK en cas de transmission correcte. Ceci a pour conséquence une occupation inutile du canal dans le cas d'une liaison synchrone, dans la mesure où le terminal est capable de déduire à tout moment l'état de la liaison et de savoir si les données émises sont reçues correctement ou pas. Par ailleurs, il serait avantageux de dispenser les stations de base de renvoyer des signaux ACK dans la mesure où le nombre de NACK est de l'ordre de 10% à 20% alors que celui des ACK représente 90%. Un but de l'invention est de réduire le nombre de signaux ACK inutiles. EXPOSÉ DE L'INVENTION Ce but est atteint au moyen d'un procédé d'optimisation des échanges de signaux d'accusé de réception entre un terminal mobile en liaison synchrone avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire au cours de laquelle les stations de base émettent uniquement des signaux NACK pour signaler un défaut de transmission au terminal. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes. - 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, - accepter la communication en fonction de la qualité estimée des liaisons, - re-transmettre les données aux stations de base en fonction de la qualité desdites liaisons estimée. Le procédé selon l'invention permet d'économiser de la puissance en évitant que les stations de base transmettent inutilement des signaux ACK. Il en résulte une réduction des interférences au niveau du système. Dans une première variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, ledit terminal retransmet les données si la qualité estimée de toutes les liaisons est inférieure à la valeur prédéterminée. Dans une deuxième variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, 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 dans un terminal mobile adapté pour communiquer avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire. Le terminal selon l'invention comporte: - des moyens pour estimer la qualité des liaisons descendantes de chaque station de base sur au moins un canal de transmission normalisé, - des moyens de prise de décision pour répéter la retransmission des données aux stations de base en fonction des qualités estimées. Si la qualité de la liaison est correcte, le terminal considère que les paquets de données sont correctement reçus. Préférentiellement, l'invention est mise en oeuvre dans un réseau basé sur la technologie WCDMA. 15 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 une première situation dans laquelle est mis en oeuvre le procédé selon l'invention. - la figure 2 illustre schématiquement une 25 deuxième situation dans laquelle est mis en oeuvre le procédé selon l'invention, - la figure 3 représente schématiquement 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 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 liaison 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. Au cours d'une communication synchrone, en attendant les accusés de réception NACK des cellules du réseau, le terminal est capable de décoder le canal CPICH pour évaluer la qualité de la liaison descendante. A cet effet, le terminal comporte un module de mesure destiné à estimer la qualité des liaisons avec les stations de base via le canal CPICH et un module de prise de décision destiné à commander la retransmission des données aux stations de base en fonction des qualités estimées. Rappelons que dans le cas d'une liaison synchrone, un bloc de transport sera nécessairement échangé entre le réseau et le terminal pendant une durée TTI (Transmission Time Interval). La figure 1 représente schématiquement un terminal mobile 2 en communication synchrone avec trois stations de base 4, 6 et 8 du réseau au cours de laquelle toutes les stations de base ont reçu correctement les données transmises par le terminal 2. En référence à la figure 1A, le terminal 2 envoie (flèches 3) des paquets de données aux stations de base 4, 6 et 8 et reçoit parallèlement de chacune desdites stations de base (flèches 10) des bits/symboles pilotes à travers le canal CPICH. A la figure 1B, pendant le délai d'attente des signaux d'accusé réception, le terminal 2 détermine la puissance des signaux reçus de chaque station de base 4, 6 et 8 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 module de prise de décision déduit que les paquets envoyés par le terminal 2 ont été correctement reçus par les stations de base 4, 6 et 8 et envoie (flèches 12, figure 1C) les paquets suivants sans attendre un signal ACK. Grâce à ce mécanisme, le terminal déduit un signal ACK implicite à partir des mesures effectuées sur le canal CPICH. Les stations de bases 4, 6 et 8 sont de ce fait dispensées de transmettre explicitement un signal ACK au terminal au cours de la liaison synchrone. Ceci permet d'économiser de la puissance sur la voie descendante qui pourra être affectée à une autre fonction. La figure 2 illustre sciématiquement 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 2A, le terminal 2 envoie (flèche 3) des paquets de données aux stations de base 20,22 et 24, et reçoit parallèlement de chaque station de base (flèches 10) des bits/symboles pilotes à travers le canal CPICH. Dans ce cas, la station de base 20 envoie au terminal 2 un signal NACK (flèche 26, figure 2B). Pendant le délai d'attente des signaux d'accusé réception, le terminal 2 détermine la puissance des signaux reçus de chaque station de base 20, 22 et 24 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 2 ont été correctement reçus au moins par les stations de base 22, 24 et envoie (figure 2C) les paquets suivants flèches 28 sans attendre un signal ACK, et sans tenir compte du signal NACK (flèche 26) émis par la station de base 20. Les stations de base 22, 24 et 24 continuent d'envoyer (flèches 10) au terminal 2 des bits/symboles via le canal CPICH. Dans ce cas, le procédé selon l'invention permet de tenir compte d'un évanouissement du signal émis par la station de base 20 dû aux conditions physiques de transmission et d'éviter la retransmission des paquets dans la mesure où les stations de base 22 et 24 ont reçu correctement les paquets émis. La figure 3 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 3A, le terminal 2 envoie (flèche 3) des paquets de données aux stations de base 30, 32 et 34, et reçoit parallèlement de chaque station de base (flèches 10) des bits/symboles pilotes à travers le canal CPICH. Dans ce cas, les deux stations de base 30 et 32 envoient au terminal 2 un signal NACK (flèches 36 et 38, figure 3B). Pendant le délai d'attente des signaux d'accusé réception, le terminal 2 détermine la puissance des signaux reçus de chaque station de base 30, 32 et 34 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 de la station de base 34 (flèche 40) est inférieure à la valeur de seuil, le module de prise de décision déduit qu'aucune des stations de base 30, 32 et 34 n'a reçu correctement les paquets envoyés par le terminal 2. Le terminal renvoie (figure 3C) les mêmes paquets auxdites stations de base (flèches 42) et effectue de nouveau des mesures sur les signaux transmis par les stations de base (flèche 10) via le canal CPICH. Cette opération sera répétée jusqu'à ce que l'une au moins des stations de base 30, 32 ou 34 reçoive correctement les paquets émis par le terminal 2. 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 synchrone avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: -estimer la qualité des liaisons descendantes entre chaque station de base et le terminal sur au moins un canal de transmission normalisé, - re- transmettre les données aux stations de base en fonction de la qualité desdites liaisons estimées. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit terminal retransmet les données uniquement si la qualité estimée de toutes les liaisons est inférieure à une valeur prédéterminée. 3. Procédé selon la revendication 1, 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 réception négatif NACK. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit réseau est un réseau basé sur la 30 technologie WCDMA. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit réseau est un réseau UMTS. 6. Procédé selon la revendication 1 et 4, dans lequel ledit canal de transmission normalisé est le canal CPICH. 7. Terminal mobile adapté pour communiquer avec une pluralité de stations de base d'un réseau de télécommunications cellulaire, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens pour estimer la qualité des liaisons descendantes de chaque station de base sur au moins un canal de transmission normalisé, - des moyens de prise de décision pour répéter la retransmission des données aux stations de 15 base en fonction des qualités estimées. 8. Terminal selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour comparer les qualités estimées à une valeur prédéfinie.