Brevet FR2879068A1 — publié le 20060609

Détermination d'un état de déplacement d'un terminal mobile La présente invention concerne un procédé de détermination d'un état de déplacement d'un terminal cellulaire mobile dans un réseau de radiocommunication cellulaire numérique opérationnel. L'état de déplacement d'un terminal mobile est soit en déplacement soit immobile. De nombreux travaux ont estimé la vitesse d'un terminal mobile. L'article "MOBILE SPEED ESTIMATION FOR TDMA-BASED HIERARCHICAL CELLULAR SYSTEMS" de Chengshan Xiao, Karl D. Mann, et Jan C. Olivier, IEEE "Transactions on Vehicular Technologie", Vol. 50, No 4, Juillet 2001, détermine la vitesse d'un terminal mobile notamment par le calcul d'une puissance de réception instantanée d'un signal émis par le terminal mobile et reçu par une station de base. Le calcul de puissance dépend de composantes de masquage (shadow fading) et d'évanouissements rapides (fast fading). Ces composantes de "fading" nécessitent des mesures des signaux émis par le terminal mobile et reçus par une station de base qui sont instantanées et qui doivent être échantillonnées de manière suffisamment fine. Les mesures instantanées sont accomplies dans la station de base elle-même et ne reposent pas sur des grandeurs normalisées des interfaces radio des réseaux de radiocommunication cellulaires. Or les opératjeurs de télécommunication accèdent à des grandeurs normalisées sur les interfaces mais pas aux résultats des mesures instantanées. L'invention a pour objectif de déterminer un état de déplacement d'un terminal mobile en utilisant des grandeurs normalisées des interfaces radio de réseaux de radiocommunication cellulaires afin de remédier aux inconvénients précités. Pour atteindre cet objectif, un procédé pour déterminer un état de déplacement d'un terminal dans un réseau de radiocommunication opérationnel, selon lequel N grandeurs respectives mesurées entre le terminal mobile et N stations de base sont transmises à K instants, depuis le terminal mobile à un dispositif de détermination d'état de déplacement, N et K étant des nombres entiers prédéterminés, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes dans le dispositif de détermination: à chacun des K instants, ordonner les N grandeurs afin d'extraire une meilleure grandeur, déterminer une moyenne des meilleures grandeurs à des instants dans une fenêtre temporelle incluant ledit chacun instant, déterminer un rapport de la meilleure grandeur sur la moyenne des meilleures grandeurs, et estimer deux densités de probabilité dudit rapport sachant que le terminal mobile est en déplacement et immobile, déterminer un rapport de densités entre le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est en déplacement sur le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est immobile, et comparer le rapport de densités à un seuil prédéterminé afin de déterminer que l'état de déplacement du terminal mobile est en déplacement lorsque le rapport est supérieur au seuil prédéterminé et immobile lorsque le rapport est inférieur ou égal au seuil prédéterminé. Ainsi l'invention contribue par la détermination d'un état de déplacement d'un terminal mobile notamment à la gestion de ressources radio particulièrement en zone urbaine ou le long d'une route ou d'une voie ferroviaire où les déplacements de terminaux mobiles à bord de véhicules sont fréquents. L'invention a aussi pour objet un dispositif pour déterminer un état de déplacement d'un terminal dans un réseau de radiocommunication opérationnel de manière à mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen pour ordonner, à chacun des K instants, les N grandeurs afin d'extraire une meilleure grandeur, un moyen pour déterminer, à chacun des K instants, une moyenne des meilleures grandeurs à des instants dans une fenêtre temporelle incluant ledit chacun instant, un moyen pour déterminer, à chacun des K instants, un rapport de la meilleure grandeur sur la moyenne des meilleures grandeurs, un moyen pour estimer, à chacun des K instants, deux densités de probabilité dudit rapport sachant que le terminal mobile est en déplacement et immobile, un moyen pour déterminer un rapport de densités entre le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est en déplacement sur le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est immobile, et un moyen pour comparer le rapport de densités à un seuil prédéterminé afin de déterminer que l'état de déplacement du terminal mobile est en déplacement lorsque le rapport est supérieur au seuil prédéterminé et immobile lorsque le rapport est inférieur ou égal au seuil prédéterminé. Enfin, l'invention se rapporte à un programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre dans un dispositif de détermination d'état de déplacement selon l'invention. Le programme comprend des instructions de programme qui, lorsque le programme est chargé et exécuté sur ledit serveur, réalisent les étapes du procédé de détermination d'état de déplacement selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention, données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la figure 1 est un bloc-diagramme schématique d'un système de détermination d'état de déplacement de terminal mobile; - la figure 2 est un bloc-diagramme schématique d'une variante du système de détermination; et - la figure 3 est un algorithme du procédé de détermination d'un état de déplacement d'un terminal mobile selon l'invention. La figure 1 montre des moyens fonctionnels inclus dans un système de détermination d'un état de déplacement d'un terminal mobile pour la mise en oeuvre du procédé de détermination d'un état de déplacement selon l'invention dans un réseau de radiocommunication cellulaire numérique RR. Le système de détermination comprend principalement un dispositif de détermination d'état de déplacement DD incluant notamment une unité centrale UC, un module d'estimation de densité de probabilité MD, un module d'état de déplacement ME et un simulateur SI. Le terminal mobile TM est un terminal radio cellulaire mobile classique et peut être aussi un dispositif ou objet électronique mobile de télécommunications, par exemple un assistant numérique personnel communiquant PDA ou un ordinateur portable. Le terminal mobile TM est adapté au type du réseau RR, par exemple GSM, AMPS, GPRS ou EDGE, ou bien CDMA (Coded Division Multiple Access) selon la troisième génération (3GPP) de réseaux du type UMTS. Comme montré à la figure 1, une station de base donnée Bi est située dans le voisinage de N-1 stations de base voisines Bi avec les indices i,j tels que i,j E {1, N} et j i. Une station de base Bi est dite voisine de la station de base donnée Bi lorsque la station de base voisine Bi est située dans un rayon prédéterminé autour de la station de base donnée Bi, et la station de base donnée Bi reçoit une puissance d'interférence d'un mobile situé à la station Bi telle que le rapport signal à interférence CIR (Carrier-to-Interference Ratio) dans la station donnée Bi est supérieur à un rapport signal à interférence minimal prédéterminé. Le nombre N-1 de stations voisines varie ainsi d'une station à l'autre en dépendance de la topographie du terrain avoisinant la station donnée Bi et peut être de l'ordre de 2 à quelques dizaines environ. Selon l'exemple illustré à la figure 1, la station de base donnée Bi est la station B4 associée à N-1 = 6 stations voisines B1, B2, B3, B5, B6 et B8. Le dispositif de détermination d'état de déplacement DD est inclus dans la partie fixe du réseau de radiocommunication cellulaire RR par exemple de type UMTS. Il est relié à des interfaces terrestres Iub entre des contrôleurs de station de base RNC (Radio Network Controller) et les stations de base desservies par ces contrôleurs, de manière à prélever des grandeurs précisées ci-après transmises périodiquement dans des canaux de signalisation par les terminaux mobiles ayant des liens actifs avec les stations de base desservies. Selon une variante de l'invention montrée à la figure 2, le dispositif de détermination DD est relié à un centre de maintenance 0MC (Operation and Maintenance Center). Les grandeurs mesurées entre le mobile TM et les stations de base sont remontées au centre de maintenance 0MC à travers les contrôleurs de station de base RNC dans le réseau RR. Les stations de base sont considérées comme situées de préférence en zones urbaines qui sont très convoitées par les opérateurs de télécommunications et pour lesquelles l'objectif de l'invention doit être atteint. Des grandeurs normalisées nécessaires à la mise en oeuvre du procédé de détermination d'état de déplacement sont transmises par des équipements du réseau radio RR au dispositif de détermination DD. Les grandeurs transmises proviennent d'échanges de données entre le terminal mobile TM et la station de base donnée Bi et d'échanges de données entre le terminal mobile TM et les N-1 stations de base voisines Bi. Par conséquent, N grandeurs Gi à GN sont transmises. Selon l'exemple illustré à la figure 1, le dispositif de détermination DD reçoit six grandeurs concernant les N-1 = 6 stations de base voisines Bi, B2, B3, B5, B6 et B8 et une grandeur provenant de la station de base donnée Bi, soit N = 7 grandeurs. Le procédé de détermination DD selon l'invention peut être mis en oeuvre avec différents types de grandeurs dépendant généralement des caractéristiques du réseau radio RR. Le plus souvent, les grandeurs transmises du terminal mobile TM au dispositif de détermination d'état de déplacement DD sont des puissances de réception ou des estimations de la qualité radio de signaux qui sont émis suivant des liaisons descendantes (downlink) respectivement par les N stations de base et reçus par le terminal mobile TM; les puissances de réception ou les estimations de la qualité radio mesurés dans le terminal mobile TM sont transmis périodiquement suivant une liaison montante (uplink) vers la station de base donnée Bi. Par exemple, lorsque le réseau de radiocommunication RR est de type GSM, une grandeur transmise est le paramètre normalisé "RXLEV" indiquant le niveau de champ de signal reçu parmi 64 niveaux. Dans un autre exemple, le réseau de radiocommunication RR est de type UMTS et une grandeur transmise est une atténuation (pathloss) déduite d'une puissance reçue mesurée dans le canal balise commun sur la voie descendante CPICH RSCP (Received Signal Code Power on Common Pilot Channel) ou un rapport d'énergie d'un chip mesurée sur une densité spectrale de puissance dans une bande utile CPICH Ec/No. Le procédé de détermination d'un état de déplacement d'un terminal mobile TM comprend principalement sept étapes El à E7, comme montré à la figure 3. Le dispositif de détermination d'état de déplacement DD reçoit les N grandeurs respectives G1 à GN transmises à K instants périodiques, K étant un nombre entier prédéterminé. Par exemple, pour le système GSM, K est égal à 120 pour une durée d'observation d'une minute lorsque la période de remontée de mesure est égale à 0.5 seconde. A chacun des K instants, l'unité centrale UC ordonne les N grandeurs Gl à GN selon un ordre décroissant d'une meilleure grandeur GM à une plus mauvaise grandeur, à l'étape El. Grâce à l'ordination des N grandeurs, l'unité centrale UC extrait la meilleure grandeur GM, à l'étape E2. L'ordination dépend de la nature des grandeurs. Par exemple lorsque les grandeurs sont des puissances, la grandeur la plus élevée correspond à la meilleure grandeur GM. Dans un autre exemple, lorsque les grandeurs sont des rapports comme des affaiblissements toujours supérieurs à 1, la grandeur la plus faible peut correspondre à la meilleure grandeur GM. Pour chaque instant k parmi les K instants, l'unité centrale UC détermine une moyenne des meilleures grandeurs Mk(GM) à des instants dans une fenêtre temporelle incluant l'instant k, à l'étape E3. Les instants dans la fenêtre temporelle sont X instant(s) précédant ledit instant k, ledit instant k et W instant(s) suivant ledit instant k. X et W sont des nombres entiers prédéterminés qui sont au moins égaux à 1 et qui sont différents ou égaux. De préférence pour améliorer la précision du résultat visé par le procédé, X et W sont constants au cours des K instants. Par exemple, X et W sont égaux à 2. Puis pour chaque instant k, l'unité centrale UC détermine un rapport Rk de la meilleure grandeur GM sur la moyenne des meilleures grandeurs Mk(GM), à l'étape E4. Pour chaque instant k, le module d'estimation de densité de probabilité MD estime deux densités de probabilité dudit rapport Rk sachant que le terminal mobile TM est en déplacement et immobile, à l'étape E5. Les densités de probabilité de ladite grandeur Rk à un instant k sont notées P(RkID) et P(RkII) sachant que le terminal mobile TM est respectivement en déplacement (D) et immobile (I). L'estimation des deux densités à chacun des K instants dépend de correspondances entre des rapports d'une meilleure grandeur sur une moyenne de meilleures grandeurs et des densités de probabilité, établies par le simulateur SI lors d'une simulation préalable. La simulation est réalisée antérieurement par un logiciel de prédiction de couverture radio ou un logiciel de simulation de réseaux mobiles. A l'étape E6, le module de détermination d'état de déplacement ME détermine un rapport de densités A entre le produit des densités de probabilité déterminées à tous les K instants sachant que le terminal mobile TM est en déplacement sur le produit des densités de probabilité déterminées à tous les K instants sachant que le terminal mobile TM est immobile, soit: flP(RI. D) JP(Rk I) A l'étape E7, le module de détermination d'état de déplacement ME compare le rapport de densités à un seuil prédéterminé S afin de déterminer l'état de déplacement du terminal mobile TM qui est en déplacement lorsque le rapport est supérieur au seuil prédéterminé et immobile lorsque le rapport est inférieur ou égal au seuil prédéterminé. En variante, les étapes El à E7 sont exécutées à chacun des instants k pour déterminer un rapport de densités en fonction de K densités de probabilité P(Rk D) et K densités de probabilité P(RkII) dudit rapport Rk. Dans cette variante, à chacun des instants k l'état de déplacement du terminal mobile est actualisé. L'invention décrite ici concerne un procédé et un système de détermination d'un état de déplacement d'un terminal mobile TM. Selon une implémentation préférée, les étapes du procédé sont déterminées par les instructions d'un programme de détermination d'un état de déplacement d'un terminal mobile TM incorporé dans un dispositif informatique tel que le dispositif détermination d'état de déplacement DD. Le programme comporte des instructions de programme qui, lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans le dispositif informatique dont le fonctionnement est alors commandé par l'exécution du programme, réalisent les étapes du procédé selon l'invention. En conséquence, l'invention s'applique également à un programme d'ordinateur, notamment un programme d'ordinateur sur ou dans un support d'informations, adapté à mettre en oeuvre l'invention. Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable pour implémenter un procédé selon l'invention. Le support d'informations peut être n'importe quel dispositif ou entité capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy disc) ou un disque dur. D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type internet. Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention. 12 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour déterminer un état de déplacement d'un terminal (TM) dans un réseau de radiocommunication opérationnel (RR), selon lequel N grandeurs respectives (Gl à GN) mesurées entre le terminal mobile et N stations de base (Bi) sont transmises à K instants, depuis le terminal mobile à un dispositif de détermination d'état de déplacement (DD), N et K étant des nombres entiers prédéterminés, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes dans le dispositif de détermination: à chacun des K instants, ordonner (El) les N grandeurs afin d'extraire (E2) une meilleure grandeur, déterminer (E3) une moyenne des meilleures grandeurs à des instants dans une fenêtre temporelle incluant ledit chacun instant, déterminer (E4) un rapport de la meilleure grandeur sur la moyenne des meilleures grandeurs, et estimer (E5) deux densités de probabilité dudit rapport sachant que le terminal mobile est en déplacement et immobile, déterminer (E6) un rapport de densités entre le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est en déplacement sur le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est immobile, et comparer (E7) le rapport de densités à un seuil prédéterminé afin de déterminer que l'état de déplacement du terminal mobile (TM) est en déplacement lorsque le rapport est supérieur au seuil prédéterminé et immobile lorsque le rapport est inférieur ou égal au seuil prédéterminé. 2 - Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel les instants dans la fenêtre temporelle sont X instant précédant ledit chacun instant, ledit chacun instant et W instant suivant ledit chacun instant, X et W étant des nombres entiers prédéterminés. 3 - Procédé conforme à la revendication 2, selon lequel les nombres prédéterminés X et W sont constants au cours des K instants. 4 - Procédé conforme à la revendication 2 ou 3, selon lequel les nombres prédéterminés X et W sont égaux. 5 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel les étapes de déterminer (E6) un rapport de densités et comparer (E7) le rapport de densités à un seuil prédéterminé afin de déterminer l'état de déplacement du terminal mobile (TM) sont exécutées à chacun des k instants. 6 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel l'estimation des deux densités à chacun des K instants dépend de correspondances entre des rapports d'une meilleure grandeur sur une moyenne de meilleures grandeurs et des densités de probabilité, établies lors d'une simulation préalable. 7 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel les grandeurs transmises du terminal mobile (TM) au dispositif de détermination d'un état de déplacement (DD) sont des puissances de réception de signaux émis respectivement par les N stations de base, mesurés par le terminal mobile. 8 - Dispositif (DD) pour déterminer un état de déplacement d'un terminal (TM) dans un réseau de radiocommunication opérationnel (RR), dans lequel N grandeurs respectives (G1 à GN) mesurées entre le terminal mobile et N stations de base (Bi) sont transmises à K instants, depuis le terminal mobile au dispositif de détermination (DD), N et K étant des nombres entiers prédéterminés, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (UC) pour ordonner, à chacun des K instants, les N grandeurs afin d'extraire une meilleure grandeur, un moyen (UC) pour déterminer, à chacun des K instants, une moyenne des meilleures grandeurs à des instants dans une fenêtre temporelle incluant ledit chacun instant, un moyen (UC) pour déterminer, à chacun des K instants, un rapport de la meilleure grandeur sur la moyenne des meilleures grandeurs, un moyen (MD) pour estimer, à chacun des K instants, deux densités de probabilité dudit rapport sachant que le terminal mobile est en déplacement et immobile, un moyen (ME) pour déterminer un rapport de densités entre le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est en déplacement sur le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est immobile, et un moyen (ME) pour comparer le rapport de densités à un seuil prédéterminé afin de déterminer que l'état de déplacement du terminal mobile (TM) est en déplacement lorsque le rapport est supérieur au seuil prédéterminé et immobile lorsque le rapport est inférieur ou égal au seuil prédéterminé. 9 - Programme d'ordinateur apte à être mis en oeuvre dans un dispositif de détermination d'état de déplacement (DD) pour déterminer un état de déplacement d'un terminal (TM) dans un réseau de radiocommunication opérationnel (RR), N grandeurs respectives (G1 à GN) mesurées entre le terminal mobile et N stations de base (Bi) étant transmises à K instants, depuis le terminal mobile au dispositif de détermination d'état de déplacement (DD), N et K étant des nombres entiers prédéterminés, ledit programme comprenant des instructions de programme qui, lorsque le programme est chargé et exécuté sur ledit dispositif de détermination (DD) . à chacun des K instants, ordonnent (El) les N grandeurs afin d'extraire (E2) une meilleure grandeur, déterminent (E3) une moyenne des meilleures grandeurs à des instants dans une fenêtre temporelle incluant ledit chacun instant, déterminent un rapport de la meilleure grandeur sur la moyenne des meilleures grandeurs, et estimer (E4) deux densités de probabilité dudit rapport sachant que le terminal mobile est en déplacement et immobile, déterminent (E5) un rapport de densités entre le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est en déplacement sur le produit des densités de probabilité déterminées à tous les instants sachant que le terminal mobile est immobile, et comparent (E6) le rapport de densités à un seuil 35 prédéterminé afin de déterminer que l'état de déplacement du terminal mobile (TM) est en déplacement lorsque le rapport est supérieur au seuil prédéterminé et immobile lorsque le rapport est inférieur ou égal au seuil prédéterminé.