Brevet FR2999053A1 — publié le 20140606

- 1 - « Procédé d'intégration de station de base ou de commutateur de gestion, et dispositifs mettant en oeuvre un tel procédé» Domaine technique La présente invention concerne une méthode d'intégration de réseaux radio à la norme Européenne TETRA dans un réseau radio type EPS et LTE « Long Term Evolution ». Cette invention permet d'utiliser des terminaux radio TETRA dans un tel réseau de 3ème OU Lierne génération ou plus, en offrant des services propres aux réseaux TETRA et des interconnexions directes avec les terminaux radio non TETRA tels que les terminaux radio de la famille 3GPP LTE. Etat de la technique antérieure Les réseaux radio à la norme TETRA sont répandus dans le monde entier ; ils sont utilisés dans un cadre professionnel, particulièrement pour les besoins des forces de sécurité publique. Ces réseaux utilisent des bandes étroites de fréquence réservées, avec des canaux espacés de 25KHz. et offrent un ensemble très complet de fonctions ne nécessitant pas de fort débit. Les réseaux sont constitués de sites radio dont la portée est relativement importante. A l'inverse, les réseaux radio de quatrième génération et plus, principalement basés sur la technologie 3GPP LTE Advanced, utilisent des sites radio de portée souvent inférieure sur des bandes de fréquence différentes, utilisées avec des canaux très larges offrant des services nécessitant des débits élevés. La connexion de ces deux types de réseaux présente un fort intérêt. Il a en particulier été envisagé de développer des terminaux radio aptes pour émettre et recevoir dans les deux modes (TETRA et LTE) configurés pour utiliser les réseaux LTE dès lors qu'ils sont couverts par ceux-ci et les réseaux TETRA dans le cas contraire. Ce procédé de connexion des deux types de réseaux présente néanmoins de nombreux inconvénients. En -2 - particulier, cette solution nécessite le changement complet des parcs de terminaux ainsi que la mise en place de passerelles de service haut niveau. Il a par ailleurs été envisagé l'utilisation des réseaux 3GPP LTE comme 5 couche de transport pour les réseaux TETRA : cette méthode présente également de nombreux inconvénients. En particulier, elle ne permet pas de liaison directe entre des terminaux radio LTE et des terminaux radio TETRA. On connaît enfin des passerelles (« gateway ») entre un réseau TETRA et 10 un réseau EPS avec accès radio LTE. Ces passerelles offrent de simples fonctions d'interconnexion de réseaux, sans pouvoir assurer une intégration réelle. Par exemple, la mobilité n'est pas gérée et un terminal appelant doit composer le numéro d'un correspondant en fonction du lieu où celui-ci est supposé se trouver. 15 La méthode ici présentée permet l'interconnexion complète de réseaux TETRA et de réseaux large bande radio de 3ème OU 4ème génération ou plus, tels que les réseaux à la norme 3GPP EPS mettant en oeuvre des accès radio de la famille LTE sans présenter les inconvénients précédemment cités tout en offrant des facilités de communication directes entre terminaux de 20 technologies différentes et en offrant la possibilité d'optimiser l'utilisation du spectre radio. Un but de la présente invention est de proposer un procédé et dispositif de connexion des réseaux TETRA et des réseaux radio de 3ème OU 4ème 25 génération ou plus, typiquement basés sur la famille des normes EPS et 3GPP LTE, permettant une réutilisation de parcs de terminaux radio existant. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et dispositif de connexion des réseaux TETRA et des réseaux radio de 3ème ou 30 4ème génération ou plus, basés sur la famille des technologies 3GPP EPS et 3GPP LTE permettant la mise à disposition des services 'TETRA' existant. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et dispositif de connexion des réseaux TETRA et des réseaux radio de 3ème OU 4ème génération ou plus, basés sur la famille des technologies 3GPP EPS et -3 LTE, permettant une migration aisée lors de l'évolution d'un réseau TETRA vers un réseau de la famille des technologies 3GPP EPS et 3GPP LTE Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et dispositif de connexion des réseaux TETRA et les réseaux de la famille des technologies 3GPP EPS et 3GPP LTE permettant une optimisation économique entre des réseaux de la famille technologique 3GPP EPS et 3GPP LTE en milieu urbain et des réseaux TETRA en milieu isolé, directement connectés entre eux. Un autre but de la présente invention est de proposer procédé et dispositif de connexion des réseaux TETRA et des réseaux radio de 3ème OU 4ème génération ou plus, 3GPP LTE permettant une réutilisation des canaux radiofréquences allouées à des réseaux TETRA (canaux à bande étroite) aux endroits où des canaux radio des réseaux de 3ème OU 4ème génération ou plus (canaux large bande), objet de l'interconnexion, fréquences LTE ne sont pas disponibles (ou aux endroits où il n'est pas rentable de déployer des réseaux radio de 3ème OU 4ème génération ou plus3GPP LTE). Exposé de l'invention On atteint au moins l'un des objectifs précités avec un procédé pour connecter un premier dispositif appartenant à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite, à un second réseau de communication mobile du type à large bande, ledit dispositif implémentant une couche protocolaire pour communiquer avec une première pluralité de terminaux mobiles selon une première norme de communication mobile, caractérisé en ce qu'il comprend une modification du premier dispositif par intégration d'une couche de transposition dans ladite couche protocolaire et est reliée au second réseau de communication du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP). La pile protocolaire modifiée comprend les couches de transport normalisées et un module de transposition fonctionnel, typiquement implanté au niveau de la couche NAS (Non Access Stratum). De plus, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre pour établir 35 des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de -4 - communication mobile placés sous la gestion du premier dispositif modifié et d'autres terminaux mobiles selon ladite première norme de communication mobile placés sous la gestion d'un second dispositif modifié, via le second réseau de communication mobile du type à large bande. De plus, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la gestion du premier dispositif modifié et des terminaux mobiles selon la seconde norme de communication mobile placés sous la couverture de stations de base appartenant au second réseau de communication du type à large bande. Dans une version particulière, le premier réseau de communication du type à bande étroite peut satisfaire la norme TETRA « TErrestrial Trunked Radio ». De plus, le second réseau de communication du type à large bande peut satisfaire à une norme de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE « Long Term Evolution ». Avantageusement, la couche de transposition peut implémenter une interface normalisée Si pour le Plan Contrôle de la norme 3GPP EPS et LTE. De plus, l'interface normalisée Si peut être complétée par une interface normalisée X2 de la famille des technologies 3GPP EPS et pour une liaison entre stations de base proches. De plus, l'interface normalisée Si peut être complétée par une interface normalisée M1 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé une station de base appartenant à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite, adaptée pour être connectée à un second réseau de communication mobile du type à large bande selon une seconde norme de communication mobile, ladite station de base implémentant une couche protocolaire pour communiquer avec une première pluralité de terminaux mobiles selon une première norme de communication mobile, caractérisée en ce que ladite station de base est modifiée par intégration d'une couche de transposition dans ladite couche protocolaire et est reliée audit second -5 - réseau de communication du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP). De plus, la station de base selon l'invention peut être configurée pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la gestion de ladite station de base et d'autres terminaux mobiles placés sous la gestion d'une autre station de base selon l'invention, via le second réseau de communication mobile du type à large bande. De plus, la station de base selon l'invention peut être configurée pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la couverture de ladite station de base et des terminaux mobiles selon la seconde norme de communication mobile placés sous la couverture de stations de base appartenant au second réseau de communication du type à large bande. De plus, le second réseau de communication du type à large bande peut satisfaire la famille des technologies (normes) 3GPP EPS et LTE « Long Term Evolution ». De plus, la couche de transposition peut implémenter une interface normalisée Si de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. De plus, l'interface normalisée Si peut être complétée par une interface normalisée X2 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. De plus, l'interface normalisée Si peut être complétée par une interface normalisée M1 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. Selon un autre aspect de l'invention, il est également proposé un commutateur de gestion (« SWITCH ») appartenant à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite, adapté pour être connecté à un second réseau de communication mobile du type à large bande selon une seconde norme de communication mobile, ledit commutateur implémentant une couche protocolaire pour communiquer avec une première pluralité de station de base selon une première norme de communication mobile, -6 - caractérisé en ce que ledit commutateur est modifié par intégration d'une couche de transposition dans ladite couche protocolaire et est relié audit second réseau de communication du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP). Le commutateur peut être configurée pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la gestion d'une station de base et d'autres terminaux mobiles placés sous la gestion d'un autre commutateur selon l'invention, via le second réseau de communication mobile du type à large bande. Le commutateur selon l'invention peut être configuré pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la couverture de ladite station de base et des terminaux mobiles selon la seconde norme de communication mobile placés sous la couverture de stations de base appartenant au second réseau de communication du type à large bande. Le second réseau de communication du type à large bande peut satisfaire la norme 3GPP EPS et LTE « Long Term Evolution ». La couche de transposition peut implémenter une interface normalisée Si de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. L'interface normalisée Si peut être complétée par une interface normalisée X2 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. L'interface normalisée Si peut être complétée par une interface normalisée M1 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés suivants : - la figure 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un procédé selon l'invention dans lequel une station de base selon l'invention est représentée, -7 - - la figure 2 est une représentation schématique d'un seconde mode de réalisation d'un procédé selon l'invention dans lequel un commutateur de gestion selon l'invention est représenté, et - la figure 3 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'une station de base selon l'invention. La figure 1 est une représentation schématique dans laquelle est représentée une interconnexion directe d'une station de base 100 selon l'invention avec un second réseau 102. La station de base 100 appartient à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite. Elle est adaptée pour être connectée à un second réseau 102 de communication mobile du type à large bande selon une seconde norme de communication mobile. Le second réseau 102 de communication du type à large bande satisfait la norme de 3ème OU Lierne génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE « Long Term Evolution ». La station de base 100 implémente une couche protocolaire pour communiquer avec une première pluralité de terminaux mobiles (non représentés) selon la première norme de communication mobile. La station de base est modifiée par intégration d'une couche de transposition dans la couche protocolaire et est reliée audit second réseau de communication du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP). La couche de transposition implémente une interface normalisée Si de la norme 3GPP EPS et LTE. Elle est configurée pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la gestion de celle-ci et d'autres terminaux mobiles placés sous la gestion d'une autre station de base selon l'invention, 104, via le second réseau de communication mobile du type à large bande. La station de base 102 est configurée pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la couverture de la station de base et des terminaux mobiles selon la seconde norme de communication mobile placés sous la couverture -8 - de stations de base 106 appartenant au second réseau de communication 102 du type à large bande. La figure 1 illustre que l'interface normalisée Si est complétée par une interface normalisée X2 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE 3GPP X2 reliant entre elles les stations de base 100, 104 et 106. La figure 2 est une représentation schématique dans laquelle est représentée une interconnexion directe d'un commutateur de gestion 200 selon l'invention avec un second réseau 202. Le commutateur de gestion (« eSwitch ») 200 appartient à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite. Il est adapté pour être connecté à un second réseau de communication 202 mobile du type à large bande selon une seconde norme de communication mobile. Le second réseau de communication du type à large bande satisfait une norme de 3ème ou Lierne génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et la norme 3GPP LTE « Long Term Evolution ». Le commutateur de gestion 200 implémente une couche protocolaire pour communiquer avec deux stations de base 204, 206, selon une première norme de communication mobile. Le commutateur de gestion 200 est modifié par intégration d'une couche de transposition dans ladite couche protocolaire et est relié audit second réseau de communication 202 du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP). La couche de transposition implémente une interface normalisée Si de la norme spécifiée pour la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. L'interface normalisée Si est complétée par une interface normalisée X2 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE 3GPP X2 (non représentée). L'interface normalisée Si peut est complétée par une interface normalisée M1 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE 3GPP M1 (non représentée). Le commutateur de gestion 200 est configuré pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile (non représentés) placés sous la gestion d'une station de base 204, 206 et d'autres terminaux mobiles placés sous la gestion d'un autre commutateur selon l'invention (non représenté), via le second réseau de communication mobile du type à large bande. -9 - Le commutateur selon l'invention est également configuré pour établir des échanges entre des terminaux mobiles (non représentés) selon la première norme de communication mobile placés sous la couverture dudit commutateur de gestion et des terminaux mobiles (non représentés) selon la seconde norme de communication mobile placés sous la couverture de stations de base 208 appartenant au second réseau de communication du type à large bande. La figure 3 est une représentation schématique dans laquelle est représentée une interconnexion directe d'une station de base 300, dite eTbs, selon l'invention avec les équipements d'un réseau radio de 3ème OU Lierne génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et 3GPP LTE 302. La station de base 300 eTbs appartient à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite. Elle est adaptée pour être connectée à un second réseau 302 de communication mobile du type à large bande selon une seconde norme de communication mobile. Le second réseau de communication du type à large bande satisfait une norme de 3ème OU Lierne génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et la norme 3GPP LTE « Long Term Evolution. Le réseau de 3ème OU Lierne génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE 302 comprend des modules usuels présents dans un réseau de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE tels que : - un module SGSN : Serving GPRS Support Node, GPRS signifiant General Packet Radio Service ; - un module HSS/HLR : Home Suscriber Server / Home Location Register ; - un module PDN-GW : Packet Data Network GateWay ; - un module PCRF : Policy and Charging Rules Function ; - un module MME : Mobility Management Entity ; - un module Serving Gateway ; - un module MBMS-GW : Multimedia Broadcast Multicast Service GateWay. - 10 - Ainsi que l'illustre la figure 3, la station de base 300 eTbs comprend une couche de transposition qui implémente une interface normalisée Si de la norme spécifiée pour la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. On observe ainsi que la eTbs 300 est directement reliée au module MME par une interface 3GPP S1-MME/M3 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. La eTbs 300 est directement reliée au module Serving Gateway par une interface S1-U de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE. La eTbs 300 est directement reliée au module MBMS-GW par une interface Ml. La eTbs 300 est directement reliée à un eNobeB par une interface X2/M2 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE 3GPP X2/M2. Enfin, la eTbs 300 est directement reliée à une autre station de base 304 selon l'invention, dite eTbs, par une interface X2/M2 de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE 3GPP X2/M2. Le tableau suivant présente pour chaque interface, le type d'interface, les caractéristiques de chaque extrémité, les caractéristiques protocolaires et les services SAE (« System Architecture Evolution »). Nom de Type Caractéristiques des Caractéristiques Protocolaires Services SAE l'Interfa extrémités ce Extrémité Extrémité User Plane Control Plane 1 2 E- Air Terminal UE eNB EPS/E- UTRAN interface / UTRAN Uu Radio EPS/eMB MS eTBS L: 'E EPS/eTER AN EPS/E- UTRAN EPS/eMB MS TETRA Air Terminal MS eTBS TETRA EPS/ eTERAN eMBMS/e TERAN interface / Radio Si Filaire - IP eTBS MME S1 -U SI-MME EPS/TET (GTP-U/UDP/IP) (S1AP/SCTP/IP) RA X2 Filaire - IP eTBS eTBS X 2-U X2-C EPS/eTER (GTP-U/UDP/IP) (X2AP/SCTP/IP) AN eTERAN/e TERAN eNB X2-U X 2-C EPS/eTER (GTP-U/UDP/IP) (X2AP/SCTP/IP) AN eTERAN/ E-UTRAN Mi Filaire - IP eTBS eMBMS-GVV M1 Non a eMBMS/e (GTP-U/Ur ' TERAN M2 Filaire - IP eTBS/MCE (Entité eTBS hébergeant l'entité logique MCE) eTBS Non ai M 2 eMBMS/e TERAN (M2AP/SCTP/IP) eNB Non applicdole M2 eMBMS/e (M2AP/SCTP/IP) TERAN M3 Filaire - IP eTBS/MCE (Entité eTBS hébergeant l'entité logique MCE) MME Non applicable M3 eMBMS/e TERAN (M3AP/SCTP/IP) Les terminaux TETRA sous couverture d'une station 100 eTBS selon l'invention sont décrits dans le module HSS ou HLR du réseau de 3ème ou 4ème génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et GPP LTE. Ainsi, chaque terminal TETRA dispose d'un numéro IMSI identique à ceux utilisés pour les réseaux de 3ème ou 4ème génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et 3GPP LTE. Ainsi, une station de base 100, eTBS, selon l'invention permet une intégration complète des réseaux TETRA et des réseaux de 3ème ou 4ème génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et 3GPP LTE. La mobilité est assurée à deux niveaux : - par le réseau de 3ème ou 4ème génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et LTE qui localise (dans sa base de données HSS/HLR) la localisation du sous réseau TETRA directement connecté au réseau de 3ème ou 4ème génération ou plus, de la famille des technologies 3GPP EPS et 3GPP LTE, et - par le sous réseau TETRA qui localise le site radio sur lequel le mobile est inscrit. Dans le cas où le sous réseau TETRA n'est constitué que d'un seul site radio, ce mécanisme se simplifie au sein du sous réseau TETRA. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être 25 décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé pour connecter un premier dispositif appartenant à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite, à un second réseau de communication mobile du type à large bande, ledit dispositif implémentant une couche protocolaire pour communiquer avec une première pluralité de terminaux mobiles selon une première norme de communication mobile, caractérisé en ce qu'il comprend une modification dudit premier dispositif par intégration d'une couche de transposition dans ladite couche protocolaire et est reliée audit second réseau de communication du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en qu'il est mis en oeuvre pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la gestion du premier dispositif modifié et d'autres terminaux mobiles selon ladite première norme de communication mobile placés sous la gestion d'un second dispositif modifié, via le second réseau de communication mobile du type à large bande. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la gestion du premier dispositif modifié et des terminaux mobiles selon la seconde norme de communication mobile placés sous la couverture de stations de base appartenant au second réseau de communication du type à large bande. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier réseau de communication du type à bande étroite satisfait la norme TETRA « TErrestrial Trunked Radio ».35- 13 - 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second réseau de communication du type à large bande satisfait la norme 3GPP EPS et LTE « Long Term Evolution ». 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche de transposition implémente une interface normalisée 3GPP Si pour le Plan Contrôle de la norme 3GPP LTE. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'interface normalisée 3GPP Si est complétée par une interface normalisée 3GPP X2 pour une liaison entre stations de base proches. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'interface normalisée 3GPP Si est complétée par une interface normalisée 3GPP Ml. 9. Station de base appartenant à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite, adaptée pour être connectée à un second réseau de communication mobile du type à large bande selon une seconde norme de communication mobile, ladite station de base implémentant une couche protocolaire pour communiquer avec une première pluralité de terminaux mobiles selon une première norme de communication mobile, caractérisée en ce que ladite station de base est modifiée par intégration d'une couche de transposition dans ladite couche protocolaire et est reliée audit second réseau de communication du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP). 10.Station de base selon la revendication 9, caractérisée en qu'elle qu'il est configurée pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la gestion de ladite station de base et d'autres terminaux mobiles placés sous la gestion d'une autre station de base selon la revendication 9, via le second réseau de communication mobile du type à large bande.35- 14 - 11.Station de base selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle est configurée pour établir des échanges entre des terminaux mobiles selon la première norme de communication mobile placés sous la couverture de ladite station de base et des terminaux mobiles selon la seconde norme de communication mobile placés sous la couverture de stations de base appartenant au second réseau de communication du type à large bande. 12.Station de base selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que le second réseau de communication du type à large bande satisfait la norme 3GPP LTE « Long Term Evolution ». 13.Station de base selon la revendication 12, caractérisée en ce que la couche de transposition implémente une interface normalisée Si de la norme 3GPP LTE. 14.Station de base selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'interface normalisée 3GPP Si est complétée par une interface normalisée 3GGP X2. 15.Station de base selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'interface normalisée 3GPP Si est complétée par une interface normalisée 3GPP Ml. 16.Commutateur de gestion appartenant à un premier réseau de communication mobile du type à bande étroite, adapté pour être connecté à un second réseau de communication mobile du type à large bande selon une seconde norme de communication mobile, ledit commutateur implémentant une couche protocolaire pour communiquer avec une première pluralité de station de base selon une première norme de communication mobile, caractérisé en ce que ledit commutateur est modifiée par intégration d'une couche de transposition dans ladite couche protocolaire et est reliée audit second réseau de communication du type à large bande via une liaison du type « Internet Protocole » (IP).