EP2351441A1 - Procédé et système de localisation de terminaux de communication radio en mode de veille dans un réseau de communication radio cellulaire - Google Patents
Procédé et système de localisation de terminaux de communication radio en mode de veille dans un réseau de communication radio cellulaireInfo
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- EP2351441A1 EP2351441A1 EP09760242A EP09760242A EP2351441A1 EP 2351441 A1 EP2351441 A1 EP 2351441A1 EP 09760242 A EP09760242 A EP 09760242A EP 09760242 A EP09760242 A EP 09760242A EP 2351441 A1 EP2351441 A1 EP 2351441A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
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- fbjkn
- radio
- terminal
- radio access
- access point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W8/00—Network data management
- H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
Definitions
- the invention relates to the location of radio communication terminals in cellular radio communication networks, and more precisely the location within such networks of radio communication terminals in a fashion veilie (o ⁇ "idle • >>)
- Some applications such as its applications for emergency calls or information delivery or real-time advertising based on location (or geographical position), need to know quite accurately and as often as possible the location (geographical position) where users of (radio communication) terminals are located. This location information can be obtained in different ways.
- satellite positioning devices for example of the GPS type
- few terminals are equipped with such devices , especially because of their cost.
- these devices do not work well, if at all, when they are located inside buildings.
- the acquisition of location information by these devices can be relatively slow (especially due to the length of what the skilled person called in English the "Time to First Ftx").
- the termina! is in sleep mode, accuracy is usually much lower. Indeed, it depends then on the size of the localization area in which the terminal in standby mode is located, which depends on the number of cells that constitute it and the dimensions of these cells. It is recalled that in a 3G network every time a termina! is powered up it retrieves the zone identifier of the location area, to which belongs the ceSiufe in which it is located, in the messages that are broadcast by this cell on its beacon channel (called BCCH), then communicates to the network this zone identifier for the network to store its terminator identifier (for example the IMS! in correspondence with said zone identifier (registration procedure).
- BCCH beacon channel
- a registered terminal remains within one of the cells of a location area does not have to report his movements to the network.
- a registered terminal leaves a locafisafon area to enter a new focusing zone, it must initiate a procedure for making the location area update from the network so that it replaces by the area identifier this new zone of location the zone identifier of the old focusing zone which was previously stored in correspondence of its terminal identifier,
- the only location information that can be obtained about it from the network is the geographical position which corresponds to the zone identifier of the location area which is stored by the network in correspondence of its identifier of terminai. It will be understood that the accuracy of this location information can be (very) insufficient for some applications.
- the invention therefore aims to improve the situation.
- - a step for initiating, by the terminal, a procedure for making the location area update from the network with the retrieved area identifier such that the network associates this to terminai recovered Zone ID (which corresponds at the known geographical position of the local radio access point to which i> just connected).
- the method according to the invention can comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, including:
- the procedure for updating the current location area of a mobile terminal in standby mode can be automatically performed by the network (for example by its core network) only when this mobile terminal changes location area,
- connection of a terminal to a point of local radio access can be done by correlating received signals with associated access codes respectively to points of local radio access;
- connection of a terminal to a local radio access point can also be done by analyzing the power of signals transmitted by the points of local radio access and by selection of the point of local radio access emits yes your signals are more powerful;
- the network can remove the connection between this finished! and this radio access point, to constrain the terminal to connect to the local radio access point whose signals are the most powerful among those emitted by the local radio access points;
- I finished it! may analyze the received radio spectrum and perform correlation of received signals with his access codes are respectively associated with of focal radio access points located in Îes cells that are part of the known location area in which it is located;
- the terminal can analyze ie received radio spectrum and perform correlation of received signals with the access codes which are respectively associated with points of local access radio whose geographic positions associated are contained in the known location area in which is located;
- the access codes of the local radio access points which are located in the cells which are part of the known localization zone in which it is located can be transmitted to a terminal;
- this terminal can be forced to transfer its connection to a radio access point of the cell in which the point of origin is impinged .
- Loca radio access! s to which it is connected.
- the invention also provides a system dedicated to the location of radio communication terminals in veilie mode in a network cellular radio communication subdivided into location zones associated with area identifiers and having at least one cell.
- This system is characterized by the fact that it includes:
- At least one local radio access point located in a cell of a location area having a radio coverage area of upper surface to its own, and associated with a different region identifier that of the location area of which is part of his cell,
- connection means adapted, when a communication terminal in standby mode radio enters the radio coverage area of the local radio access point, retrieve the zone identifier of that access point local radio, and connect this terminal to this local radio access point, and
- update means responsible for initiating at the level of this terminal a procedure for updating a location area within the network with the retrieved area identifier, so that the network associates with this terminal the identifier recovered area.
- the system according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular: its connection means may be responsible for analyzing the received radio spectrum and correlating the received signals with codes; access respectively associated with access points local radio, so as to connect a terminal into one of these local radio access points; Its connection means may be responsible for analyzing the power of the signals emitted by the local radio access points received by Terminates! and connect the latter to the locai radio access point which transmitted the received signals with the greatest power;
- connection means can be loaded, in case of deletion by the network of a connection between a terminal and a radio access point of a cell consecutively upon reception by this termina! signals transmitted by the radio access point by a power greater than those of signals from local radio access points, to connect this terminal to the point of local radio access whose signals are most powerful among those emitted by points focal radio access;
- Its connecting means may be adapted to analyze the received radio spectrum and to perform a correlation of received signals with ies access codes which are respectively associated with the local radio access points located in ies cells that are part of area ia of known location in which the terminal is located; y alternatively, its connecting means may be adapted to analyze the received radio spectrum and to perform a correlation of received signals with the access codes which are respectively associated with points of local radio access whose geographic positions associated are contained in the known location area in which the terminal is located.
- the invention also relates to a radio network controller, i) for forming part of a radio communication network, ii) capable of controlling at least one radio access point of a celiule of the network in which is located in the least one local radio access point, and iii) arranged, when a radio communication terminal (in standby mode and connected to this point of the cell radio access) enters the radio coverage area of the point of local radio access, and in the event of reception by this terminal of signals transmitted by this radio access point under a power greater than those of the signals emitted by the local radio access point, to order the deletion of the connection between the terminal and point radio access, so as to force the terminai to connect to the radio access point focai.
- a radio network controller i) for forming part of a radio communication network, ii) capable of controlling at least one radio access point of a celiule of the network in which is located in the least one local radio access point, and iii) arranged, when a radio communication terminal (in standby
- the invention also relates to a focal base station, a first part, intended to act as a point of local radio access in a cell of a location area (having an area of radio coverage area higher than its own, associated with a zone identifier and part of a network, radio communication), and a second part, associated with an area identifier different from that of this focusing area which includes its cell, and ⁇ 'une third party arranged when a standby radio communication terminal has attached itself to and a focus area update procedure has been performed within the network for that terminal with its own zone ID, to constrain the termina! to transfer its connection to a radio access point of this eye.
- FIG. 1 very schematically and functionally illustrates a cellular radio communication network comprising two location zones and a location system according to one embodiment of the invention
- FIG. 2 schematically iiSustre Its main messages exchanged between the network equipment and mobile terminal Sors a procedure for locating the mobile terminal according to an embodiment of the invention
- Linvention aims to allow the localization with good precision of a radio communication terminal in standby (or idle) in a cellular radio communication network.
- the cellular radio communication network is a so-called "3G” network, such as for example a UMTS or CDMA 2000 type network. is not limited to this type of cellular network. It concerns indeed any type of cellular network that can implement the invention.
- the radio communication terminals (Ti) are mobile phones (or cellular).
- the invention is not ⁇ mitée this type of radio communication terminal. It concerns indeed any type of radio terminal (trans) carried by a mobile user, including laptops and digital personal assistants (or PDAs) capable of communicating via a radio link (eg type 3G).
- FIG. 1 shows schematically an exemplary RC cellular network.
- This type of RC cellular network can, in a very schematic but nevertheless sufficient for understanding the invention, be summarized in a network of heart (or "Core Network") CR coupled to a network of radio access RAR.
- the radio access network RAR firstly comprises nodes (radio network controllers) NC coupled to the core network CR, via an interface (called a lu), and called RNC (for "Radio Network Controller"), in the case of a UMTS network, and BSC (for "Base Station Controller”), in the case of a GSM or GPRS network. It also includes radio base stations or access points (transmission / tillj SBjk which are, firstly, associated (s) each (e) at least one Cjk cell having a radio coverage area, and, secondly, coupié (s) one (s) or in groups of at least one one of the above nodes NC via a logical interface (called lub). These base stations are called SBjk mode B, in the case of a UMTS network, and BTS, in the case of a GSM network (GPRS),
- the radio access network RAR is further subdivided into zones of localization (or "localization areas") ZLj which each include a set of at least one cell Cjk and which are each associated with a clean area identifier (or LAC (for "Locaiization Ares Code”)) IZj.
- zones of localization or "localization areas” ZLj which each include a set of at least one cell Cjk and which are each associated with a clean area identifier (or LAC ( for "Locaiization Ares Code”)) IZj.
- the first location area ZL1 groups two cells C11 and C12 (j ⁇ 1 and k - 1 or 2) which are both associated with the area identifier iZ1 of their location area ZL1 and whose base stations SB11 and SS 12 respectively broadcast this zone identifier IZ1 on their respective BCCH beacon channels.
- the invention proposes in particular to implant in at least some cells Cjk RAR radio access network, and possibly all, of ra ⁇ lo local access points FBjKn freely available (or in English "open access") coupled to the aforementioned NC nodes (radio network controllers (BSC or RMC)) and each having a significantly smaller radio coverage area than that of the SBjk base station of their Cjk cell.
- NC nodes radio network controllers (BSC or RMC)
- each local radio access point FB j kn constitutes for a terminal, because of its free access, a network equipment similar to a base station (or radio access point) SBjk and thus allowing it to access the RC network.
- a conventional Femto BTS is usually designed to provide residential access, ie limited to a limited and predetermined number of users. Therefore, each local radio access point FBjkn also has a beacon channel (BCCH) which allows it to broadcast in its (femto) radio coverage area useful information to the terminals Ti to connect to the RC network or to continue ongoing communications.
- BCCH beacon channel
- an access point ra ⁇ io local FBjkn is associated with a IZ'jkn area ID which is the same type as i'ide ⁇ tifiant of IZj region of its location area ZLJ but differs from the latter and of those location areas ZLJ (J ' ⁇ ⁇ ) neighbors.
- an access point FBjkn focal radio broadcasts on its broadcast control channel (BCCH) the identifier of IZ'jkn area that has been specifically associated with it and not that of its ZLJ location area.
- BCCH broadcast control channel
- the terminal Ti includes connection means MC in particular comprising receiving means adapted to receive ies radio signals transmitted by the network equipment of RAN radio access, analyze these received radio signals (the radio spectrum) and recover (After demodulation) the information that is contained in these demodulated signals, including a possible zone identifier IZ'jkn of a local radio access point FBjkn.
- the identifier (I 1 free IMSI) of a terminal Ti is registered with the RC network in correspondence with the area identifier IZ'jkn a local FBjkn radio access point, it is possible to know with a margin of error (very) limited the geographic location of the terminal Ti, since the margin of error is at most equal to the "radius" (schematically speaking, if we approximate the cell radio coverage Cjk to a circle) of the radio coverage area of the local radio access point FBjkn.
- the identifiers (for example IMSi) of the registered Ti terminals are generally stored in correspondence SZJ area IDs in CR network equipment called the heart GMLC ( "Gateway Mobile Location Center") or a GM of customer information database HV (including position) called HLR ( "Home Location Register” ). It is also recalled that this recording (in the domain is CS) 1 as well as each location location update procedure, involves several other network equipment of the core network CR, such as for example at least one node (or equipment). ) called MSC / VLR ("Mobile Switching Ce ⁇ ter / Visited Location Register").
- FIG. 2 schematically illustrates the main messages that are exchanged between the above-mentioned network devices (SBjk, FBjk, SGSN, HV and GMLC) and a terminal T1 during a procedure for locating the latter (Ti).
- the TI terminal is in standby mode (idle), is located in the first cell C11 of its first location area ZL1 of the RC network and has already registered with said RC network in association with identifier zone IZ1 of this first location zone ZL1. Therefore, the identifier (! MSI) of the termina! T1 is stored in correspondence of the zone identifier IZ1 in the GMLC equipment (here referenced GM). It is also contemplated that the terminai T1 just entered within the (femto) radio coverage area of the second point FB112 focal radio access of the first cell C1 1 and therefore it receives both Ie cana !
- beacon of the base station SB11 of the first cell C11 (arrow F1) and the beacon channel of the second radio access point ioca! FB112 (arrow F2). So it can recover the ID iZ'112 area than second local radio access point FB 112 broadcasts its beacon channel (arrow F2).
- connection means MC loaded, in particular, to recover in the radio signals received zone identifier iZ'112.
- connection means MC perceiving that this identifier IZ'112 area is not one (1Z1) which is associated with their terminai T1, they connect its terminal 11 to the second access point FB112 local radio (arrow F3).
- update means MM that in 'comprises initiating a location area update procedure within the RC network with the area identifier recovered IZ'112, so that of other means of update MM (complementary) of the network RC associate with the termina! T1 this retrieved area identifier. It is understood that such alternative means of updating MM are responsible for replacing it with the Zone ID ÎZ'1 12 recovered the IZ1 area identifier of the ZL1 location area that was previously associated with the RC network to the terminal tl
- the other update means MM are in particular distributed in its local radio access points FBjkn, the SBJk base stations, the NC radio network controllers, and the equipment (nodes) MSC ⁇ / LR. , and the HV database (HLR).
- the update procedure is routed in five successive parts when it concerns the CS domain. It should be noted that this update procedure is in particular standardized. It is for example described in the book “The Origins UMTS, architecture, ia standard” Peter Lescuyer, 2nd edition, Dunod Edition, including ia section 8.2.2 on “The upgrade in the Location Area CS domain ".
- W is recalled that at least one location area is associated with a node (or equipment) MSC ⁇ / LR. Since the zone identifier of an iocal radio access point FBjkn is different from the zone identifier of the location zone ZLj comprising this focal radio access point FBjkn, the latter and its location zone ZLj can therefore be attached to either the same MSC ⁇ / LR equipment or to different MSC / VLR equipment. The following is considered in the case where the local radio access point FBjkn and its location area ZLj are attached to different MSC ⁇ / LR equipment.
- the first part IA procedure updated (arrow F4) comprises forward terminai Tt to the (new) MSC node / VLR which is associated with the second access point iocal radio FBI I 2 ⁇ via te second local radio access point FB 112, the base station SB11 and the NC radio network controller which is coupled to the base station SB11) an update message, for example of the type "LAC Update (TLLi)".
- TLLi stands for "icallogical Link Identifier" and designates a signaling address.
- the second part of the update procedure (arrow F5) is to exchange update messages between the new MSC / VLR node and the old MSC / VLR node, in a secure manner, so that the new MSC node / VLR retrieves information on the T1 terminal and the old MSC / VLR node deletes the record relative to said T1 terminal.
- the third part of the update procedure is to update the HV database (HLR) with the new zone identifier IZ'112. This can for example be done by transmitting an update message, for example of the type "LAC Update (lMSl, iZ'1 12)" between the new node MSC / VLR and the database HV (HLR).
- the new MSC / VLR node is arranged to determine for example the IMSI identifier corresponding to the TLLI of the terminal T1 and the area identifier IZ 5112 which corresponds to the access point identifier (Femîo CeIJ Id) of the second local radio access point FB112. In particular, it has a correspondence table for this purpose.
- the fourth part (arrow F7) consists in transmitting from the new MSC / VLR node to the terminal TI an update message intended to inform it of the success of the location area update procedure that it has initiated.
- the fifth part (F ⁇ arrows F9) is to release the connection (RRC) until then established between terminal T1 and ie the base station S811.
- the new node MSC / VLR can for example address (arrow F ⁇ ) a message to the radio subsystem (or RNS ("Radio Network Sub-system")), and for example to the radio network controller NC which controls the base station SB11, to order it to release the connection due to an attachment of the terminator TI to another radio access point (here the second local radio access point FBi 12), then the network controller
- an NC radio may send (arrow F9) a message to the base station SB11 instructing it to release the connection established with the terminator T1.
- the HV database (HLR) Ayani been updated, it can then, if it is asked by an authorized application (o ⁇ a server authorized applications), communicate to it (or it) the geographical position of the terminal T1 which corresponds to the access point identifier (Femto CeII ID) of the second local radio access point FB112.
- fl has for example for this purpose with a table of correspondence between geographical positions and access point identifiers.
- T1 terminal in standby mode proceeds to connect to a local radio access point! FBijk of a cell Cjk, so who! is already attached to the base station SBjk of this cell Cjk.
- a terminal Ti located in a ceifufe Cjk and attached to the base station SBjk of the latter (Cjk), can connect to a local radio access point FBjkn of this cell Cjk, it is necessary that il listen to the frequency on which the cana is sent! baiise this access point FBjkn local radio. It is therefore advantageous that within the same cell Cjk, the base station SBjk and the different local radio access points FBjkn transmit their channel on the same frequency. It is also necessary that the termina! Ti has access codes, for example CDMA codes in the case of a UMTS network, respectively associated with the local radio access points FBjkn.
- the receiving means of the terminal Ti that are part of its connection means MC, can sweep the radio spectrum received by correlating successively received signals with His different access codes, here CDMA, they have, on the frequency emission of local wireless access points FBjkn.
- a terminal Ti may for example n 'use for its scanning the radio spectrum, the access codes which are respectively associated with points of local FBjkn radio access which are located in different Cjk cells that are part of the known location zone ZLj in which it is located, or even only of the cell Cjk in which it is momentarily located.
- the network RC may for example transmit to a number of terminals Ti which have registered with it its access codes of the local radio access points FBjkn which are located in its cells Cjk belonging to the ZLj known location areas in which they are located respectively.
- the base station SBjk Cjk each cell can for example be responsible for the radio broadcast of the access codes at least the access points of its Cjk cell.
- a terminal Ti may for example be used for the scanning of radio spectrum, the access codes are respectively associated with points of local radio access FBjkn associated with geographical positions are contained in the region of localization ZLj known in which it is located, or even only the cell Cjk in which it is momentarily located.
- the RC network can for example be transmitted to terminals Ti which are registered with read access codes local radio access point FBjkn whose geographical positions are included in ies areas ZLJ known location in which they located respectively.
- the base stations SBjk of each location area ZLj may be responsible for the radio broadcast of the access codes of the access points of their own location area ZLj.
- the terminals Ti can eg store the access codes of all ies local points of FBjkn radio access that are implanted in Cjk cells RC network to which they are attached. These access codes are for example transmitted to them by the SBjk base stations of the RC network. In this case, the terminal Ti (in veiile mode) will select among all the access codes that it stores those which correspond to radio access points that are implanted into the ZLJ location area in which it is located . This requires, for example, the Ti devices store the mapping access codes IZj area identifiers of ZLJ location areas in which are located the points associated FBjkn local radio access.
- the connection phase of a Ti terminal to a point of local FBjkn radio access may also comprise, in addition to scanning for access codes, an analysis of the power of signals transmitted by the points of local radio access FBjkn. This analysis is intended to select the local radio access point FBjkn which transmits the signals which are received by said terminal Ti with the highest power. These most powerful signals are in fact, a priori, those which are emitted by the local radio access point FBjkn which is the closest to the terminal Ti considered, and therefore which will make it possible to know with the smallest margin of error the geographical position of the terminal Ti.
- a finished t ⁇ Ti in veilie mode attached to a point of radio access network (or base station) SBjk Cjk a cell receives signals transmitted by the access point SBjk radio at a power which is higher than those of the signals transmitted by the points of local radio access FBjkn.
- the terminus Ti should normally continue to remain attached to this base station SBjk since it is this which offers the most power. Therefore, in this situation the invention could not be implemented.
- the network RC (and more precisely its radio access network RAR) can for example eliminate the connection between a terminal Ti and its radio access point SBjk home. This deletion can for example be done at the request of the radio network controller NC which controls the radio access point SBjk attachment of the terminal Ti.
- the RC network does not know the difference between a terminal Ti in connected mode, attached to a radio access point SBjk and a terminator Ti in standby mode, attached to a radio access point SBjk. Consequently , the deletion of the connection or the radio link is imposed for all the terminals Ti which are in the theoretical geographical or radio coverage of a radio access point SBjk.
- connection release command For the connection release command is given (tripped), for example by a radio network controller NC, must Ie RC network is aware of the entrance of a terminal Ti in the coverage area of FC a local radio access point FBjkn. For this purpose and failing to be able to finely locate the terminal Ti. two mechanisms, not necessarily exclusive, can be used.
- a first mechanism is to use the stored access codes that correspond to the current location area of ZLJ finished! Ti and from which one can deduce the associated access code to all points of local radio access FBjkn this ZLJ location area, to scan all received radio signals may emanate of points of local radio access (corresponding to these codes access). If reception of the signals from one of these radio access points iocaux FBjkn is above a certain threshold and if reception history attendance local radio access points FBjkn (stored in a memory local) shows at least one previous attendance with it, it is considered statistically that the user carrying the terminus Ti will be introduced into a place (or zone) in which is implanted said local radio access point! FBjkn.
- This consideration may be corréiée with known profiling mechanisms (eg memorizing profiS the user of the terminal Ti and correlation with the interest that user could wear instead (or Her area)) to deduce the point radio access loca! FBjkn to which the terminal Ti must hang.
- known profiling mechanisms eg memorizing profiS the user of the terminal Ti and correlation with the interest that user could wear instead (or Her area)
- a second mechanism consists in using the satellite location function (for example of GPS type) of a terminator Ti (if it has one) to determine (estimate) its position and its velocity vector, then to predict its input ( or not) in the coverage area of a local radio access point FBjkn based on this position and this velocity vector.
- satellite location function for example of GPS type
- a terminal Ti clung to an access point FBjkn local radio it deletes the connection (or link) with the radio access point SBjk Cjk of the cell where it is implanted access point local radio FBjkn. This deletion is performed by the radio access point SBjk by order of its NC radio network controller.
- the point of local FBjkn radio access may for example send a message to the terminal Ti ordering him to disconnect from it to be attached to the radio access point ia SBjk of cell
- connection message can for example be addressed to the terminal Ti by the local radio access point
- FSjkn is equipped with directional antenna (s) pointing to selected directions, for example only to the entrances and / or exits of a shop.
- connection means MC and / or the update means MM can be implemented in the form of electronic circuits, software (or computer) modules, or a combination of circuits and software.
- connection means MC may consist of one or more software modules, possibly standardized.
- the invention is not limited to the localization system, local radio access point and radio network controller system and method embodiments described above, by way of example only, but encompasses all variants that may consider those skilled in the art within the scope of the claims below.
Landscapes
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Abstract
Un procédé est dédié à la localisation de terminaux de communication radio (T1- T4) en mode de veille dans un réseau de communication radio cellulaire (RC) subdivisé en zones de localisation (ZL1-ZL2) associées à des identifiants de zone et comportant au moins une cellule (C11-C23). Ce procédé comprend, lorsqu'un terminal de communication radio (T1) en mode de veille pénètre dans une zone de couverture radio d'un point d'accès radio local (FB112), implanté dans une cellule (C11) d'une zone de localisation (ZL1) ayant une zone de couverture radio de surface supérieure à la sienne, et associé à un identifiant de zone différent de celui de la zone de localisation (ZL1) dont fait partie sa cellule (C11), i) une étape de récupération de l'identifiant de zone de ce point d'accès radio local (FB112), H) une étape de connexion de ce terminal (T1) à ce point d'accès radio local (FB112), et iii) une étape d'initiation, par ce terminal (TU d'une procédure de mise à jour de zone de localisation auprès du réseau (RC) avec l'identifiant de zone récupéré, de sorte que te réseau associe au terminal (T1) l'identifiant de zone récupéré.
Description
PROCÉDÉ ET SYSTÈME DE LOCALISATION DE TERMINAUX DE COMMUNICATION RADIO EN MODE DE VEILLE DANS UN RÉSEAU DE COMMUNICATION RADIO CELLULAIRE
L'invention concerne la localisation de terminaux de communication radio dans les réseaux de communication radio cellulaires, et plus précisément la localisation au sein de tels réseaux de terminaux de communication radio placés dans un mode de veilie (oυ « idle •>>)
Certaines applications, comme par exemple Ses applications d'appels d'urgence ou de fourniture d'informations ou de publicités en temps réel en fonction de la localisation (ou position géographique), ont besoin de connaître de façon assez précise et le plus souvent possible l'endroit (position géographique) où se trouvent situés des utilisateurs de terminaux (de communication radio). Ces informations de localisation peuvent être obtenues de différentes manières.
Ainsi, eues peuvent être obtenues par des dispositifs de positionnement par satellites (par exemple de type GPS) qui sont implantés dans les terminaux des utilisateurs. Hélas, peu de terminaux sont équipes de tels dispositifs, notamment en raison de leur coût. En outre, ces dispositifs ne fonctionnent pas bien, voire pas du tout, lorsqu'ils sont situés à l'intérieur de bâtiments. De plus, l'acquisition de l'information de localisation par ces dispositifs peut s'avérer relativement lente (notamment du fait de la longueur de ce que l'homme de l'art appelle en anglais le « Time to First Ftx »).
Elles peuvent être également obtenues par les points d'accès d'un réseau de type WiFi dont la zone de couverture est superposée à la zone du reseau cellulaire dans laquelle se trouve situé un terminal. Hélas, il n'existe pas encore de solution de localisation qui peut ëïre mise en œuvre avec toutes les différentes technologies WiFi En outre, le nombre de terminaux à mode de communication dual (cellulaire et WiFi) est très limité, notamment en raison du coût.
Elles peuvent éïre également obtenues par le réseau ide communication
radio) cellulaire. En effet, un réseau cellulaire étant décomposé en cefluies associées à des identifiants de cellule et couvrant des zones géographiques connues, il est donc possible d'estimer la position d'un terminal à partir de l'identifiant de la cellule à laquelle il est connecté (sous réserve qu'il ne soit pas en mode de veille). La précision de Sa focalisation du terminai (en mode connecté) dépend alors de la taille de la ceîlule à laquelle il est connecté. Cette précision peut être notablement accrue en mettant en œuvre des techniques de type triangulation.
Si le termina! est en mode de veille, la précision est généralement bien moindre. En effet, elie dépend alors de la taille de la zone de localisation (ou « localization area ») dans laquelle le terminal en mode de veille est situé, laquelle dépend du nombre de ceϋuies qui la constituent et des dimensions de ces cellules. Ii est rappelé que dans un réseau de type 3G chaque fois qu'un termina! est mis sous tension il récupère l'identifiant de zone de la zone de localisation, à laquelle appartient la ceSiufe dans laquelle il est situé, dans les messages qui sont diffusés par cette cellule sur son canal balise (appelé BCCH), puis communique au réseau cet identifiant de zone afin que le réseau stocke son identifiant de terminai (par exemple le code IMS!) en correspondance dudit identifiant de zone (procédure d'enregistrement).
Tant qu'un terminal enregistré demeure à l'intérieur de l'une des cellules d'une zone de localisation il n'a pas à signaler ses déplacements au réseau. En revanche dès qu'un terminal enregistré quitte une zone de locafisafon pour pénétrer dans une nouvelle zone de focalisation, il doit initier une procédure de mise à jour de zone de localisation auprès du réseau afin que ce dernier remplace par l'identifiant de zone de celte nouvelle zone de localisation l'identifiant de zone de l'ancienne zone de focalisation qui était jusqu'alors stocké en correspondance de son identifiant de terminal,
Lorsqu'un terminal est en mode de veille, la seule information de localisation que l'on peut obtenir à son sujet auprès du réseau c'est la position géographique qui correspond à l'identifiant de zone de la zone de localisation qui est stocké par le réseau en correspondance de son identifiant de terminai. On comprendra que la précision de cette information de localisation peut s'avérer
(très) insuffisante pour certaines applications.
L'invention a donc pour but d'améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un procédé, dédié à la localisation de terminaux de communication radio en mode de veille (ou idle) dans un réseau de communication radio cellulaire subdivisé en zones de localisation associées à des identifiants de zone et comportant au moins une cellule, et comprenant, lorsqu'un terminai de communication radio en mode de veilie pénètre dans une zone de couverture radio d'un point d'accès radio local, implanté dans une cellule d'une zone de localisation ayant une zone de couverture radio de surface supérieure à la sienne, et associé à un identifiant de zone différent de celui de la zone de localisation àont fait partie sa ceîluie,
- une étape de récupération de l'identifiant de zone de ce point d'accès radio local,
- une étape de connexion de ce terminal à ce point d'accès radio local, et
- une étape d'initiation, par ce terminal, d'une procédure de mise à jour de zone de localisation auprès du réseau avec l'identifiant de zone récupéré, de sorte que le réseau associe au terminai cet identifiant de zone récupéré (lequel correspond à la position géographique connue du point d'accès radio local auquel i> vient de se connecter).
Le procédé selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- la procédure de mise à jour de ia zone de localisation courante d'un terminal mobile en mode de veille peut être automatiquement effectuée par le réseau (par exemple par son cœur de réseau) uniquement lorsque ce terminal mobile change de zone de localisation,
- la connexion d'un terminal â un point d'accès radio local peut se faire par corrélation de signaux reçus avec des codes d'accès associés respectivement à des points d'accès radio locaux ;
> la connexion d'un terminal à un point d'accès radio local peut se faire également par analyse de la puissance des signaux émis par les points d'accès radio locaux et par sélection du point d'accès radio local oui émet
tes signaux tes plus puissants ;
• lorsqu'un terminal en mode de veille pénétre dans la zone de couverture radio d'un point d'accès radio local, et en cas de réception par ce terminal qui est par ailleurs connecté à un point d'accès radio (ou station de base) d'une cellule de signaux émis par ce point d'accès radio sous une puissance supérieure à celles des signaux émis par les points d'accès radio locaux, le réseau peut supprimer la connexion entre ce termina! et ce point d'accès radio, afin de contraindre ce terminal à se connecter au point d'accès radio local dont les signaux sont les pius puissants parmi ceux qui ont été émis par les points d'accès radio locaux ;
> ie termina! peut analyser le spectre radio reçu et réaliser une corrélation des signaux reçus avec Ses codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio focaux implantés dans îes cellules qui font partie de la zone de localisation connue dans laquelle il se trouve situé ;
> en variante, le terminal peut analyser ie spectre radio reçu et réaliser une corrélation des signaux reçus avec les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux dont les positions géographiques associées sont contenues dans la zone de localisation connue dans laquelle il se trouve situé ;
> on peut transmettre à un terminai les codes d'accès des points d'accès radio locaux qui sont implantés dans les cellules qui font partie de fa zone de localisation connue dans laquelle il se trouve situé ;
> en variante, on peut transmettre à un termina! îes codes d'accès de tous tes points d'accès radio iocaux qui sont implantés dans les cellules du réseau ;
> une fois que ia procédure de mise à jour de ia zone de localisation d'un terminal est terminée, on peut contraindre ce termina} à transférer sa connexion vers un point d'accès radio de la cellule dans iaqueiie est impiantê le point d'accès radio loca! auquel il s'est connecté.
L'invention propose également un système dédié à la localisation de terminaux de communication radio en mode de veilie dans un réseau de
communication radio cellulaire subdivisé en zones de localisation associées à des identifiants de zone et comportant au moins une cellule. Ce système se caractérise par le fait qu'il comprend :
- au moins un point d'accès radio local, implanté dans une cellule d'une zone de localisation ayant une zone de couverture radio de surface supérieure à la sienne, et associé à un identifiant de zone différent de celui de la zone de localisation dont fait partie sa cellule,
- des moyens de connexion chargés, lorsqu'un terminal de communication radio en mode de veille pénétre dans la zone de couverture radio de ce point d'accès radio local, de récupérer l'identifiant de zone de ce point d'accès radio local, et de connecter ce terminal à ce point d'accès radio local, et
- des moyens de mise à jour chargés d'initier au niveau de ce terminal une procédure de mise à jour de zone de localisation au sein du réseau avec l'identifiant de zone récupéré, de sorte que ie réseau associe à ce terminal l'identifiant de zone récupéré.
Le système selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : « ses moyens de connexion peuvent être chargés d'analyser Se spectre radio reçu et de réaliser une corrélation des signaux reçus avec des codes d'accès associés respectivement à des points d'accès radio locaux, de manière à connecter un terminal à l'un de ces points d'accès radio locaux ; r ses moyens de connexion peuvent être chargés d'analyser la puissance des signaux émis par les points d'accès radio locaux ei reçus par Se termina! et de connecter ce dernier au point d'accès radio locai qui a émis les signaux reçus avec la plus grande puissance ;
* ses moyens de connexion peuvent être chargés, en cas de suppression par ie réseau d'une connexion entre un terminai et un point d'accès radio d'une cellule consécutivement à la réception par ce termina! de signaux émis par ce point d'accès radio sous une puissance supérieure à celles des signaux émis par des points d'accès radio locaux, de connecter ce terminal au point d'accès radio local dont les signaux sont les plus
puissants parmi ceux qui ont été émis par les points d'accès radio focaux ;
> ses moyens de connexion peuvent être chargés d'analyser le spectre radio reçu et de réaliser une corrélation des signaux reçus avec ies codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux implantés dans ies cellules qui font partie de ia zone de localisation connue dans laquelle le terminal se trouve situé ; y en variante, ses moyens de connexion peuvent être chargés d'analyser le spectre radio reçu et de réaliser une corrélation des signaux reçus avec les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux dont les positions géographiques associées sont contenues dans la zone de localisation connue dans laquelle le terminal se trouve situé.
L'invention concerne également un contrôleur de réseau radio, i) destiné à faire partie d'un réseau de communication radio, ii) propre à contrôler au moins un point d'accès radio d'une celiule de ce réseau dans laquelle est implanté au moins un point d'accès radio local, et iii) agencé, lorsqu'un terminal de communication radio (en mode de veille et connecté à ce point d'accès radio de la cellule) pénètre dans la zone de couverture radio du point d'accès radio locai, et en cas de réception par ce terminal de signaux émis par ce point d'accès radio sous une puissance supérieure à celles des signaux émis par le point d'accès radio local, pour ordonner ia suppression de la connexion entre le terminal et le point d'accès radio, de manière à contraindre le terminai à se connecter à ce point d'accès radio focai.
L'invention concerne également une station de base focale, d'une première part, destinée à agir comme point d'accès radio local dans une cellule d'une zone de localisation (ayant une zone de couverture radio de surface supérieure à la sienne, associée à un identifiant de zone et faisant partie d'un réseau de, communication radio), et d'une deuxième part, associée à un identifiant de zone différent de celui de cette zone de focalisation dont fait partie sa cellule, et ά'une troisième part agencée lorsqu'un terminal de communication radio en mode de veille s'est attaché à eue et qu'une procédure de mise à jour de zone de focalisation a été effectuée au sein du réseau pour ce terminal avec son
propre identifiant de zone, pour contraindre le termina! à transférer sa connexion vers un point d'accès radio de cette œllute.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de ia description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
- ia figure 1 illustre de façon très schématique et fonctionnelle un réseau de communication radio cellulaire comportant deux zones de localisation et un système de localisation selon un mode de réalisation de l'invention, et
- la figure 2 iiSustre de façon schématique Ses principaux messages échangés entre des équipements de réseau et un terminal mobile Sors d'une procédure de localisation de ce terminal mobile selon un mode de réalisation de l'invention,
Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
Linvention a pour objet de permettre la localisation avec une bonne précision d'un terminal de communication radio en mode de veille (ou idle) au sein d'un réseau de communication radio cellulaire.
Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que le réseau de communication radio cellulaire (RC) est un réseau dit « 3G », comme par exemple un réseau de type UMTS ou CDMA 2000. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type de réseau cellulaire. Elle concerne en effet tout type de réseau cellulaire pouvant mettre en oeuvre l'invention.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les terminaux de communication radio (Ti) sont des téléphones mobiles (ou cellulaires). Mais, l'invention n'est pas ϋmitée à ce type de terminal de communication radio. Elle concerne en effet tout type de terminal de communication radio (trans)porté par un utilisateur mobile, et notamment les ordinateurs portables et les assistants personnels numériques (ou PDAs) capables de communiquer via une liaison radio (par exemple de type 3G).
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de réseau cellulaire RC Ce type de réseau cellulaire RC peut, d'une façon très
schématique mais néanmoins suffisante à la compréhension de l'invention, être résumé à un cœur de réseau (ou « Core Network ») CR couplé à un réseau d'accès radio RAR.
Le réseau d'accès radio RAR comporte tout d'abord des nœuds (contrôleurs de réseau radio) NC couplés au cœur de réseau CR, via une interface (appelée lu), et appelés RNC (pour « Radio Network Controller »), dans le cas d'un réseau de type UMTS, et BSC (pour « Base Station Controller »), dans le cas d'un réseau de type GSM ou GPRS. Il comprend également des points d'accès radio ou stations de base (d'émission/réceptionj SBjk qui sont, d'une part, associé(e)s chacun(e) à au moins une cellule Cjk ayant une zone de couverture radio, et, d'autre part, coupié(e)s seul(e)s ou par groupe d'au moins un à l'un des nœuds NC précités, via une interface logique (appelée lub). Ces stations de base SBjk sont appelées Mode B, dans le cas d'un réseau UMTS, et BTS, dans le cas d'un réseau de type GSM (ou GPRS),
Le réseau d'accès radio RAR est par ailleurs subdivisé en zones de localisation (ou « locaiization areas ») ZLj qui regroupent chacune un ensemble d'au moins une celiυfe Cjk et qui sont chacune associées à un identifiant de zone propre (ou LAC (pour « Locaiization Ares Code »)) IZj.
Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1 , Ie réseau cellulaire RC comprend deux zones de localisation ZL 1 et ZL2 (J = 1 ou 2). La première zone de localisation ZL1 regroupe deux cellules C11 et C12 (j ≈ 1 et k - 1 ou 2) qui sont toutes les deux associées à l'identifiant de zone iZ1 de leur zone de localisation ZL1 et dont les stations de base SB11 et SS 12 respectives diffusent cet identifiant de zone IZ1 sur leurs canaux balise BCCH respectifs. La seconde zone de localisation ZL2 regroupe trois cellules C21 , C22 et C23 (j = 2 et k = 1 à 3) qui sont toutes les trois associées à l'identifiant de zone IZ2 de leur zone de localisation ZL2 et dont les stations de base SB21 , SB22 et SB23 respectives diffusent cet identifiant de zone SZ2 sur leurs canaux balise BCCH respectifs.
L'invention propose notamment d'implanter dans certaines au moins des cellules Cjk du réseau d'accès radio RAR, et si possible dans toutes, des points d'accès raάlo locaux FBjKn en accès libre (ou en anglais « open access »), couplés aux nœuds NC précités (contrôleurs de réseau radio (BSC ou RMC)) et
ayant chacun une zone de couverture radio notablement pîus petite que celle de la station de base SBjk de leur cellule Cjk. On notera que ces points d'accès radio locaux FBjkn sont parfois appelés « femto BTS » et constituent des femto cellules FC (dans ce cas on dit qu'ils sont associés à des sous ceiîuîes appelées « femto cellules » et constituant des sous parties de celiules appelées « macro cellules »). Dans ia figure 1 , seules deux femto cellules FC ont été représentées afin de ne pas surcharger le dessin.
On comprendra que chaque point d'accès radio local FBjkn constitue pour un terminal, du fait de son accès libre, un équipement de réseau similaire à une station de base (ou point d'accès radio) SBjk et donc lui permettant d'accéder au réseau RC. Il est rappelé qu'une Femto BTS classique est habituellement conçue de manière à offrir un accès résidentiel, c'est-à-dire limité à un nombre restreint et prédéterminé d'utilisateurs. Par conséquent, chaque point d'accès radio local FBjkn dispose également d'un canal balise (BCCH) qui lui permet de diffuser dans sa (femto) zone de couverture radio des informations utiles aux terminaux Ti pour se connecter au réseau RC ou pour poursuivre des communications en cours. Cependant, contrairement à une station de base SBjk qui est associée à l'identifiant de zone IZj de sa zone cfe localisation ZLj, et donc qui diffuse dans sa (macro) zone de couverture radio cet identifiant de zone IZj, un point d'accès raύ'io local FBjkn est associé à un identifiant de zone IZ'jkn qui est du même type que i'ideπtifiant de zone IZj de sa zone de localisation ZLj mais qui diffère de ce dernier et de ceux des zones de localisation ZLj' (J' ≠\) voisines. Par conséquent, un point d'accès radio focal FBjkn, selon l'invention, diffuse sur son canal balise (BCCH) l'identifiant de zone IZ'jkn qui lui a été spécifiquement associé et non pas celui de sa zone de localisation ZLj. i! est important de noter que la position géographique d'un point d'accès radio local FBjkn est parfaitement connue du réseau RC. Par conséquent, lorsque l'on connaît l'identifiant de zone IZ'jkn qui est spécifiquement associé à un point d'accès radio local FBjkn, on peut déterminer au sein au réseau RC la position géographique correspondante de ce point d'accès radio local FBjkn.
De ce fait, lorsqu'un terminal Ti (en mode de veille) est situé dans une cellule Cjk et qu'il s'est déjà enregistré auprès du réseau RC en lui fournissant
l'identifiant de zone IZj de la zone de focalisation ZLj à laquelle appartient cette ceϋuie Cjk, alors, lorsqu'il se retrouve dans la zone de couverture radio d'un point d'accès radio locai FBjkn de cette cellule Cjk, il peut récupérer (recevoir) l'identifiant de zone IZ'jkn de ce point d'accès radio focal FBjkn.
Le terminal Ti comprend des moyens de connexion MC comportant notamment des moyens de réception chargés de réceptionner ies signaux radio qui sont émis par les équipements du réseau d'accès radio RAR, d'analyser ces signaux radio reçu (du spectre radio) et de récupérer (après démodulation) ies informations qui sont contenues dans ces signaux démodulés, et notamment un éventuel identifiant de zone IZ'jkn d'un point d'accès radio local FBjkn.
Lorsque l'identifiant de zone récupéré IZjkn est différent de celui (IZj) de la zone de localisation ZLj dans laquelle le terminai Ti se trouve (et auquel son identifiant de terminal (par exemple un IMS!) a été précédemment associé par Ie réseau RC lors de l'enregistrement), alors ledit terminal Ti est contraint de se connecter au point d'accès radio locai FBjkn (au moyen de ses moyens de connexion MC) afin de permettre à des moyens de mise à jour MM qu'il comprend d'initier une procédure « classique » de mise â jour de zone de localisation (« Location Area Code Update » (ou LAC_Update) - procédure 3GPP standardisée) auprès du réseau RC avec cet identifiant de zone IZ'jkn récupéré. Il est rappelé que lors de cette procédure de mise à jour le réseau RC va remplacer l'identifiant de zone IZj de Sa zone de localisation ZLj, jusqu'alors associé au terminal Ti, par l'identifiant de zone IZ'jkn nouvellement récupéré par ce dernier (Ti).
Ainsi, une fois que l'identifiant (par exempte I1IMSI) d'un terminal Ti est enregistré auprès du réseau RC en correspondance de l'identifiant de zone IZ'jkn d'un point d'accès radio local FBjkn, il est possible de connaître avec une marge d'erreur (très) limitée la position géographique de ce terminal Ti, puisque cette marge d'erreur est au plus égale au « rayon » (schématiquement parlant, si l'on approxime la couverture radio de la cellule Cjk à un cercle) de la zone de couverture radio du point d'accès radio locaî FBjkn.
Ii est rappelé que dans un réseau 3G RC les identifiants (par exemple IMSi) des terminaux Ti enregistrés sont généralement stockés en
correspondance d'identifiants de zone SZj dans un équipement du cœur de réseau CR appelé GMLC (« Gateway Mobile Location Centre ») GM ou dans une base de données d'informations clients HV (notamment de position) appelée HLR (« Home Location Register »). Il est également rappelé que cet enregistrement (dans îe domaine dît CS)1 tout comme chaque procédure de rmse à jour de zone de localisation, implique plusieurs autres équipements de réseau du cœur de réseau CR, comme par exemple au moins un nœud (ou équipement) appeié MSC/VLR (« Mobile Switching Ceπter/Visited Location Register »).
On a schématiquement illustré sur la figure 2 les principaux messages qui sont échangés entre ies équipements de réseau précités (SBjk, FBjkπ. SGSN, HV et GMLC) et un terminal T1 lors d'une procédure de localisation de ce dernier (Ti).
On considère ici que le terminal TI est en mode de veille (idle), est situé dans la première cellule C11 de Sa première zone de localisation ZL1 du réseau RC et qu'il s'est déjà enregistré auprès dudit réseau RC en association avec identifiant de zone IZ1 de cette première zone de localisation ZL1. Par conséquent, l'identifiant (!MSI) du termina! T1 est stocké en correspondance de l'identifiant de zone IZ1 dans l'équipement GMLC (ici référencé GM). On considère également que le terminai T1 vient d'entrer à l'intérieur de la (femto) zone de couverture radio du second point d'accès radio focal FB112 de la première cellule C1 1 et donc qu'il reçoit à la fois Ie cana! balise de la station de base SB11 de la première cellule C11 (flèche F1 ) et Ie canal balise du second point d'accès radio ioca! FB112 (flèche F2). Il peut donc récupérer l'identifiant de zone iZ'112 que ce second point d'accès radio local FB 112 diffuse sur son canal balise (flèche F2).
Comme indiqué ci-avant, le termina! TI comprend des moyens de connexion MC chargés, notamment, de récupérer dans les signaux radio reçus l'identifiant de zone iZ'112. Ces moyens de connexion MC s'apercevant que cet identifiant de zone IZ'112 n'est pas celui (1Z1 ) auquel est associé leur terminai T1 , ils connectent leur terminal 11 au second point d'accès radio local FB112 (flèche F3).
Une fois ia connexion établie entre le terminal TI et Se second point.
d'accès radio local FB112, des moyens de mise à jour MM qu à' comprend initient une procédure de mise à jour de zone de localisation au sein du réseau RC avec l'identifiant de zone récupéré IZ'112, de sorte que d'autres moyens de mise à jour MM (complémentaires) du réseau RC associent au termina! T1 cet identifiant de zone récupéré. On comprendra que ces autres moyens de mise à jour MM sont chargés de remplacer par l'identifiant de zone ÎZ'1 12 récupéré l'identifiant de zone IZ1 de la zone de localisation ZL1 qui était associé jusqu'alors par le réseau RC au terminal Tl
Comme illustré partiellement sur la figure 1, les autres moyens de mise à jour MM sont notamment distribués dans Ses points d'accès radio locaux FBjkn, les stations de base SBJk, les contrôleurs de réseau radio NC, tes équipements (nœuds) MSCΛ/LR, et la base de données HV (HLR).
On notera que les points d'accès radio locaux FBjkn, tes moyens de mise à jour MM et les moyens de connexion MC constituent ensemble un système de localisation selon un mode de réalisation de l'invention.
Comme ceia est bien connu de l'homme de l'art, la procédure de mise à jour se déroute en cinq parties successives lorsqu'elle concerne le domaine CS. On notera que cette procédure de mise à jour est notamment standardisée. Elle est par exemple décrite dans l'ouvrage « UMTS Les origines, l'architecture, ia norme » de Pierre Lescuyer, 2ème édition, Edition Dunod, notamment dans ia section 8.2.2 relative à « La mise à jour de Location Area dans le domaine CS ».
W est rappelé qu'au moins une zone de localisation est associée à un nœud (ou équipement) MSCΛ/LR. L'identifiant de zone d'un point d'accès radio iocal FBjkn étant différent de l'identifiant de zone de ia zone de localisation ZLj comportant ce point d'accès radio focai FBjkn, ce dernier et sa zone de localisation ZLj peuvent donc être rattachés soit à un même équipement MSCΛ/LR, soit à des équipements MSC/VLR différents. On considère dans ce qui suit le cas où le point d'accès radio local FBjkn et sa zone de localisation ZLj sont rattachés à des équipements MSCΛ/LR différents.
Dans ce cas non limitatif, la première partie de îa procédure de mise à jour (flèche F4) consiste à transmettre du terminai Tt vers le (nouveau) nœud MSC/VLR auquel est associé le second point d'accès radio iocal FBI I 2 {via te
second point d'accès radio local FB 112, la station de base SB11 et le contrôleur de réseau radio NC auquel est couplée la station de base SB11 ) un message de mise à jour, par exemple de type « LAC Update(TLLi) ». TLLi signifie « ïemporary Logical Link Identifier » et désigne une adresse de signalisation.
La deuxième partie de la procédure de mise à jour (flèche F5) consiste à échanger des messages de mise à jour entre Se nouveau nœud MSC/VLR et l'ancien nœud MSC/VLR, de façon sécurisée, afin que le nouveau nœud MSC/VLR récupère des informations sur le terminal T1 et que l'ancien nœud MSC/VLR supprime l'enregistrement relatif audit terminai T1.
La troisième partie de Ia procédure de mise à jour (flèche F6) consiste à mettre à jour la base de données HV (HLR) avec le nouvel identifiant de zone IZ'112. Cela peut par exemple se faire par transmission d'un message de mise à jour, par exemple de type « LAC Update(lMSl, iZ'1 12) » entre ie nouveau nœud MSC/VLR et la base de données HV (HLR). On comprendra que le nouveau nœud MSC/VLR est par exemple agencé pour déterminer l'identifiant IMSi qui correspond au TLLI du terminal T1 , ainsi que l'identifiant de zone IZ5112 qui correspond à l'identifiant de point d'accès (Femîo CeIJ Id) du second point d'accès radio local FB112. Il dispose notamment, pour ce faire, d'une table de correspondance.
La quatrième partie (flèche F7) consiste à transmettre du nouveau nœud MSC/VLR vers le terminal TI un message de mise à jour destiné à l'informer du succès de ia procédure de mise à jour de zone de localisation qu'il a initiée.
La cinquième partie (flèches Fδ et F9) consiste à libérer la connexion (RRC) jusqu'alors établie entre ie terminal T1 et la station de base S811. Pour ce faire, le nouveau nœud MSC/VLR peut par exemple adresser (flèche Fδ) un message au sous-système radio (ou RNS (« Radio Network Sub-system »)), et par exemple au contrôleur de réseau radio NC qui contrôle la station de base SB11 , afin de lui ordonner de libérer ia connexion en raison d'un rattachement du terminai TI à un autre point d'accès radio (ici ie second point d'accès radio local FBi 12), puis le contrôleur de réseau radio NC peut par exemple adresser (flèche F9) un message à la station de base SB11 lui ordonnant de iibérer la connexion établie avec le terminai T1.
La base de données HV (HLR) ayani été mise à jour, elle peut alors, si elle est interrogée par une application autorisée (oυ un serveur d'applications autorisé), communiquer à cette dernière (ou ce dernier) la position géographique du terminal T1 qui correspond à l'identifiant de point d'accès (Femto CeII ID) du second point d'accès radio local FB112. fl dispose par exemple à cet effet d'une table de correspondance entre des positions géographiques et des identifiants de point d'accès.
On va maintenant détailler comment un terminal T1 (en mode de veille) procède pour se connecter à un point d'accès radio loca! FBijk d'une cellule Cjk, alors qui! se trouve déjà attaché à ia station de base SBjk de cette cellule Cjk.
Pour qu'un terminal Ti, situé dans une ceifufe Cjk et rattaché à la station de base SBjk de cette dernière {Cjk), puisse se connecter à un point d'accès radio local FBjkn de cette celiule Cjk, il faut qu'ii puisse écouter la fréquence sur laquelle est émis le cana! baiise de ce point d'accès radio local FBjkn. Il est donc- avantageux qu'au sein d'une même cellule Cjk, la station de base SBjk et les différents points d'accès radio locaux FBjkn émettent leur canal baiise sur la même fréquence. Il faut également que le termina! Ti dispose de codes d'accès, par exemple des codes CDMA dans le cas d'un réseau UMTS, associés respectivement aux points d'accès radio locaux FBjkn. Ainsi, les moyens de réception du terminal Ti, qui font partie de ses moyens de connexion MC, peuvent balayer le spectre radio reçu en corrélant successivement les signaux reçus avec Ses différents codes d'accès, ici CDMA, dont ils disposent, sur la fréquence d'émission des points d'accès radio locaux FBjkn.
On notera qu'un terminal Ti peut par exemple n'utiliser, pour son balayage de spectre radio, que les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux FBjkn qui sont implantés dans les différentes cellules Cjk qui font partie de la zone de localisation ZLj connue dans laquelle il se trouve situé, voire même seulement de la cellule Cjk dans laquelle il est momentanément situé.
Pour ce faire, ie réseau RC peut par exemple transmettre aυx terminaux Ti qui se sont enregistrés auprès de lui Ses codes d'accès des points d'accès radio locaux FBjkn qui sont implantés dans Ses cellules Cjk faisant partie des
zones de localisation ZLj connues dans lesquelles ils se trouvent respectivement situés. La station de base SBjk de chaque cellule Cjk peut par exemple être chargée de la diffusion radio des codes d'accès d'au moins les points d'accès de sa cellule Cjk.
Dans une variante, un terminal Ti peut par exemple n'utiliser, pour son balayage de spectre radio, que les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux FBjkn dont les positions géographiques associées sont contenues dans la zone de localisation ZLj connue dans laquelle il se trouve situé, voire même seulement de la cellule Cjk dans laquelle il est momentanément situé.
Pour ce faire, le réseau RC peut par exemple transmettre aux terminaux Ti qui se sont enregistrés auprès de lus les codes d'accès des points d'accès radio locaux FBjkn dont les positions géographiques sont incluses dans ies zones de localisation ZLj connues dans lesquelles ils se trouvent respectivement situés. Les stations de base SBjk de chaque zone de localisation ZLj peuvent par exemple être chargées de ia diffusion radio des codes d'accès des points d'accès de leur propre zone de localisation ZLj.
On notera que dans une variante, les terminaux Ti peuvent par exemple stocker les codes d'accès de tous ies points d'accès radio locaux FBjkn qui sont implantés dans les cellules Cjk du réseau RC auquel ils sont rattachés. Ces codes d'accès leurs sont par exemple transmis par les stations de base SBjk du réseau RC. Dans ce cas, le terminal Ti (en mode de veiile) va sélectionner parmi tous les codes d'accès qu'il stocke ceux qui correspondent à des points d'accès radio qui sont implantés dans la zone de localisation ZLj dans laquelle il est situé. Cela nécessite par exemple que les terminaux Ti stockent les codes d'accès en correspondance des identifiants de zone IZj des zones de localisation ZLj dans lesquelles sont implantés les points d'accès radio locaux FBjkn associés.
La phase de connexion d'un terminal Ti à un point d'accès radio local FBjkn peut également comporter, en complément du balayage des codes d'accès, une analyse de la puissance des signaux qui sont émis par les points d'accès radio locaux FBjkn. Cette analyse est destinée â sélectionner le point d'accès radio local FBjkn qui émet les signaux qui sont reçus par ledit terminal Ti
avec la plus forte puissance. Ces signaux les plus puissants sont en effet, a priori, ceux qui sont émis par ie point d'accès radio local FBjkn qui est le plus proche du terminal Ti considéré, et donc qui permettra de connaître avec la plus faible marge d'erreur la position géographique du terminal Ti.
Il est important de noter que dans certains cas, il peut arriver qu'un terminât Ti {en mode de veilie) rattaché à un point d'accès radio (ou station de base) SBjk d'une cellule Cjk reçoive des signaux émis par ce point d'accès radio SBjk sous une puissance qui est supérieure à celles des signaux qui sont émis par les points d'accès radio locaux FBjkn. Dans un mode de fonctionnement classique, le terminas Ti devrait normaiement continuer à rester rattaché à cette station de base SBjk puisque c'est celte qui offre la puissance la plus importante. Par conséquent, dans cette situation l'invention ne pourrait pas être mise en oeuvre.
Afin de remédier â cet inconvénient, le réseau RC (et plus précisément son réseau d'accès radio RAR) peut par exemple supprimer la connexion entre un terminai Ti et son point d'accès radio SBjk de rattachement. Cette suppression peut par exemple se faire à la demande du contrôleur de réseau radio NC qui contrôle le point d'accès radio SBjk de rattachement du terminal Ti.
On notera que le réseau RC ne sait pas faire la différence entre un terminai Ti en mode connecté, rattaché à un point d'accès radio SBjk et un terminai Ti en mode de veille, rattaché à un point d'accès radio SBjk. Par conséquent, la suppression de la connexion ou du lien radio est imposée pour tous les terminaux Ti qui se trouvent dans ia couverture géographique ou radioélectrique théorique d'un point d'accès radio SBjk.
Pour que l'ordre de suppression de connexion soit donné (déclenché), par exemple par un contrôleur de réseau radio NC, il faut que Ie réseau RC soit au courant de l'entrée d'un terminal Ti dans la zone de couverture FC d'un point d'accès radio local FBjkn. A cette fin et à défaut de pouvoir localiser finement le terminal Ti. deux mécanismes, non nécessairement exclusifs, peuvent être utilisés.
Un premier mécanisme consiste à utiliser les codes d'accès stockés, qui correspondent à la zone de localisation courante ZLj du termina! Ti et desquels
on peut déduire les codes d'accès associés à tous les points d'accès radio locaux FBjkn de cette zone de localisation ZLj, pour balayer tous les signaux radio reçus susceptibles d'émaner des points d'accès radio locaux (correspondant à ces codes d'accès). Si la réception des signaux issus de l'un de ces points d'accès radio iocaux FBjkn est au-dessus d'un certain seuil de réception et si l'historique de fréquentation des points d'accès radio locaux FBjkn (mémorisée dans une mémoire locale) fait apparaître au moins une fréquentation antérieure auprès de celui-ci, on considère statistiquement que l'utiiisateur portant le terminai Ti va s'introduire dans un lieu (ou une zone) dans lequel est implanté ledit point d'accès radio loca! FBjkn. Cette considération peut être corréiée avec des mécanismes connus de profilage (par exemple mémorisation du profiS de l'utilisateur du terminal Ti et corrélation avec l'intérêt que cet utilisateur pourrait porter au lieu (ou à Sa zone)) pour en déduire le point d'accès radio loca! FBjkn auquel le terminal Ti doit s'accrocher.
Un second mécanisme consiste à utiliser la fonction de localisation par satellites (par exemple de type GPS) d'un terminai Ti (s'il en est pourvu) pour déterminer (estimer) sa position et son vecteur vitesse, puis pour prédire son entrée (ou non) dans la zone de couverture d'un point d'accès radio local FBjkn en fonction de cette position et de ce vecteur vitesse.
Une fois qu'un terminal Ti s'est accroché à un point d'accès radio local FBjkn, on supprime sa connexion (ou son lien) avec le point d'accès radio SBjk de la cellule Cjk où est implantée ce point d'accès radio local FBjkn. Cette suppression est effectuée par le point d'accès radio SBjk sur ordre de son contrôleur de réseau radio NC.
Par ailleurs, pour éviter que le termina! Ti se reconnecte (rattache) de nouveau à la station de base SBjk de sa ceilule Cjk juste après s'être connecté (attaché) â un point d'accès radio local FBjkn, du fait que sa puissance est supérieure â celle de ce point d'accès radio local FBjkn. on peut envisager d'instaurer une espèce de mécanisme « à hystérésis » qui interdit au terminal Ti une telle reconnexion pendant une durée choisie (suffisante pour permettre d'effectuer intégralement la procédure de mise à jour de zone de localisation - par exemple au moins deux secondes) et/ou en fonction d'un seuil maximal de
puissance.
De plus, une fois que la procédure de mise à jour de zone de localisation d'un terminal Ti est terminée, on peut également envisager de contraindre le terminal Ti à transférer sa connexion vers le point d'accès radio SBjk de la cellule
Cjk dans laquelle est implanté le point d'accès radio loca! FBjKn auquel il vient de se connecter (rattacher). Pour ce faire, le point d'accès radio local FBjkn peut par exemple adresser un message au terminal Ti pour lui ordonner de se déconnecter de lui afin de se rattacher au point d'accès radio SBjk de ia cellule
Cjk dans laquelle il est momentanément situé. Ce message de fin de connexion peut par exemple être adressé au terminal Ti par te point d'accès radio local
FBjkn après expiration d'une temporisation, par exemple d'une durée de quelques secondes. Cette contrainte de transfert est destinée à rapidement décharger les points d'accès radio locaux FBjkn, car ces derniers ne peuvent généralement supporter que quelques connexions simultanément, typiquement moins de cinq (en particulier lorsqu'ils interviennent dans une communication), contrairement aux stations de base SBjk dont les capacités de connexion sont beaucoup plus grandes.
En outre, pour éviter qu'un point d'accès radio local FBjkn ne pollue une station de bae SBjk sur le pian radioélectrique, on peut envisager que ce point d'accès radio loca! FSjkn soit équipé d'antenne(s) directives pointant vers des directions choisies, comme par exempie seulement vers les entrées et/ou sorties d'un magasin.
Les moyens de connexion MC et/ou les moyens de mise à jour MM seion l'invention peuvent être réalisés sous îa forme de circuits électroniques, de modules logiciels (ou informatiques), ou d'une combinaison de circuits et de logiciels. Avantageusement, les moyens de connexion MC peuvent être constitués d'un ou plusieurs modules logiciels, éventuellement standardisés.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de système et procédé de localisation, de point d'accès radio local et de contrôleur de réseau radio décrits ci-avant, seulement â titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci- après.
Claims
REVENDICATIONS
1 Procédé de localisation de terminaux de communication radio (Ti) en mode de veiiie dans un réseau de communication radio ceiiulaire (RC) subdivisé en zones de localisation (ZLj) associées à des identifiants de zone et comportant au moins une cellule (Cjk), caractérisé en ce qu'il comprend, lorsqu'un terminal de communication radio (Ti) en mode de veille pénètre dans une zone de couverture radio d'un point d'accès radio locaS (FBjkn), implanté dans une cellule (Cjk) d'une zone de localisation (ZL]) ayant une zone de couverture radio de surface supérieure à la sienne, et associé à un identifiant de zone différent de celui de cette zone de localisation (ZLj) dont fait partie sa cellule (Cjk): une étape de récupération de l'identifiant de zone dudit point d'accès radio local (FBjkn),
- une étape de connexion de ce termina! (Ti) audit point d'accès radio locai (FBjkn), et
- une étape d'initiation, par ledit terminai (Ti), d'une procédure de mise à jour de zone de localisation auprès dudit réseau (RC) avec ledit identifiant de zone récupéré, de sorte que ledit réseau associe audit termina! (Ti) ledit identifiant de zone récupéré.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite procédure de mise à jour de la zone de localisation courante d'un terminal (Ti) en mode de veille est automatiquement effectuée par ledit réseau (RC) uniquement lorsque ledit terminal (Ti) change de zone de localisation,
3. Procédé selon Tune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la connexion d'un terminal (Ti) à un point d'accès radio local (FBjkn) se fait par corrélation de signaux reçus avec des codes d'accès associés respectivement à des points d'accès radio locaux (FBjkn).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la connexion d'un terminal (Ti) à un point d'accès radio local (FBjkn) se fait également par analyse de la puissance des signaux émis par les points d'accès radio locaux (FBjkn) et par sélection ou point d'accès radio local (FBjkn) émettant les signaux Ses plus puissants.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsqu'un terminal (Ti) en mode de veille pénétre dans la zone de couverture radio d'un point d'accès radio local (FBjkn), et en cas de réception par ce terminal (Ti) connecté à un point d'accès radio (SBjk) d'une cellule (Cjk) de signaux émis pat- ce point d'accès radio (SBjk) sous une puissance supérieure à celles des signaux émis par les points d'accès radio locaux (FBjkn), ledit réseau (RC) supprime ia connexion entre iedit termina! (Ti) et ledit point d'accès radio (SBjk), de manière à contraindre ledit terminal (Ti) à se connecter au point d'accès radio iocaf (FBjkn) dont les signaux sont Ses plus puissants parmi ceux émis par lesdits points d'accès radio locaux (FBjkn).
6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit terminai (Ti) analyse le spectre radio reçu et réalise une corrélation des signaux reçus avec les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux (FBjkn) implantés dans les ceilules (Cjk) qui font partie de ia zone de localisation (ZLj) connue dans laquelle il se trouve situé.
7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit terminal (Ti) analyse le spectre radio reçu et réalise une corrélation des signaux reçus avec les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux (FBjkn) dont les positions géographiques associées sont contenues dans la zone de localisation (ZLj) connue dans laquelle il se trouve situé.
8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'on transmet à un terminal (Ti) les codes d'accès des points d'accès radio locaux (FBjkn) qui sont implantés dans les cellules (Cjk) faisant partie de la zone de iocalisation (ZLj) connue dans laquelle il se trouve situé.
9. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'on transmet à un terminai (Ti) les codes d'accès de tous les points d'accès radio locaux (FBjkn) qui sont implantés dans les cellules (Qk) dudit réseau (RC).
10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'une fois que !a procédure de mise â lour de la zone de localisation terminal (Ti) est terminée, on contraint ledit terminal (Ti) à transférer sa connexion vers un point d'accès radio (SBJk) de Ia cellule (Cjk) dans laquelle est implanté le point d'accès radio local (FBjkn) auquel il s'est connecté.
11 , Procédé selon Tune des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on associe audit terminal (Ti) la position géographique qui est associée à l'identifiant de zone récupéré dudit point d'accès radio local (FBjkn) auquel il vient de se connecter.
12. Système de focalisation de terminaux de communication radio (Ti) en mode de veille dans un réseau de communication radio cellulaire (RC) subdivisé en zones de localisation (ZLj) associées à des identifiants de zone et comportant au moins une cellule (Cjk), caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins un point d'accès radio local (FBjkn), implanté dans une celiule (Cjk) d'une zone de localisation (ZLj) ayant une zone de couverture radio de surface supérieure à la sienne, et associé à un identifiant de zone différent de celui de la zone de localisation (ZLj) dont fait partie sa cellule (Cjk),
- des moyens de connexion (MC) agencés, lorsqu'un terminai de communication radio (Ti) en mode de veille pénètre dans ia zone de couverture radio dudit point d'accès radio local (FBjkn), pour récupérer ledit identifiant de zone de ce point d'accès radio local (FBjkn), et pour connecter ce terminal (Ti) à ce poini. d'accès radio local (FBjkn), et
- des moyens de mise à jour (MM) agencés pour initier au niveau dudit terminal (Ti) une procédure de mise à jour de zone de localisation au sein dudit réseau (RC) avec ledit identifiant de zone récupéré, de sorte que ledit réseau (RC) associe audit terminal (Ti) ledit identifiant de zone récupéré.
13. Système selon la revendication 12. caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion (MC) sont agencés pour analyser le spectre radio reçu et réaliser une corrélation des signaux reçus avec des codes d'accès associés respectivement â des points d'accès radio beaux (FBjkn) de manière à connecter un terminal (Ti) à l'un de ces points d'accès radio locaux (FBjkn).
14. Système selon ia revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion (MC) sont agencés pour analyser la puissance des signaux émis par Sesdits points d'accès radio locaux (FBjkn) et reçus par ledit terminal (Ti) et pour connecter ce dernier (Ti) au point d'accès radio ioca! (FBjkn) qui a émis les signaux reçus avec la plus grande puissance.
15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion (MC) sont agencés, en cas de suppression par ledit réseau (RC) d'une connexion entre un terminal (Ti) et un point d'accès radio (SBjk) d'une cellule (Cjk) consécutivement à la réception par ce terminai (Ti) de signaux émis par ce point d'accès radio (SBjk) soυs une puissance supérieure à celles des signaux émis par des points d'accès radio locaux (FBjkn), pour connecter ledit terminal (Ti) au point d'accès radio local (FBjkn) dont les signaux sont les plus puissants parmi ceux émis par lesdits points d'accès radio locaux (FBjkn).
16. Système selon Tune des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion (MC) sont agencés pour analyser le spectre radio reçu et pour réaliser une corrélation des signaux reçus avec les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio locaux (FBjkn) implantés dans les cellules (Cjk) qui font partie de la zone de localisation (ZLj) connue dans laquelle ledit terminai (Tt) se trouve situé.
17. Système selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que iesdits moyens de connexion (MC) sont agencés pour analyser le spectre radio reçu et pour réaliser une corrélation des signaux reçus avec les codes d'accès qui sont associés respectivement aux points d'accès radio focaux (FBjkn) dont les positions géographiques associées sont contenues dans la zone de localisation (ZLj) connue dans laquelle ledit termina! (Ti) se trouve situé.
18. Station de base focale (FBjkn) destinée à agir comme un point d'accès radio ioca! dans une cellule (Cjk) d'une zone de localisation (ZLj) ayant une zone de couverture radio de surface supérieure à la sienne, associée à un identifiant de zone et faisant partie d'un réseau de communication radio (RC), caractérisé en ce qu'eue est associée à un identifiant de zone différent de celui de ladite zone de localisation (ZLj) dont fait partie sa cellule (Cjk), et en ce qu elle est agencée lorsqu'un terminal de communication radio (Ti) en mode de veille s'est attaché à elle ei qu'une procédure de mise à jour de zone de localisation a été effectuée au sein dudit réseau (RC) pour ledit terminal (Ti) avec son identifiant de zone, pour contraindre le terminal (Ti) à transférer sa connexion vers un point d'accès radio (SBjk) de ladite cellule (Cjk).
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