FR2686202A1

FR2686202A1 - Procede d'affectation dynamique de voies dans un systeme de telecommunications et systeme radiotelephonique utilisant un tel procede.

Info

Publication number: FR2686202A1
Application number: FR9214722A
Authority: FR
Inventors: Eugene J Bruckert; Gerald P Labedz
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1993-07-16
Also published as: US5309503A; JPH06505613A; DE4294251C2; JP3336578B2; GB2267796B; GB2267796A; GB9315242D0; WO1993011627A1; FR2686202B1; CA2100961C; CA2100961A1; DE4294251T1; BR9205587A

Abstract

Un système de télécommunications affecte dynamiquement des voies (C1-C3) à une unité d'abonné (100, 120, 121) de façon à modérer les effets des interférences entre les voies. Le système possède plusieurs stations de base (111-118) qui reçoivent l'émission d'une unité d'abonné désirant être desservie. Dès réception de cette émission, chaque station de base détermine une valeur de qualité du signal, qui est ensuite indiquée à un dispositif de commande du système. Ce dernier détermine la meilleure valeur de qualité du signal et affecte une voie à la station de base qui a indiqué cette meilleure valeur de qualité de signal. La station de base choisie émet à destination de l'unité d'abonné sur une voie qui lui a été affectée afin d'établir la communication. Il n'est pas nécessaire que la voie attribuée pour l'émission par la station de base choisie soit associée à la voie que l'abonné utilise pour sa propre transmission. En fait, ces deux voies peuvent être respectivement une quelconque des voies attribuées au système de télécommunications.

Description

i La présente invention concerne un procédé d'affection dynamique de

voies dans un système de télécommunications ainsi qu'un système radiotélé-

phonique utilisant un tel procédé.

L'invention s'applique de façon générale à des systèmes de télécommunications et, plus particulièrement, à des systèmes de télécommuni- cations qui incorporent un transfert pour maintenir la communication avec un abonné. Les systèmes de télécommunications, et particulièrement les systèmes radiotéléphoniques cellulaires, transfèrent typiquement la communication d'une unité d'abonné d'une cellule à une autre en faisant des tentatives pour mesurer l'intensité du signal, et peut-être d'autres mesures de la qualité de la

communication, d'une unité d'abonné, ou unité mobile Dans les systèmes radio-

téléphoniques cellulaires, le procédé consistant à utiliser des mesures de qualité

pour choisir un meilleur trajet de transmission est connu comme étant un transfert.

Au fur et à mesure du développement des systèmes radiotéléphoniques numériques, on a pu mettre en oeuvre d'autres critères de qualité des signaux, par exemple la qualité du trajet de la liaison montante et de la liaison descendante dans

la transmission abonné-station de base, pour aider la procédure de transfert.

Toutefois, le procédé qui consiste à mesurer tous les critères voulus de qualité des signaux est coûteux en temps, car il demande un temps de l'ordre de plusieurs secondes En tenant compte de la signalisation nécessaire à l'exécution du transfert, par exemple la signalisation entre un commutateur et des stations de base intervenant dans le transfert, ce sont plusieurs secondes qui viennent s'ajouter à une

tâche déjà longue.

Dans certaines régions d'un système radiotéléphonique cellulaire, on ne peut augmenter la capacité de traitement du trafic qu'en donnant à la cellule une taille de plus en plus petite Au fur et à mesure du rétrécissement de la taille des cellules, la cellule traditionnelle tend finalement à devenir une mini-cellule, ou une microcellule La différence entre une cellule normale et une microcellule est clairement distincte Par exemple, une cellule normale peut être caractérisée par le fait que la zone de desserte dépasse typiquement 2,5 km 2, par des antennes s'élevant nettement au-dessus des structures avoisinantes de sorte que le diagramme de rayonnement résultant est principalement déterminé par l'antenne elle-même, et une bonne intensité pour le signal "de rue" dans la limite de la zone de desserte voulue Inversement, les microcellules peuvent être caractérisées par le fait que la zone de desserte est inférieure à 2,5 km 2 (ordinairement beaucoup moins), par des antennes situées en dessous de la plupart des structures avoisinantes de sorte que le diagramme de rayonnement résultant est principalement déterminé par les réflecteurs proches et non par la directivité de l'antenne, et une bonne intensité pour le signal "d'immeuble" dans les limites de la zone de desserte La zone de desserte est plus ou moins déterminée par les régions présentant une bonne intensité pour le signal Au fur et à mesure que l'usage s'implante et, ou bien, que se renforce le besoin d'une communication "d'immeuble", une partie de plus en plus grande du spectre est affectée aux microcellules. Dans les systèmes microcellulaires, la variation de l'intensité mesurée du signal est encore plus grande que dans les systèmes à cellules normales, qui sont plus grandes, pour diverses raisons liées à la propagation L'augmentation des variations de la valeur moyenne de l'intensité du signal demande, pour établir la moyenne, un temps de mesure d'autant plus long, et il existe plusieurs raisons qui rendent cela inacceptable Tout d'abord, l'unité d'abonné peut se déplacer dans les cellules à une vitesse qui ferait sortir de la cellule l'unité d'abonné dans le temps même o la mesure est faite En deuxième lieu, la variation rapide attendue de l'intensité moyenne du signal peut amener brusquement l'intensité du signal à chuter de façon importante, en-dessous du niveau acceptable Ceci peut arriver lorsqu'une unité d'abonné tourne simplement le coin de la rue et que son signal connaît un évanouissement temporaire Ces facteurs, lorsqu'on les considère en

combinaison, contribuent réellement à limiter la taille minimale qu'une micro-

cellule peut prendre La taille d'une cellule se mesure typiquement par le rayon approché de la cellule ou par la distance entre sites de base nécessaires à la desserte d'une zone Puisque l'aptitude d'un système à desservir un certain nombre d'abonnés est directement proportionnelle à la taille de la cellule, ces facteurs, dans les systèmes cellulaires de conception traditionnelle, limitent directement la

capacité du système.

L'utilisation de systèmes microcellulaires porte avec elle le problème inhérent de l'interférence entre voies Comme dans les systèmes cellulaires normaux, plus grands, l'emploi d'un schéma de réutilisation dans les systèmes

microcellulaires aiderait à réduire ou même à éliminer les interférences entre voies.

Toutefois, des schémas de réutilisation limitent la capacité globale en abonnés

lorsqu'on considère le problème à l'échelle d'une cellule.

Il existe donc le besoin d'un système radiotéléphonique incorporant une structure microcellulaire, qui puisse accepter des variations rapides du critère de qualité des signaux et réduire les effets des interférences entre voies tout en maintenant une capacité en abonnés plus grande que les systèmes de

télécommunication traditionnels.

L'invention concerne un procédé d'affectation dynamique des voies dans un système de télécommunications, ainsi qu'un système radiotéléphonique associé Le système de télécommunications possède au moins deux stations de base fixes, qui sont chacune en mesure de communiquer avec un abonné qui se déplace Le procédé comprend les opérations suivantes évaluer, dans les deux stations de base fixes au moins, la qualité d'un signal émis par l'abonné et affecter une station de base choisie à la communication avec l'abonné sur la base des

qualités relatives évaluées du signal.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise

à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 montre de façon générale la disposition géographique d'un système radiotéléphonique cellulaire;

la figure 2 est une représentation logique générale du système radio-

téléphonique cellulaire de la figure 1; les figures 3 A à 3 C montrent un bloc typique TDMA (accès multiple par répartition dans le temps); les figures 4 A à 4 C montrent un bloc TDMA incorporant la procédure d'affectation dynamique des voies selon l'invention; la figure 5 représente de façon générale, sous forme de schéma fonctionnel, des stations de base 111-118 pouvant mettre en oeuvre, de façon avantageuse, l'affectation dynamique des voies selon l'invention; la figure 6 illustre de manière plus détaillée le fonctionnement du MLSE (estimateur de séquence de probabilité maximale) 506, du circuit de modification 508 et du circuit de sortie 510 de la figure 5; la figure 7 représente les tables que le commutateur 210 produit et maintient selon l'invention; et la figure 8 présente les opérations suivies par le commutateur 210 pour

réaliser l'affectation dynamique des voies selon l'invention.

Le système de télécommunications qui, dans le mode de réalisation préféré, est un système radiotéléphonique cellulaire, sert à maintenir à un niveau élevé la qualité d'une communication radiotéléphonique cellulaire particulière, sachant que, dans des systèmes microcellulaires, plus petits, ou dans un environnement urbain à forte densité d'abonnés, les variations des signaux seront typiquement supérieures de plusieurs décibels à celles que l'on mesure traditionnellement Pour donner au système microcellulaire plus de souplesse, on fournit la zone de desserte microcellulaire en stations de base qui se partagent un sous- ensemble, et idéalement tout l'ensemble, des fréquences cellulaires disponibles au système tout entier, selon l'invention De cette manière, à un moment particulier quelconque, n'importe quelle station de base est en mesure de recevoir toutes les fréquences et d'émettre sur toutes les fréquences, ce qui modère

les effets des interférences entre voies.

La figure 1 est une représentation géographique générale d'un système radiotéléphonique cellulaire selon l'invention Comme on peut le voir sur la figure 1, le système radiotéléphonique cellulaire est constitué de cellules ayant des tailles diverses quant à leurs zones de desserte A titre d'exemple, on supposera que toutes les cellules sont des microcellules relatives à une cellule de taille typique Comme cela se passe généralement dans un système radiotéléphonique cellulaire, un abonné mobile (ambulant) communique avec une station de base 111, la station de base 111 étant approximativement centrée à l'intérieur de la cellule 101 Lorsque l'abonné 100 se déplace autour de la cellule 101, l'intensité d'un signal Cl émis par l'abonné 100 varie dans les proportions qui sont mesurées par la station de base 111 Puisque les cellules représentées sur la figure 1 sont des microcellules, l'abonné 100 peut être à l'extérieur de la cellule 101 si un transfert est nécessaire, et les techniques classiques de transferts sont employées De plus, si un grand nombre d'abonnés, utilisant des radiotéléphones mobiles ou des radiotéléphones portatifs de type manuel, surchargent la zone de desserte microcellulaire représentée sur la figure 1, le système microcellulaire doit fournir un trajet de télécommunications

pour le plus grand nombre possible de ces abonnés.

Les systèmes radiotéléphoniques à grandes cellules du type actuel incorporent des voies duplex servant à maintenir des communications entre l'abonné 100 et la station de base 111 Une voie duplex contient deux liaisons directives fixes, une liaison montante et une liaison descendante, l'une servant à l'émission et l'autre à la réception Dans le mode de réalisation préféré, le trajet relatif à la liaison descendante concerne la communication d'une station de base à un abonné, tandis que la liaison montante se rapporte à la communication d'un abonné à une station de base L'intervalle de fréquences affecté se rapportant au système particulier définit les fréquences auxquelles la communication se produit sur les liaisons Lorsqu'ils communiquent sur une voie duplex, l'abonné 100 et la station de base 111 restent typiquement sur la même voie (fréquence) pendant la

durée de la communication.

La figure 2 est une représentation logique générale d'un système radiotéléphonique cellulaire Sur la figure 2, on a regroupé ensemble les stations de base 111 à 118 pour que cela soit plus clair De la même façon, des abonnés 100, et 121 sont représentés comme étant groupés avec plusieurs autres abonnés possibles Un commutateur 210 est couplé aux stations de base 111 à 118 par l'intermédiaire de liaisons 221 à 228 Dans le mode de réalisation préféré, les liaisons sont des liaisons numériques à 2,048 mégabits par seconde, désignées par "DS-2 " en Allemagne, par "Megastream" en Grande-Bretagne, et par "T 1 Spans" aux Etats-Unis d'Amérique De même, le commutateur peut être un commutateur EMX, disponible auprès de la société Motorola, Inc et décrit dans Motorola Instruction Manual N 68 P 81054 E 59 publié par Motorola Service Publications, Schaumburg, Illinois, EUA Ensuite, le commutateur 210 est couplé à un réseau téléphonique terrestre 200, qui est, dans le mode de réalisation préféré, un réseau

téléphonique public (PSTN).

La figure 2 montre des abonnés 100, 120, 121 qui tentent de communiquer avec les stations de base 111 à 118 Lorsqu'un abonné 100 émet un message (liaison montante), l'une quelconque des stations de base 111 à 118 se trouvant dans le voisinage de l'abonné 100 est en mesure de recevoir le message émis, et le reçoit effectivement A peu près en même temps, les stations de base 111 à 118 peuvent également recevoir un message de liaison montante de la part d'un abonné différent, 120 ou 121, qui utilise exactement la même fréquence de liaison montante Si le système est un système à accès multiple par répartition dans le temps (IDMA) comme par exemple le système cellulaire numérique GSM (Groupe Spécial Mobile), décrit dans la Recommandation GSM 1 02, version 3.0 0, mars 1990, le message de liaison montante contient des paquets de données émis à l'intérieur de tranches de temps distinctes La figure 3 A représente de façon générale une trame TDMA typique 300 comportant des tranches de temps qui contiennent les émissions entre une station de base réceptrice 111 et plusieurs abonnés 100, 120, 121 La tranche de temps 0, désignée par la référence 305, de chaque trame TDMA 300 est utilisée pour la commande des informations dans le mode de réalisation préféré Les tranches de temps 1 à 7 sont typiquement utilisées pour la transmission de données vocales et sont en fait les tranches de temps à l'intérieur desquelles les abonnées 100, 120, 121 émettent leurs données vocales Il apparaît clairement que, dans ce mode de réalisation, la trame TDMA 300 peut

loger au plus sept abonnés différents à un moment quelconque donné.

Comme on peut le voir en se reportant aux figures 2 et 3 A, les émissions Cl à C 3 se produisent sur la même fréquence, mais sont codées numériquement de façon à permettre leur séparation en tranches de temps comprises à l'intérieur d'une trame TDMA donnée 300 Il est important de remarquer que la figure 2 ne montre que l'émission par liaison montante, et l'homme de l'art sera en mesure de comprendre que l'émission par liaison descendante, de la station de base 111 aux abonnés 100, 120, 121, s'effectue sur l'autre moitié de la liaison duplex Ensuite, dans les systèmes radiotéléphoniques cellulaires TDMA classiques, les émissions Cl à C 3 des abonnés 100, 120, 121 sont séparées en tranches de temps sur une fréquence particulière et ces émissions restent sur ces tranches de temps pendant le reste de la communication La figure 3 B montre les émissions Cl à C 3 restant dans la tranche de temps qui leur a été affectée pendant la poursuite de la communication Une multitrame 310, qui est constituée par une série de 51 trames TDMA 300, se répète de façon continue et contient les émissions Cl à C 3 dans les mêmes tranches de temps (c'est-à-dire que C 2 est toujours dans la tranche de temps 2, Cl est toujours dans la tranche de temps 3, et C 3 est toujours dans la tranche de temps 6) aussi longtemps que la communication est maintenue entre les parties communicantes Etant donné la nature quelque peu restrictive de ce type de mise en oeuvre TDMA, la station de base 111 transmet au commutateur 210 des informations telles que le paramètre ID de la station de base (identification de la station de base 111), le numéro de porteuse (fréquence), le numéro de la tranche de temps, et les données vocales correspondantes Un message typiquement transmis de la station de base 111 au commutateur 210 dans cette forme de mise en oeuvre TDMA est présentée sur la figure 3 C Le message est employé par le commutateur 210 pour configurer la station de base 111, si celle-ci est choisie, en vue d'une émission correcte en liaison descendante De cette manière (c'est-à-dire en utilisant le message), le commutateur 210 délivre des données vocales de liaison descendante à la station de base 111 appropriée en vue de leur émission sur la porteuse appropriée pendant

la tranche de temps appropriée.

Dans les systèmes radiotéléphoniques classiques, lorsqu'un abonné , 120 ou 121 demande le transfert de la station de base 111 à une autre station de base, la station de base 111 doit demander au commutateur 210 d'interroger les stations de base voisines en ce qui concerne à la fois la qualité du signal de l'émission d'un abonné particulier et la disponibilité de la porteuse Si le commutateur 210 trouve une station de base voisine susceptible de constituer un candidat valable, le commutateur 210 indique à la station de base 111 de diriger l'abonné considéré sur une nouvelle porteuse et une nouvelle tranche de temps Ce processus de transfert peut demander jusqu'à plusieurs secondes pour être réalisé; étant donné la taille réduite de la configuration microcellulaire et la longueur de ce processus de transfert, l'abonné considéré aura à subir une mauvaise qualité de

signal et, s'il n'a vraiment pas de chance, perdra la communication.

Les figures 4 A à 4 C montrent une trame TDMA qui comprend une affectation dynamique des voies selon l'invention La figure 4 A montre une trame TDIMA 400 reçue par la station de base 111 Sur la figure 4 A, des émissions Cl à C 3 sont autorisées à rester sur la même porteuse (fréquence) pendant la même tranche de temps La figure 4 A est un "instantané", dans le temps, d'une trame TDMA 400 reçue par la station de base 111; pendant une trame TDMA 400 ultérieure, la tranche de temps 2 pourrait contenir, et probablement elle le ferait, une ou plusieurs émissions différentes venant d'abonnés complètement différents, comme représenté sur la figure 4 B Pour pouvoir rendre compte d'une prise de décision améliorée de la part du commutateur 210, il faut que le message, représenté sur la figure 3 C, comporte un message ID d'abonné et un message représentant une valeur de qualité de signal, s'y ajoutant Le message résultant, qui est envoyé au commutateur 210 selon l'invention est présenté sur la figure 4 C. La figure 5 montre de façon générale, sous forme de schéma fonctionnel, des stations de base 111 à 118 pouvant mettre en oeuvre, de façon avantageuse, l'affectation dynamique des voies selon l'invention Les signaux Cl à C 3 émis sur une porteuse commune pendant une tranche de temps commune (comme décrit sur la figure 4 A) sont reçus par une antenne 501 Le signal, qui contient les données de Cl à C 3, entre dans un démodulateur en quadrature 500 qui démodule le signal de salve en composantes I et Q A cet instant, le démodulateur en quadrature ne sait pas que la salve contient trois émissions distinctes Cl à C 3; il démodule simplement les données, quelles qu'elles soient, qui se trouvent à l'intérieur d'une tranche de temps particulière Les données démodulés sont envoyées à un convertisseur analogique-numérique (A/D) 504 qui transforme les composantes I et Q démodulées en un signal numérique correspondant 505 Le signal numérique 505 qui sort du convertisseur A/D 504 est appliqué à l'entrée d'un estimateur de séquence de probabilité maximale 506 (Mi LSE) ainsi qu'à celle d'un circuit modificateur 508 Le MISE 506 et le circuit modificateur sont utilisés pour, essentiellement, reconstruire le signal numérique 505 Après reconstruction, le signal reconstruit est délivré par le MISE 506 à un circuit de sortie 510 Le signal 512 qui sort du circuit de sortie 510 est appliqué à l'entrée d'un bloc 513 de décodage voie/parole dans lequel le signal 512 est décodé en données vocales appropriées Le circuit de sortie 510 délivre également un signal 511, qui est envoyé au circuit modificateur 508 Enfin, du circuit modificateur 508, sort un signal 514 qui représente la valeur de qualité de signal, laquelle est finalement transmise au commutateur 210 à des fins de prise de décision. On notera que le MLSE 506 envoie au circuit de sortie 510 un deuxième signal 515 Sur la figure 5, on voit que le commutateur 210 peut faire parvenir un signal à l'antenne 501 via un circuit de codage voie/parole 516, un modulateur 518 (recevant le signal d'un oscillateur local 520), un premier

amplificateur 522 et un deuxième amplificateur 524.

La figure 6 illustre de manière plus détaillée le fonctionnement du MLSE 506, du circuit modificateur 508 et du circuit de sortie 510 Le signal numérique 505 qui entre dans le circuit modificateur 508 représente les valeurs numérisées des signaux I et Q démodulés (ID et QD) Les signaux ID et QD sont appliqués à l'entrée d'un circuit de corrélation 612, de même que le mi-amble prédéterminé approprié qui est emmagasiné dans la mémoire de référence 614 Le circuit de corrélation 612 corrèle alors le mi-amble des signaux ID et QD avec le mi-amble prédéterminé Le signal de sortie du circuit de corrélation 612 est un signal de corrélation C(t) qui décrit principalement, dans le temps, la corrélation effectuée par le circuit de corrélation 612 L'amplitude de signal de corrélation C(t) est définie par l'équation: |C(t)|-AIIDN + QDN o IDN et QDN sont respectivement le nème échantillon petit de ID et QD Un circuit de synchronisation 610 fournit la synchronisation au signal de corrélation C(t), qui est ensuite envoyé au circuit de modification de prises 608 Le signal de sortie du circuit 608 de modification de prises est une réponse d'impulsion de voie modifiée 507, qui contient les prises nécessaires à la construction d'un filtre adapté 600 De plus, le signal de sortie du circuit 608 de modification de prises est un signal qui est appliqué à l'entrée d'un circuit 616 de traitement pré-MLSE Le signal 509 sortant du circuit 616 de traitement pré-MLSE est appliqué à l'entrée du

circuit MLSE 506, ainsi qu'à celle d'un circuit 606 à algorithme de Viterbi (VA).

Le circuit MLSE 506 fonctionne de la manière suivante Un signal numérique 505, qui est de nouveau représenté par ID et QD, est appliqué à l'entrée du filtre adapté 600 Le filtre adapté 600 est un filtre adaptatif et reçoit des

coefficients qui sont des fonctions de la réponse d'impulsion de voie modifiée 507.

Le filtre adapté 600 produit un signal qui est fourni à un convertisseur de valeur complexe en valeur réelle 602, lequel produit un signal réel qui est fourni à un inverseur de bits sélectif 604 L'inverseur de bits 604 produit un signal de sortie non inversé 515, qui est fourni au circuit 606 à algorithme de Viterbi Encore une fois, le circuit 606 à algorithme de Viterbi reçoit des coefficients qui sont des

fonctions de la réponse d'impulsion de voie modifiée, sur la ligne 509.

Le circuit à algorithme de Viterbi 606 forme un treillis ayant pour fonction d'estimer des séquences de données en réponse à l'application du signal sur la ligne 515 Les séquences estimées sont produites et fournies à un circuit 620 de traitement matriciel Le circuit de traitement matriciel 620 a pour fonction de

convertir le train de données de valeurs binaires en valeurs arithmétiques (c'est-à-

dire en valeurs "un" positives et négatives) Le train de données arithmétiques formé par le circuit 620 de traitement matriciel est produit sur une ligne 622 et est fourni à un filtre 630, qui est constitué par un filtre à réponse d'impulsion finie (FIR) du type réel à neuf prises Le filtre 630 reçoit des coefficients réels qui sont des fonctions de la réponse d'impulsion de voie modifiée Les coefficients sont fournis sur la ligne 626, sont mis par le convertisseur 624 sous forme réelle et sont fournis au filtre 630 sur la ligne 631 De nouveau, les coefficients de la prise centrale du filtre 630 ont la valeur zéro (Les caractéristiques du filtre 630 sont modifiées pour compenser les effets du filtre adapté 600) Le train de données arithmétiques produit sur la ligne 622 est en outre fourni à un filtre 632, qui est également un filtre FIR réel à neuf prises dont les coefficients sont des fonctions de la réponse d'impulsion de voie modifiée Le filtre 632 synchronise la voie dans laquelle toutes les composantes de signal à trajet multiple sont présentes L'application du train de données permet la synthèse de l'émission du signal sur une voie d'émission L'inverse du signal formée par le filtre

632 est fourni à un additionneur 633.

L'additionneur 633 et un additionneur 635 reçoivent en outre le signal non inversé produit par le circuit inverseur de bits 604, lequel signal a été retardé d'un temps approprié par un élément retardateur 628 Une ligne 515 connecte l'inverseur de bits 604 et l'élément retardateur 628, et l'élément retardateur produit sur une ligne 627 un signal non négatif retardé qui est fourni aux additionneurs 633 et 635 Le signal de sortie de l'additionneur 633 est un signal d'erreur xi qui est fourni à un circuit 634 qi calcule la variance des échantillons du signal d'entrée La variance des échantillons est calculée à partir de l'équation suivante: l N Variance= N (xi)2 La variance des échantillons ainsi calculée est fournie à un circuit 626, dans lequel la variance des échantillons est mise à l'échelle par le facteur 1/Sro Le coefficient Sro représente l'autocorrélation à retard zéro des coefficients du filtre adapté; de plus, Sro est le produit interne du vecteur complexe des coefficients du filtre adapté par lui-même La variance ainsi mise à l'échelle, telle que calculée par le circuit 636, est fournie au circuit modificateur 508 via la ligne 511 La variance

mise à l'échelle représente le bruit plus la distorsion dans le signal reçu.

En ce qui concerne le circuit modificateur 508, le signal de sortie du circuit de traitement pré-MLSE 616 est appliqué à l'entrée d'un circuit 618 qui calcule le carré de l'énergie de la salve démodulée et corrélée Le signal de sortie du circuit 618 est appliqué à l'entrée d'un diviseur 613, lequel divise le signal bruit plus distorsion du signal reçu par le carré de l'énergie que produit le circuit 618 Le signal de sortie du diviseur est donc la valeur de qualité de signal qui est transmise

au commutateur 210 et est utilisé pour la prise de décision.

La valeur de qualité de signal qui est mesurée par les stations de base 111 à 118, comme décrit sur la figure 4 C, et est représentée par le signal de sortie 514 de la figure 5, est donnée par c.2/E 2 o, dans le mode de réalisation préféré, â 2 est la mesure du signal bruit plus distorsion contenu dans le signal reçu, et E 2 est la mesure du carré de l'énergie contenue dans le signal La quantité a 2/E 2 est fortement corrélée au nombre d'erreurs contenues dans la salve, et est plus efficace que â 2 ou 1/E 2 considérés isolément. La valeur a 2 bruit plus distorsion est altérée vis-à-vis des signaux de sortie de filtre d'annulation ISI Lorsque chaque bit détecté par le circuit MLSE 506 il des stations de base 111 à 118 est associé à une valeur d'annulation ISI définie par xi, alors: y 2 = (XI)2, i

Le terme E 2 peut être obtenu à partir de la partie corrélation/synchro-

nisation du récepteur o des échantillons sont obtenus pour la corrélation avec les valeurs de référence emmagasinés Ces échantillons sont pris à des intervalles écartés de T ou T/2, o T est une durée de symbole reçu Par exemple, s'il existe 9 semblables points d'échantillonnage, les différents ensembles de 9 points seront essayés jusqu'à ce que leur somme soit maximale Les échantillons représentent des échantillons pyz(n r), o y(m) est le signal reçu, z(m) est la valeur de référence mémorisée, tandis que N et m sont des indices pour les fonctions échantillonnées La valeur -r représente le décalage relatif, entre elles, lorsqu'une valeur d'annulation particulière est calculée La valeur E, ou valeur d'énergie de salve, est prise sous la forme de: E max-K (n P nt)) Naturellement, le nombre de points d'échantillonnage sur pyz(n-'r) ne doit pas nécessairement être limité à 9 L'énergie de la salve est ensuite élevée au carré pour être utilisée dans la mesure de la valeur de qualité de signal.

Après que chaque station de base qui reçoit des émissions a déterminé la valeur de qualité de signal, le message représenté sur la figure 4 C peut être transmis au commutateur 210 Dans le commutateur 210, l'information qui est tirée du message de la figure 4 C est emmagasinée dans une table telle que représentée sur la figure 7 Les étapes par lesquelles le commutateur 210 passe pour effectuer

l'affectation dynamique des voies selon l'invention sont présentées sur la figure 8.

A l'étape 802, le commutateur 210 reçoit du récepteur de chaque station de base des indications de signal se rapportant à chaque porteuse et chaque tranche de temps Le commutateur 210 identifie, à l'étape 804, un utilisateur (abonné) pour chaque réception; les abonnés sont identifiés par un paramètre ID d'abonné, un numéro de porteuse et un numéro de tranche de temps Le commutateur mémorise alors, à l'étape 806, dans la table d'abonnés chaque réception se rapportant à un abonné et sauvegarde, à l'étape 808, les données venant de chaque réception se trouvant dans la table qui possédaient le taux de qualité le plus élevé (la valeur de qualité de signal la plus élevée) Le commutateur 210 note, à l'étape 810, pour chaque utilisateur, la station de base qui constituait le récepteur, et il affecte, à l'étape 812, toutes les émissions vers l'extérieur (par liaison descendante) ayant des valeurs de qualité supérieures à un niveau de seuil à la station de base qui a reçu l'indication de signal correspondante A l'étape 814, le commutateur 210 trouve la valeur de qualité de signal la plus forte pour chaque abonné dont les émissions vers l'extérieur n'ont pas encore été affectées (valeur de qualité de signal ne se trouvant pas au-dessus du seuil prédéterminé) Le commutateur 210 trouve ensuite, à l'étape 816, une deuxième station de base pour chaque indication de signal ayant une valeur de qualité du signal au-dessous du seuil prédéterminé et recherche, à l'étape 818, des stations de base qui ont aussi mémorisé cette réception Le commutateur achemine alors, à l'étape 820, des émissions vers l'extérieur qui ont des valeurs de qualité de signal en- dessous du seuil prédéterminé à ces stations de

base et attend, à l'étape 822, la réception suivante.

Lorsque les mêmes porteuse et tranche de temps de liaison montante sont utilisées par deux abonnés (ou plus) différents 100, 120, 121, les paquets de données reçus par la station de base 111 ont une qualité de réception médiocre du fait des interférences entre les voies En fait, plusieurs des bits du paquets, et même éventuellement la plupart des bits peuvent être erronés Toutefois, il y aura à l'intérieur du système certaines stations de base qui, en raison d'effets géographiques et de propagation, recevront ce paquet émis avec un niveau de qualité acceptable ou un niveau de qualité qui, en combinaison avec des techniques telles que codage et entrelacement, produira des résultats acceptables Toutefois, indépendamment de la qualité, les bits qui sont détectés dans le paquet en même temps qu'une valeur de qualité du signal déterminée par les stations de base 111 à 118 recevant le message de liaison montante sont envoyés au commutateur 210 Le commutateur 210 explore toutes les porteuses (fréquences) distinctes affectées au système et analyse les indications de qualité fournies par toutes les stations de base 111 à 118 qui ont reçu le message de liaison montante sur une porteuse et une tranche de temps particulières, et il n'accepte un paquet particulier se trouvant sur une porteuse que de la part de la station de base qui donne la meilleure indication

de qualité pour ce paquet particulier.

Dans les systèmes cellulaires classiques, une station de base est typiquement un point privilégié de réception de paquet en ce qui concerne une unité d'abonné particulière, par exemple la station de base 111 vis-à-vis de l'unité d'abonné 100 Cette station privilégiée contrôle la qualité de l'émission faite par l'unité d'abonné 100 et donne les indications utiles aux stations de base cibles lorsqu'un transfert est nécessaire Les stations de base cibles mesurent la qualité d'émission de l'unité d'abonné 100, informent le commutateur 210, et le commutateur dit à la station de base cible choisie de s'accorder sur une nouvelle fréquence pour la communication Le système microcellulaire selon l'invention diffère des systèmes cellulaires classiques en ce que toute station de base peut être

le point de réception d'un abonné particulier dans les limites d'un premier sous-

ensemble de fréquences, et en ce que l'affectation de cette station de base "réceptrice" pourrait être réellement amenée à changer, dans le cas extrême, à chaque fois qu'un nouveau paquet est émis par l'unité d'abonné 100 Lorsque l'unité d'abonné 100 traverse une zone de desserte microcellulaire, toutes les stations de base se trouvant à l'intérieur de la zone de desserte mesurent l'émission de l'unité 100 et renvoient des indications de mesure au commutateur 210 Le commutateur 210 évalue les mesures de qualité relatives et affecte la station de base qui a indiqué la meilleure qualité relative à la réception de l'émission de liaison montante de l'unité d'abonné 100 De plus, le commutateur 210 peut décider de maintenir l'émission de liaison descendante sur la station de base initiale, si bien que la station de base choisie ne doit pas nécessairement émettre un signal de liaison descendante à destination de l'unité d'abonné 100 En séparant ainsi dynamiquement le trajet de liaison montante vis-à-vis du trajet de liaison descendante, le système radiotéléphonique microcellulaire réalise une compensation des interférences entre les voies parce qu'il assure constamment la

réception de la meilleure émission de liaison montante qu'effectue l'abonné 100.

De plus, le système permet une réduction des messages de commande, ce qui a

pour effet d'augmenter la vitesse à laquelle l'attribution peut être réalisée.

Il est important de noter que les échanges de stations de base recevant le paquet émis est invisible pour l'unité d'abonné 100; aucune signalisation de commande ne doit être envoyée à l'unité d'abonné 100 pour que s'effectue cette affectation dynamique de la station de base réceptrice Par conséquent, lorsqu'une unité d'abonné traverse la zone de desserte microcellulaire, chacune de ses émissions peut être réellement reçue par différentes stations de base sans aucune signalisation et, par conséquent, sans que l'utilisateur en ait connnaissance C'est pourquoi, il n'y a pas de "transfert" comme cela est nécessaire dans les systèmes classiques. Si le système est autorisé à affecter dynamiquement la communication sur n'importe quelle voie du système, les voies vont, dans un certain sens, errer d'une cellule à l'autre ou bien des paires de voies non traditionnelles (relativement aux schémas classiques de réutilisation) vont se former Cette "souplesse" du système pourrait potentiellement conduire à un regroupement de voies dans des zones non voulues Pour réduire cet effet de regroupement, le système doit être en mesure de se reconfigurer dynamiquement suivant un schéma de réutilisation approprié Les facteurs que le système doit prendre en considération pour se

reconfigurer peuvent comprendre: le regroupement des voies de commande vis-

à-vis des voies de conversation, les configurations des cellules matérielles vis-à-

vis des cellules logiques, les ensembles de voies mobiles vis-à-vis des ensembles de voies fixes, la mise à jour dynamique de listes de voies non utilisables pour chaque cellule, et la mise à jour dynamique de listes de voies de commutation potentielle pour chaque cellule, etc De cette façon, le système n'est jamais limité à un schéma de réutilisation particulier, comme dans les systèmes classiques, ce qui a pour effet de réaliser une optimisation continue de l'utilisation des voies et, par

conséquent de la capacité en abonnés.

Lorsqu'une émission de liaison descendante est nécessaire, le commutateur 210 décide quelle station de base 111-118 émettra à destination d'un abonné particulier 100, 120, 121 La valeur de qualité de signal qui est mesurée sur le message de liaison montante par n'importe quelle station de base recevant le paquet correspondant est mémorisé, et le commutateur 210 décide quelle station de base 111-118 doit émettre à destination de l'abonné 100 le paquet relatif à la liaison descendante Si l'une quelconque des stations de base qui ont reçu le paquet indique une valeur de qualité de signal qui est au-dessus d'un seuil prédéterminé, c'est cette station de base particulière qui sera la station de base principale pour l'émission sur le trajet de liaison descendante à destination de l'abonné 100 Par exemple, si des émissions des abonnés 100 et 120 ont été reçues par les stations de base 111, 112, 117 sur une porteuse commune pendant une même tranche de temps, ces stations de base 111, 112, 117 mesure la valeur de qualité du paquet pour l'émission et l'indique au commutateur 210 Si l'une des valeurs de qualité, par exemple celle qui a été rapportée par la station de base 111, est au-dessus d'un seuil prédéterminé particulier pour l'abonné 100, alors la station de base 111 sera la station de base principale pour réémettre à destination de l'abonné 100 Si la station de base 111 n'est pas disponible, alors la station de base qui possède la valeur de qualité la plus élevée qui vient ensuite, par exemple la station de base 112, est choisie Ce procédé itératif se poursuit jusqu'à ce qu'une station de base soit disponible pour effectuer l'émission de liaison descendante Inversement, si aucune des valeurs de qualité qu'ont rapporté les stations de base 111, 112 et 117 ne se trouve au-dessus du seuil prédéterminé, alors l'émission de liaison descendante aura de préférence lieu à partir de deux stations de base Dans le mode de réalisation préféré, ces deux stations de base seront les deux stations de base qui possèdent les valeurs de qualité de paquet qui ont été mesurées au niveau le plus haut pour un abonné particulier 100 Ceci introduit, en effet, un effet de diversité d'émission sur la liaison descendante Les deux stations de base choisies peuvent en fait être séparées d'une certaine distance, et ceci peut tendre à produire, d'un point de vue statistique, des trajets indépendants pour l'émission de liaison descendante et, par conséquent, procurer une diversité non efficace à l'endroit o se trouve l'abonné 100 particulier Pour que puisse être traité le cas o un grand nombre d'abonnés est desservi par l'effet de diversité, le système est susceptible de demander plus de voies vers l'extérieur, peut-être même beaucoup plus que le

nombre d'abonnés à desservir.

Dans le mode de réalisation préféré, une zone de desserte donnée est couverte par un grand nombre de stations de base, qui sont chacune idéalement capable de recevoir et d'émettre sur n'importe laquelle des fréquences attribuées au système La figure 1 ne montre qu'un petit pourcentage des stations de base 111 à 118 qui sont incorporées dans le système; en fait, chaque cellule présente à l'intérieur du système possède sa propre station de base L'ensemble des stations de base présentes à l'intérieur du système est connecté au commutateur 210 de la figure 2, lequel peut accepter des informations (valeurs de qualité du signal, paramètre ID d'abonné, etc) de la part de chacune des diverses stations de base et prendre une décision De plus, le commutateur 210 peut acheminer tout le trafic de liaison descendante qui doit être émis d'une station de base quelconque à une unité d'abonné quelconque particulière Par conséquent, tout le trafic relatif à une zone de desserte passe par le commutateur 210 On peut envisager qu'il y ait plusieurs commutateurs 210 en communication les uns avec les autres, au lieu d'un seul, si la

zone de desserte est grande.

Selon un autre mode de réalisation, les microcellules peuvent constituer un sous-ensemble d'une cellule "parapluie" plus grande Par exemple, comme on peut le voir sur la figure 1, les cellules 103, 108 pourraient avoir les caractéristiques microcellulaires présentemment décrites, tandis que la cellule 102 pourrait être une cellule traditionnelle Pour éviter les interférences entre les voies, les microcellules sont affectées à un premier sous-ensemble de voies contenu à l'intérieur de l'ensemble des voies attribuées, tandis que la cellule parapluie se voit attribuer un deuxième sous-ensemble de voies à l'intérieur du même ensemble de voies attribuées Sur la figure 1, les microcellules 103 et 108 ont une zone de desserte commune (la section hachurée de la figure 1) avec la zone de desserte prédéterminée de la cellule parapluie 102 Si, alors, une unité d'abonné 100 se déplace à l'intérieur de cette zone de desserte commune, les stations de base 112, 113 et 118 mesureront l'émission en liaison montante de l'unité d'abonné 100 Un commutateur 210 (comme représenté sur la figure 2) évaluera la qualité relative mesurée pour l'émission de liaison montante et affectera la communication en conséquence Si l'unité d'abonné 100 communique initialement avec la station de base 118, qui est une première station de base microcellulaire, alors le commutateur affectera la station de base 113, qui est une deuxième station de base microcellulaire, à la réception en liaison montante s'il apparaît une meilleure mesure de qualité relative A l'intérieur du système microcellulaire, la station de base 118 pourrait maintenir la communication de liaison descendante avec l'unité dabonné 100, tandis que la station de base 113 maintiendrait la communication de liaison montante avec l'unité d'abonné 100 Ceci ne provoquerait pas de changement de voies du point de vue prospectif de l'unité d'abonné 100 Toutefois, si la station de base 112 fait valeur une meilleure mesure de qualité relative, des techniques de transfert traditionnelles seront nécessaires puisque les microcellules et la cellule parapluie possède un partitionnement différent des voies vis-à-vis du problème de la modération des interférences entre voies Dans ce cas, les deux communications en liaison montante et en liaison descendante, sont transférées à la station de base 112 de la cellule parapluie 102, le transfert s'effectuant d'une première voie située à l'intérieur du premier sous-ensemble de voies à une

deuxième voie située à l'intérieur du deuxième sous-ensemble de voies.

Le principe du système est compatible avec les systèmes du type FDMA/T'DMA ou CDMA (respectivement accès multiple par répartition de fréquence/répartition dans le temps ou différence de code Dans le cas des systèmes FDMA et TDMA, les informations numériques à émettre sont mises suivant des trames et les abonnés particuliers sont identifiés par un certain motif de bits unique à l'intérieur de chaque trame Il pourrait y avoir une séquence de synchronisation particulière affectée à un abonné particulier 100, 120, ou bien il pourrait y avoir une séquence de synchronisation combinée avec une autre séquence particularisé à l'intérieur des informations sous forme de trames Dans le cas du système CDMA, les abonnés particuliers 100, 120 peuvent être identifiés par leurs codes d'étalement En tout cas, ce sont ces identificateurs qui permettent au dispositif 215 de commande du système de décider quelles valeurs de qualité il va comparer et de quelles stations de base 111, 117 il les tirera, pour finalement déterminer comment faire passer des informations dans le système Par conséquent, il faut que les stations de base 111-117 puissent reconnaître, dans le cas d'un système FDMA ou TDMA, tous les identificateurs possibles (codes de synchronisation), plus certains bits d'identification supplémentaires Dans le cas d'un système CDMA, il est nécessaire que les stations de base 111-117 reconnaissent tous les codes d'étalement particuliers Toutefois, les unités d'abonnés 100, 120 peuvent être rendues plus simples, puisqu'elles ne trient pas de multiples émissions à l'aide d'identificateurs différents; tout ce qui est voulu pour un abonné donné 100, 120 sera émis avec son propre identificateur ou son propre code d'étalement Par conséquent, les unités d'abonnés 100, 120 doivent simplement surveiller, pour un identificateur attendu, une fréquence attendue, ou

un ensemble de fréquences attendu, à un instant attendu.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du

procédé et du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement

illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas

du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé d'affectation dynamique des voies dans un système de télécommunications, le système de télécommunication ayant au moins deux stations de base fixes ( 111, 112) qui sont chacune en mesure de communiquer avec un abonné se déplaçant, le procédé étant caractérisé par les opérations suivantes: évaluer, dans les deux stations de base fixes au moins, la qualité d'un signal de liaison montante émis par l'abonné; accepter, de la part d'une première desdites stations de base fixes, le signal de liaison montante en fonction de ladite qualité de signal évaluée; et affecter au moins à ladite première desdites stations de base fixes l'émission d'un signal de liaison descendante correspondant à destination de

l'abonné, en fonction des qualités évaluées du signal.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération d'évaluation comprend en outre l'évaluation de l'intensité d'un signal

émis par ledit abonné.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite station de base choisie ne doit pas nécessairement émettre un signal à destination de l'abonné. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite affectation d'une station de base choisie à la réception s'effectue de manière

invisible pour l'abonné.

Procédé d'affectation dynamique des communications dans un système radiotéléphonique, le système radiotéléphonique ayant plusieurs stations de base ( 111, 118) qui sont chacune en mesure de communiquer avec une unité d'abonné ( 110, 120, 121), le procédé étant caractérisé par les opérations suivantes: communiquer, sur une première station de base ( 111), avec une unité d'abonné suivant un trajet de liaison montante et de liaison descendante d'une première voie (Cl); évaluer, dans la première station de base ( 111) et une deuxième station de base ( 112) au moins, la qualité relative dudit trajet de liaison montante de ladite première voie (Cl); affecter ladite deuxième station de base ( 112) à la réception dudit trajet de liaison montante de ladite première voie (Cl) lorsque ladite qualité relative évaluée par ladite deuxième station de base ( 112) dépasse la qualité évaluée par la

première station de base ( 111).

6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite deuxième station de base ( 112) ne doit pas nécessairement communiquer avec

l'unité d'abonné sur ledit trajet de liaison descendante de ladite première voie (Cl).

7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite affectation de ladite deuxième station de base ( 112) à la réception comprend en outre l'affectation de la réception dudit trajet de liaison montante en retour à ladite première station de base ( 111) lorsque ladite qualité relative évaluée par ladite première station de base ( 111) dépasse la qualité relative évaluée par ladite

deuxième station de base ( 112).

8 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite affectation de ladite deuxième station de base ( 112) à la réception dudit trajet de

liaison montante s'effectue de manière invisible pour l'unité d'abonné.

9 Système radiotéléphonique possédant une affectation dynamique des communications, le système radiotéléphonique ayant au moins deux stations de base ( 111, 112) qui sont en mesure de communiquer avec une unité d'abonné ( 100, , 121), au moins ces deux stations de base ( 111, 112) étant interconnectées via un commutateur ( 210), le système radiotéléphonique étant caractérisé par: un moyen, placé dans les deux stations de base au moins, servant à mesurer la qualité d'un signal de liaison montante émis par l'unité d'abonné; un moyen, placé dans le commutateur servant à évaluer ladite qualité dudit signal de liaison montante mesuré par chacune desdites deux stations de base au moins; et un moyen, placé dans le commutateur, servant à affecter l'une desdites deux stations de base au moins à la réception dudit signal de liaison montante en

fonction de ladite qualité évaluée.

Système radiotéléphonique possédant une affectation dynamique des voies, le système radiotéléphonique possédant plusieurs cellules ( 101-108) qui ont chacune des zones de desserte prédéterminées, au moins une des cellules faisant fonction de cellule parapluie ( 102) qui contient plusieurs microcellules ( 103, 108), au moins deux microcellules ayant une zone de desserte commune avec la zone de desserte prédéterminée correspondante de la cellule parapluie, chaque cellule et microcellule ayant une station de base ( 111-118) à l'intérieur de sa zone de desserte de façon à réaliser une couverture radiotéléphonique pour sa zone de desserte correspondante, le système radiotéléphonique étant caractérisé par: un moyen servant à communiquer, sur une première station de base ( 113) correspondant à une première microcellule ( 103), avec une unité d'abonné ( 121) à la fois sur le trajet de liaison montante et le trajet de liaison descendante d'une première voie; un moyen servant à mesurer, dans ladite première station de base correspondant à ladite première microcellule, dans au moins une deuxième station de base ( 118) correspondant à au moins une deuxième microcellule ( 108) et dans une troisième station de base ( 112) correspondant à la cellule parapluie ( 102), la qualité dudit trajet de liaison montante de ladite première voie; un moyen servant à déterminer, dans un commutateur ( 210), si l'une ou l'autres desdites deuxième et troisième stations de base doit communiquer avec l'unité d'abonné; et un moyen servant à faire commencer, dans le commutateur, un transfert de communication de la première station de base à l'une des deuxième et

troisième stations de base en fonction de ladite détennination.