FR2832896A1

FR2832896A1 - Reseau de telecommunication cellulaire mettant en oeuvre des cellules de tailles differentes, station de base, terminal et procede correspondant

Info

Publication number: FR2832896A1
Application number: FR0115470A
Authority: FR
Inventors: Antoine Bassompierre; Nathalie Goudard
Original assignee: Wavecom SA
Current assignee: Sierra Wireless SA
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-05-30
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: WO2003047292A2; EP1457077A2; CN1611089A; KR20040058357A; US20050130644A1; JP4323315B2; CN100391292C; AU2002364619A1; RU2004117791A; FR2832896B1; WO2003047292A3; JP2005510987A; KR100960829B1

Abstract

L'invention conceme un réseau de communication cellulaire comprenant au moins une première cellule (100), dite cellule de grande taille, associée à une première station de base (101) et englobant géographiquement au moins une seconde cellule (120), dite cellule de petite taille, associée elle-même à une seconde station de base (121), la première station de base gérant le mode veille pour les terminaux (123) présents dans la cellule de petite taille, la seconde station de base pouvant prendre en charge le mode communication.

Description

Réseau de télécommunication cellulaire mettant en oeuvre des cellules de tailles différentes, station de base, terminal et procédé correspondant.

La présente invention se rapporte au domaine de la radiotéléphonie cellulaire. Plus précisément, l'invention concerne la transmission de données, en particulier à des débits élevés, dans un système de radiotéléphonie.

Les systèmes de radiotéléphonie de troisième génération, et les suivants, prennent ou prendront en compte de nombreux services et applications supposant la transmission de données à des débits très élevés. Les ressources allouées aux transferts de données (par exemple des fichiers contenant du son et/ou des images fixes ou animées), notamment via le réseau Internet ou des réseaux similaires, représenteront une part prépondérante de la ressource disponible et seront probablement supérieures, à terme, aux ressources allouées aux communications vocales, qui devraient rester sensiblement constantes.

Cependant, le débit total offert aux utilisateurs d'équipement de radiotéléphonie est limité. Afin de permettre une disponibilité suffisante des ressources, on a traditionnellement recourt, notamment, à une densification des cellules sur un territoire donné. On crée ainsi une infrastructure de réseau divisée en micro-cellules qui sont des cellules de relativement petite taille (correspondant, par exemple, à celle d'un quartier urbain) voire en picocellules , qui sont des cellules de taille encore plus petite (correspondant, par exemple, à une rue ou un immeuble). Un inconvénient de cette technique est qu'elle nécessite une multiplication des stations fixes (station de base ou BS de l'anglais Base Station ), qui sont des éléments relativement complexes et coûteux. En outre, le débit de données possible, quoique élevé, n'est pas optimal.

De plus, au niveau supérieur, il est clair que plus il y a de cellules, donc de stations fixes, plus la gestion est complexe.

Par ailleurs, les réseaux de troisième génération UMTS (de l'anglais Universal Mobile Telecommunication System ou Système de Télécommunication Mobile Universel ) ont une capacité limitée par la puissance

utilisée par les canaux de diffusion. Le terme canal de diffusion décrit les canaux de type point à multi-points, par exemple de type BCH ( Broadcast Channel ) ou PCH ( Paging Channel ).

Ce phénomène est particulièrement visible sur les cellules de petite taille (pico-cellules) qui sont prévues pour faire de la transmission à haut débit pour des terminaux mobiles à mobilité géographiquement réduite (quelques centaines de mètres par exemple).

L'invention selon ses différents aspects a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, un premier objectif de l'invention est d'augmenter la capacité globale d'un réseau cellulaire comprenant des cellules de différentes tailles et notamment le débit global de cellules de petites tailles (pico-cellules ou micro-cellules), en apportant un minimum de modifications aux terminaux mobiles utilisés.

L'invention a également pour objectif de permettre la mise en oeuvre des équipements destinés aux réseaux de communications mobiles de troisième génération, en ne nécessitant pas ou peu de modifications des normes actuelles en vigueur et notamment la norme UMTS FDD ( Frequency Division Duplex ) (en particulier la série 25 de cette norme) définie et diffusée par le comité 3GPP (ou Projet de partenariat pour la troisième génération de l'anglais 3 rd Generation Partnership Project ).

Dans ce but, l'invention propose un réseau de communication cellulaire comprenant au moins une première cellule, dite cellule de grande taille, associée à une première station de base et englobant géographiquement au moins une seconde cellule, dite cellule de petite taille, associée elle-même à une seconde station de base, un terminal du réseau pouvant être notamment en mode communication, lorsqu'une communication est établie entre le terminal et un terminal distant, et en mode veille, lorsque le terminal n'est pas en mode communication mais présent et disponible pour une communication, dans une des cellules du réseau, remarquable en ce que la première station de base gère le mode

veille pour les terminaux présents dans la cellule de petite taille, la seconde station de base pouvant prendre en charge le mode communication.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable en ce que la première station de base gère l'ouverture d'une communication pour un terminal présent dans la cellule de petite taille, puis le réseau transfère la gestion de la communication à la seconde station de base.

Ainsi, selon l'invention, il n'est pas nécessaire que la seconde station de base gère un canal dédié à la synchronisation de type SCH..

De cette manière, l'invention permet notamment un transfert de la gestion de la communication ou hand-over rapide (c'est-à-dire sans écoute du canal SCH) entre la grande et la petite cellule même si les fréquences sont différentes (cela est un vrai problème en UMTS pour faire un hand-over lorsque les fréquences sont différentes).

Un avantage du hand-over rapide est qu'il permet de réduire la durée d'utilisation du mode compressé défini par la norme 3GPP lorsqu'un handover rapide est souhaité. Dans ce mode, une station de base et/ou un terminal se met à émettre à relativement forte puissance à une première fréquence, ce qui permet de créer un vide qui est utilisé pour émettre à une deuxième fréquence différente. Ce mode crée donc des interférences gênantes pour le réseau.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable qu'après la clôture de la communication, le terminal passe en mode veille et est géré par la première station de base.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que la seconde station de base comprend des moyens de synchronisation sur un signal de synchronisation émis par la première station de base, par voie hertzienne (SCH).

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que la seconde station de base comprend des moyens de synchronisation sur un signal de synchronisation émis par la première station de base, par liaison filaire.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que le terminal déduit sa synchronisation sur la seconde station de base de celle sur la première station de base.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que la synchronisation du terminal sur la seconde station de base est une pseudosynchronisation, tolérant des erreurs de synchronisation de l'ordre de 5 à 30 s.

Ainsi, l'invention permet l'utilisation de moyens matériels habituellement dédiés à la détermination de trajets multiples et qui sont ici avantageusement utilisés pour effectuer une synchronisation fine et rapide. Ainsi, l'invention permet une mise en oeuvre simple des moyens de synchronisation non seulement dans les stations de base mais également dans les terminaux d'utilisateurs.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que le terminal comprend : - des moyens d'analyse des trajets multiples subis par un signal prédéterminé émis par la seconde station de base ; et - des moyens de synchronisation sur le signal prédéterminé émis par la seconde station de base tenant compte de l'analyse des trajets multiples ; les moyens d'analyse mettant en oeuvre une étape de détermination d'au moins un trajet correspondant au signal prédéterminé alimentant les moyens de synchronisation, le trajet ou un des trajet correspondant au signal prédéterminé, dit premier trajet, étant considéré comme base de synchronisation..

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que les moyens de synchronisation tiennent compte uniquement de la détermination d'au moins un trajet correspondant au signal prédéterminé émis par la seconde station de base, la détermination étant mise en oeuvre par les moyens d'analyse des trajets multiples.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que le signal prédéterminé est un signal (CPICH) dédié au traitement des trajets multiples et émis par la seconde station de base.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable qu'au moins certaines cellules le composant fonctionnent de façon asynchrone.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable qu'au moins certaines cellules le composant fonctionnent de façon synchrone, avec une tolérance d'erreur de synchronisation entre elles inférieure à 5 p. s.

Ainsi, dans un réseau asynchrone, selon l'invention, deux cellules de grande taille ne sont généralement pas synchronisées entre elles. En revanche, les cellules de petite taille peuvent être synchronisées ou pseudo-synchronisées (avec une certaine tolérance) sur la cellule de grande taille qui les englobe.

Selon une caractéristique particulière, le réseau cellulaire est remarquable que la cellule de petite taille comprend des moyens d'émission d'un signal de synchronisation (SCH) permettant au terminal de se synchroniser sur la seconde station de base avec une tolérance d'erreur inférieure à 5 p. s.

Ainsi, selon cette caractéristique particulière, la petite cellule n'a pas besoin de se synchroniser sur la grande cellule mais présente l'inconvénient de ne pas permettre un hand-over rapide et de consommer de la bande passante.

L'invention concerne également une station de base, remarquable en ce que, dans un réseau cellulaire, la station de base, dite première station de base, est destinée à être associée à une cellule dite cellule de petite taille qui est elle-même destinée à être englobée géographiquement dans une cellule, dite cellule de grande taille, associée elle-même à une seconde station de base et englobant géographiquement au moins une seconde cellule, un terminal du réseau pouvant être notamment en mode communication, lorsqu'une communication est établie entre le terminal et un terminal distant, et en mode veille, lorsque le terminal n'est pas en mode communication mais présent et disponible pour une communication, dans une des cellules du réseau, et en ce que la seconde station de base associée à la cellule de grande taille gère le mode veille pour les terminaux présents dans la cellule de petite taille, la première station de base pouvant prendre en charge le mode communication.

Selon une caractéristique particulière, la station de base est remarquable en ce qu'elle est adaptée aux communications à haut débit.

L'invention concerne, en outre, un terminal destiné à coopérer avec au moins une station de base telle que précédemment décrite, remarquable en ce que le terminal comprend : des moyens de première synchronisation ; - d'analyse des trajets multiples subis par un signal (CPICH) prédéterminé émis par la station de base ; et des moyens de seconde synchronisation plus fine que la première synchronisation, à partir de l'analyse des trajets multiples.

Selon une caractéristique particulière, le terminal est remarquable en ce que la première synchronisation tolère des erreurs de synchronisation de l'ordre de 5 à 30 j. ! s.

Selon une caractéristique particulière, le terminal est remarquable en ce que la seconde synchronisation tolère des erreurs de synchronisation inférieures à 5 as.

De plus, l'invention concerne un procédé de gestion de réseau cellulaire comprenant au moins une première cellule, dite cellule de grande taille, associée à une première station de base et englobant géographiquement au moins une seconde cellule, dite cellule de petite taille, associée elle-même à une seconde station de base, un terminal du réseau pouvant être notamment en mode communication, lorsqu'une communication est établie entre le terminal et un terminal distant, et en mode veille, lorsque le terminal n'est pas en mode communication mais présent et disponible pour une communication, dans une des cellules du réseau, remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes : gestion d'un mode veille par la première station de base pour les terminaux présents dans la cellule de petite taille ; et - prise en charge du mode de communication par la seconde station de base.

Les avantages du terminal, de la station de base et du procédé de gestion sont les mêmes que ceux du réseau de télécommunication, ils ne sont pas détaillés plus amplement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente un synoptique de réseau conforme à l'invention selon un mode particulier de réalisation ; - la figure 2 illustre le réseau de la figure 1 après établissement d'une communication entre un terminal et une station de base associée à une micro-cellule ; - la figure 3 décrit une station de base de micro-cellule du réseau illustré dans les figures 1 et 2 ; et - la figure 4 illustre un protocole de communication entre différents élément du réseau permettant le passage d'une situation illustrée en regard de la figure 1 à une situation illustrée en regard de la figure 2.

On considère, dans le mode de réalisation particulier de l'invention décrit ci-après, un réseau comprenant des cellules de grande taille (par exemple, macrocellules), certaines de ces cellules comprenant des cellules dz plus petite taille (par exemple micro-ou pico-cellules).

Le principe général de l'invention repose notamment sur une pseudosynchronisation de chacune des cellules de petite taille sur une macro-cellule qui l'englobe et sur la mise en oeuvre dans les cdhles de petite taille d'une gestion des canaux dédiés (transmission de données), mais non (ou de façon limitée) de la gestion de canaux communs (c'est-à-dire correspondants à des liaisons point à multipoint), les terminaux d'utilisateur (ou équipements d'utilisateur noté également UE de l'anglais User Equipments ) étant rattachés à la macro-cellule

englobant ces cellules de petite taille, lorsque les équipements d'utilisateur sont en état de veille.

On note que les terminaux utilisateurs sont notamment des terminaux mobiles ou fixes sans fil (par exemple des téléphones mobiles ou tout autre appareil (notamment ordinateurs portables) comprenant un système de communication sans fil).

Ainsi, selon l'invention, un équipement d'utilisateur ne se connecte pas directement à une pic-cellule : en mode veille, s'il est présent dans une picocellule elle-même incluse dans une macro-cellule, l'équipement d'utilisateur est géré par cette macro-cellule, dont il dépend. H reçoit notamment les signaux émis sur des canaux BCH et PCH par une station de base de la macro-cellule. La picocellule n'est alors accessible au terminal que par un hand-over , c'est-à-dire par un transfert de cellule géré et décidé par le réseau.

Ainsi, le début d'une communication, c'est-à-dire l'ouverture du canal dédié, se fait sur la macro-cellule. Ce n'est qu'ensuite que le terminal bascule sur la pico-cellule. Le terminal n'a ainsi pas besoin des informations systèmes diffusées normalement par un canal BCH (ou Broadcast Channel ) ou équivalent qui serait propre à la pico-cellule.

Ainsi, selon l'invention, on restreint les fonctionnalités de la pico-cellule qui ne supporte notamment pas de terminal dans le mode veille. Cette restriction de fonctionnalité de la pico-cellule n'est pas un inconvénient, car les cellules de petite taille sont principalement destinées à gérer des canaux réservés aux transmissions de données à haut débit plus qu'à la gestion de mobiles en état de veille, mais un avantage, la station de base de la pico-cellule étant fortement simplifiée.

A la fin d'une communication sur la pico-cellule, le terminal retourne en mode veille sur la macro-cellule.

Par ailleurs, les canaux de synchronisation SCH ne sont pas nécessaires pour le hand-over de la macro-cellule vers la pico-cellule car, d'une part, le hand-over est pseudo-synchrone et, d'autre part, la cellule destination est une

pico-cellule donc de taille très faible. Ce hand-over peut donc se faire directement, par exemple par une recherche des échos sur le canal pilote de la pico-cellule (CPICH), l'incertitude temporelle étant très faible.

On note que la synchronisation entre les pico-cellules et la macro-cellule n'a pas besoin, selon l'approche de l'invention, d'une précision importante. Ainsi, on peut mettre en oeuvre un mécanisme de pseudo-synchronisation de la picocellule sur la macro-cellule basée sur l'écoute par la station de base de la picocellule, du canal SCH ( Synchronisation Channel ) de la macro-cellule à laquelle elle est rattachée. Compte tenu des très faibles dérives des références de fréquence des stations de base, il n'est pas nécessaire que la pico-cellule se resynchronise souvent sur la macro-cellule.

Selon une variante, la pico-cellule peut-être pseudo-synchronisée sur une macro-cellule par une liaison filaire entre les stations de base de chacune des deux cellules.

Lorsque une pico-cellule est pseudo synchronisée sur une macro-cellule, une erreur de synchronisation de quelques chips (un chip a une durée égale à 0.26 micro-secondes dans la nonne UMTS) sur la synchronisation du terminal sur la macro-cellule ne pose pas de problème au terminal pour se synchroniser sur la pico-cellule.

Selon une autre variante de l'invention, une pico-cellule peut mettre en oeuvre son propre canal SCH ce qui permet un fonctionnement asynchrone de la peso-cellule par rapport à une macro-cellule qui l'englobe. L'inconvénient de ce mode de réalisation est que cela implique un hand-over asynchrone pour le passage de la macro-cellule à la pico-cellule, c'est-à-dire un hand-over entre deux cellules asynchrones . Or, un hand-over asynchrone est une procédure qui prend du temps surtout quand il s'agit d'un handover avec changement de fréquence comme c'est le cas ici.

Le canal pilote est le seul canal commun qui soit indispensable, il permet au mobile lorsqu'il n'est pas connecté à la pico-cellule de voir qu'il est dans la

zone de couverture. Il permet également de faire le hand-over de la macrocellule vers la pico-cellule.

Le principe général d'asynchronisme du réseau UMTS n'est cependant pas complètement modifié. Seules les pico-cellules fonctionnant dans le mode décrit précédemment sont pseudo-synchrones de la macro-cellule dont elles dépendent. Ainsi, deux pico-cellules dépendant de macro-cellules différentes ne sont pas synchrones.

Il est important de noter que l'invention ne nécessite pas d'adapter toutes les pico-cellules des réseaux UMTS. Sur un même réseau, certaines pico-cellules peuvent fonctionner suivant le mécanisme de l'invention, d'autres pico-cellules ayant tous les canaux de diffusion comme proposé par la norme UMTS aujourd'hui en vigueur.

On présente, en relation avec la figure 1, un synoptique de réseau de radiotéléphonie mobile mettant en oeuvre l'invention.

Le réseau est par exemple un réseau compatible avec la norme UMTS ( < < Universal Mobile Telecommunication System ) définie par le comité 3GPP.

Le réseau comprend une cellule de grande taille 100 (ou macro-cellule ) qui est gérée par une station de base 101 (BS).

Cette cellule 100 englobe deux cellules 110 et 120 de plus petite taille ( micro-ceflule ou pico-ceflule ).

Chacune des cellules 110 et 120 comprend respectivement une station de base respectivement 111 et 121 pouvant gérer les communications à l'intérieur de la cellule correspondante.

On note qu'à titre illustratif, plusieurs terminaux (UE) sont présents dans la cellule 100. Certains de ces terminaux sont aussi présents dans l'une des cellules 110 et 120 de petite taille.

Ainsi, le terminal 112 est à l'intérieur de la cellule 110 et peut donc recevoir ou émettre des signaux en provenance ou à destination des stations de base 101 et 111.

De même, les terminaux 122 et 123 sont à l'intérieur 120 et peuvent donc recevoir ou émettre des signaux en provenance ou à destination des stations de base 101 et 121.

Néanmoins, les terminaux 102 et 103 présents dans la cellule 100 mais non dans l'une des cellules 110 et 120 peuvent ou émettre des signaux en provenance ou à destination de la station de base 101 mais non des stations de base 111 ou 121.

Sur la figure 1, les liaisons entre les différents éléments de la cellule 100 ont été représentées, à un instant donné : en traits pointillés fins pour les liaisons entre stations de base ; en traits pointillés larges pour les liaisons entre la station de base 101 et les terminaux en états de veille (les terminaux 112,122, 123 et 102 selon l'exemple de la figure 1) ; et en traits pleins pour les liaisons de communication (liaison entre le terminal 103 et la station de base 101).

On note qu'ainsi certains terminaux sont en mode veille, c'est-à-dire dans un mode où les terminaux ne sont pas en mode communication mais présents et disponibles pour une communication dans une des cellules 100, 110 ou 120. Ces terminaux dont notamment à l'écoute de signaux émis par la station de base 101 appartenant à la macro-cellule 100. Ces signaux sont émis sur : des canaux de transport communs correspondant aux services offerts vers les couches hautes du protocole de communication, notamment sur des canaux BCH (ou canal de diffusion de l'anglais Broadcast CHannel ) et PCH (ou canal de recherche de mobile de l'anglais Paging CHannel ) ; et des canaux de transport communs correspondants à la couche physique du protocole de communication, notamment sur des canaux CPICH (ou canal commun pilote de l'anglais Common PIlot CHannel ).

On note également qu'en mode veille, les terminaux ne sont pas à l'écoute des canaux dédiés.

En revanche, le terminal 103 n'est pas en mode veille puisqu'il est en communication avec la station de base 101 sur un canal dédié DCH (de l'anglais Dedicated CHannel ) qui est à la fois montant et descendant.

Les canaux utilisés par les réseaux 3GPP sont bien connus de l'homme du métier des réseaux mobiles et sont notamment spécifiés dans la norme 3rd Generation Partnership Project ; Technical Specification Group Radio Access Network ; Physical Channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) release 1999 de référence 3GPP TS25. 211 et diffusée par le bureau des publications de 3GPP. Ces canaux ne seront donc pas décrits plus amplement.

La figure 2 représente le réseau de la figure 1 lorsqu'un certain temps s'est écoulé et notamment après un établissement d'une communication entre le terminal 123 et la station de base 121 à l'intérieur de la micro-cellule 120.

On note que selon la figure 2, le terminal 123 est directement relié à la station de base 121 par l'intermédiaire d'un canal dédié DCH montant ou descendant permettant le transport de la voie et/ou des données échangées.

La figure 3 illustre schématiquement la station de base 121 telle qu'illustrée en regard des figures 1 et 2.

La station de base 121 comprend, reliés entre eux par un bus d'adresses et de données 307 : un processeur 304 ; une mémoire vive 306 ; une mémoire non volatile 305 ; une interface réseau filaire 300 permettant une liaison vers une infrastructure fixe du réseau mobile ou vers d'autres réseaux ; une interface radio de réception 301 permettant de recevoir les signaux émis par les terminaux en communication avec la station de base 121 sur des canaux montants dédiés et des signaux émis par la station de base 101 notamment sur le canal de synchronisation SCH (de l'anglais Synchronisation CHannel ) (on note que les normes UMTS actuelles ne

prévoient que le canal SCH soit écouté uniquement par des équipements d'utilisateurs et non par une station de base) ; une interface radio d'émission 302 permettant d'émettre des signaux sur des canaux dédiés descendant et sur des canaux de transport communs correspondant à la couche physique (et non aux couches supérieures du protocole de communication) (notamment canal CPICH) ; et une interface homme/machine 303 permettant un dialogue avec la machine pour le contrôle et la maintenance.

La mémoire vive 306 conserve des données, des variables 309 et des résultats intermédiaires de traitement.

La mémoire non volatile 305 conserve dans des registres qui par commodité possèdent les mêmes noms que les données qu'ils conservent, notamment : - le programme de fonctionnement du processeur 304 dans un registre prog
310 et les paramètres 311 de configuration de la station de base 121.

On note que la station de base 121 est mise en oeuvre de manière plus simple que la station de base 101 et comprend notamment un programme de fonctionnement plus simple que celui de la station de base 101 car n'incluant pas les fonctionnalités de canaux communs que la station de base 121 n'a pas à gérer.

Selon une variante de réalisation de l'invention décrite à la figure 3, la station de base 121 ne se synchronise pas sur le canal SCH de la station de base 101. Selon cette variante, l'interface radio de réception 301 permet donc de recevoir les signaux émis par les terminaux en communication avec la station de base 121 sur des canaux montants dédiés et ne reçoit pas des signaux émis par la station de base 101 notamment sur le canal de synchronisation SCH (de l'anglais Synchronisation CHannel ). En outre, l'interface réseau filaire 300 permettant une liaison vers une infrastructure fixe du réseau mobile ou vers d'autres réseaux reçoit un signal de synchronisation émis par la station de base 101 sur le réseau filaire ou sur une liaison dédiée reliant les stations de base 101 et 121.

Le signal de synchronisation est mis en oeuvre selon des techniques connues de l'homme du métier (par exemple, impulsion suivant un certain rythme ou suite de bits particulière sur laquelle la station de base 121 cale sa propre synchronisation). Ce signal de synchronisation ne sera donc pas décrit davantage.

On note que la synchronisation filaire nécessite une liaison filaire. En revanche, la synchronisation filaire permet une économie de bande passante sur le médium radio et est très fiable en n'étant pas soumise aux interférences radio.

On note qu'un terminal non représenté comprend reliés entre eux par un bus d'adresses et de données : un processeur ; une mémoire vive ; une mémoire non volatile ; une interface radio de réception permettant de se synchroniser en mode veille sur un signal de type SCH émis par la station de base 101 puis, en mode communication, sur un signal de type CPICH émis par la station de base 121 et de recevoir d'une manière générale les signaux émis par les stations de base
101 et 121 sur des canaux descendants dédiés ; une interface radio d'émission permettant d'émettre des signaux sur des canaux dédiés montants et sur des canaux de transport communs montants ; et une interface homme/machine permettant un dialogue avec la machine pour le contrôle et la maintenance.

La figure 4 illustre un protocole de communication entre les stations de base 101 et 121 et le terminal 123 lors du passage de la situation illustrée en regard de la figure 1 où le terminal 123 est en mode veille à une situation illustrée en regard de la figure 2 où le terminal 123 est en communication avec la station de base 121.

La station de base 101 émet un signal 400 sur le canal descendant SCH à destination des stations de bases et des terminaux présents dans la macro-cellule
100 et notamment de la station de base 121 et du terminal 123. Ainsi, la station de

base 121 et le terminal 123 (qui est, selon la figure 1, en mode veille) sont synchronisés sur le canal SCH de la station de base 101.

On note que ce signal SCH est émis régulièrement par la station de base 101 et que dès que la pseudo-synchronisation de la station de base 121 se dégrade au delà d'un certain seuil prédéterminé, la station de base 121 se resynchronise sur la station de base 101.

On note également que le fait que les stations de base 101 d 121 soient fixes et donc que le délai de propagation du signal entre ces deux stations est connu. On peut ainsi utiliser la connaissance de ce délai de propagation pour améliorer la synchronisation du terminal sur la station de base 121 en mettant en neuve : un retard de synchronisation de la station de base 121 par rapport au signal SCH émis par la station de base 101, ce retard étant par exemple égal au temps de propagation du signal SCH entre les stations de base
101 et 121 ; et/ou un signal de hand-over (signal 405 détaillé plus loin) émis vers le terminal 123 et véhiculant une information indiquant la position de la synchronisation.

La station de base 101 émet également un signal 401 sur le canal BCH. Ce signal descendant indique au terminal 123 quel canal PCH il doit écouter. Ainsi, après réception de ce signal, le terminal 123 se met en écoute du canal PCH indiqué par le signal 401.

Puis, la station de base 101 émet un signal à destination du terminal 123 sur le canal PCH indiqué par le signal 401, ce signal permettant de détecter un appel entrant.

Ensuite, en supposant que le terminal 123 désire initialiser une communication, il émet un signal 403 sur le canal RACH (de l'anglais Random Access CHannel qui est un canal commun correspondant à un service de couche haute d'accès au canal), ce signal 403 indiquant à la station de base 101 que le terminal 103 demande l'établissement d'une communication.

Puis, la station de base 101 émet un signal 404 d'allocation de canal de communication sur le canal FACH (de l'anglais Fast Access CHannel qui est également un canal commun correspondant à un service de couche haute).

Ensuite, la communication s'établit entre le terminal 123 et la station de base 101. Un ou plusieurs signaux 405 contenant des données correspondant à une application du terminal puis des données de contrôle dédiées au handover sont ainsi échangées sur le canal bidirectionnel DPCH.

On note que le hand-over permettant le passage d'une communication du terminal 123 vers la station de tase 121 se fait sur décision du réseau (notamment du RNC ou Radio Network Controller relié aux stations de base 101 et 121) en fonction de critères multiples, notamment le débit, la qualité de la communication et les spécificités de la station de base 121 (notamment le fait qu'elle est bien adaptée à gérer les communications à haut débit).

La situation du réseau devient alors celle illustrée en regard de la figure 2.

Puis, le terminal 123 se met en écoute du canal pilote 406 CPICH qui permet selon l'invention d'affiner la synchronisation du terminal 123. En effet, si la cellule 120 est de petite taille et que la station de base 121 est pseudosynchronisée (par pseudo-synchronisation, on entend ici une synchronisation avec une précision inférieure à 50 p. s et préférentiellement inférieure ou égale à 30 lls) sur la station 101 (c'est-à-dire si la synchronisation entre les cellules 120 et 100 est grossière et non parfaite, l'erreur de synchronisation étant inférieure à environ 50 us et préférentiellement 30 us alors dans les réseaux synchronisés, connus en soi, l'erreur sur la synchronisation est inférieure à 5 s, l'erreur de synchronisation résultante entre le terminal 123 et la station de base 121 peut être compensée par utilisation du signal 406. En effet, le terminal 123 comprend des moyens permettant de tirer partie des trajets multiples affectant un signal émis par

une station de base (Ce phénomène de trajets multiples est bien connu de i l'homme du métier et est notamment la conséquence de réflexions sur des obstacles d'un signal émis dans plusieurs directions, les différents signaux reçus issus d'un même signal émis mais ayant suivis différents trajets sont généralement

d'amplitudes différentes et déphasés). On note qu'en particulier un récepteur de type rake permet de déterminer les différents retards affectant un signal multitrajet. Ainsi, si le retard n'est pas trop important (c'est-à-dire inférieur à 20 ils dans le cadre de la norme 3GPP), le terminal 123 est capable de se synchroniser sur le canal CPICH.

Ainsi, en considérant qu'un premier trajet se situe à un instant précis fonction de la synchronisation avec la station de base 101, le récepteur du terminal

123 se calant sur ce trajet hypothétique cherche au moins un trajet correspondant à i un signal émis sur canal CPICH de la station de base avec les moyens utilisés par ailleurs pour la détermination des trajets multiples dans un signal émis sur un canal CPICH. Ceci est possible car les écarts de synchronisation entre le terminal 123 et chacune des stations de base 101 et 121 sont faibles. Le trajet ou l'un des trajets déterminés est utilisé alors comme base de synchronisation du terminal 123 sur la station de base 121.

On note que, dans le cadre de 3GPP, le CPICH permet de traiter des multitrajets avec un retard de 20 ils, ce qui permet de compenser une erreur lorsque la cellule de petite taille possède un rayon inférieur ou égal à environ 6 km (soit le retard égal de l'ordre ici de 20 ilS multiplié par la célérité de la lumière).

On note également que lorsqu'il est synchronisé sur la station de base 121, le terminal 123 maintient un asservissement sur cette synchronisation par l'intermédiaire du canal CPICH géré par la station de base 121.

Ensuite, le terminal 123 et la station de base 121 échangent des données sur des canaux dédiés DPCH par l'intermédiaire de plusieurs signaux 407 à 409 dont une petite partie a été représentée.

En fin de communication, le terminal 123 et/ou la station de base 121 indiquent par l'intermédiaire du signal 409 que la communication se termine.

Selon une variante non représentée, avant la fin de la communication le réseau impose au terminal un hand-over vers la station de base 101. On note que cet hand-over peut être effectué rapidement avec synchronisation sur le

signal CPICH émis par la station de base 101 puisque le terminal est synchronisé sur la station de base 121 qui est elle-même pseudo-synchronisée sur la station de base 101.

Le terminal 123 retourne donc dans un mode veille et la situation redevient alors celle qui est illustrée en regard de la figure 1.

La station de base 101 émet alors des signaux respectivement 410,411 et 412 sur les canaux SCH, BCH et PCH, ces signaux étant similaires aux signaux respectivement 400,401 et 402 décrits précédemment.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation mentiormés ci-dessus.

En particulier, l'homme du métier pourra apporter toute variante dans la définition des canaux qui ne sont pas supportés par la cellule de petite taille.

Ainsi, on pourra considérer que la station de base de la cellule de petite taille peut émettre un signal de type SCH, les terminaux se synchronisant alors sur ce signal lorsqu'ils sont en communication avec cette station de base.

On note que l'invention ne se limite pas aux réseaux UMTS ou 3GPP mais s'étend à tout réseau cellulaire dans lequel des cellules de grandes taille englobe des cellules de taille plus petite.

On notera que l'invention ne se limite pas à une implantation purement matérielle mais qu'elle peut aussi être mise en oeuvre sous la forme d'une séquence d'instructions d'un programme informatique ou toute forme mixant une partie matérielle et une partie logicielle. Dans le cas où l'invention est implantée partiellement ou totalement sous forme logicielle, la séquence d'instructions correspondante pourra être stockée dans un moyen de stockage amovible (tel que par exemple une disquette, un CD-ROM ou un DVD-ROM) ou non, ce moyen de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un microprocesseur.

Claims

en mode veille, lorsque ledit terminal n'est pas en mode communication mais 1 présent et disponible pour une communication, dans une des cellules dudit réseau, caractérisé en ce que ladite première station de base gère le mode veille pour les terminaux présents dans ladite cellule de petite taille, ladite seconde station de base pouvant prendre en charge le mode communication.

REVENDICATIONS 1. Réseau de communication cellulaire comprenant au moins une première cellule (100), dite cellule de grande taille, associée à une première station de base (101) et englobant géographiquement au moins une seconde cellule (120), dite cellule de petite taille, associée elle-même à une seconde station de base (121), un terminal (123) dudit réseau pouvant être notamment en mode communication, lorsqu'une communication est établie entre ledit terminal et un terminal distant, et
2. Réseau cellulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première station de base gère l'ouverture d'une communication pour un terminal présent dans ladite cellule de petite taille, puis ledit réseau transfère la gestion de ladite communication à ladite seconde station de base.
3. Réseau cellulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'après la clôture de ladite communication, ledit terminal passe en mode veille et est géré par la dite première station de base.
4. Réseau cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite seconde station de base comprend des moyens de synchronisation sur un signal de synchronisation émis par ladite première station de base, par voie hertzienne (SCH).
5. Réseau cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite seconde station de base comprend des moyens de synchronisation sur un signal de synchronisation émis par ladite première station de base, par liaison filaire.
6. Réseau cellulaire selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit terminal déduit sa synchronisation sur ladite seconde

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station de base de celle sur ladite première station de base.
7. Réseau cellulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite synchronisation dudit terminal sur ladite seconde station de base est une pseudosynchronisation, tolérant des erreurs de synchronisation de l'ordre de 5 à 30 s.
8. Réseau cellulaire selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ledit terminal comprend : des moyens d'analyse des trajets multiples subis par un signal prédéterminé émis par ladite seconde station de base ; et des moyens de synchronisation sur ledit signal prédéterminé émis par ladite seconde station de base tenant compte de ladite analyse des trajets multiples ; lesdits moyens d'analyse mettant en oeuvre une étape de détermination d'au moins un trajet correspondant audit signal prédéterminé alimentant lesdits moyens de synchronisation, ledit trajet ou un desdits trajet correspondant audit signal prédéterminé, dit premier trajet, étant considéré comme base de synchronisation..
9. Réseau cellulaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de synchronisation tiennent compte uniquement de la détermination d'au moins un trajet correspondant audit signal prédéterminé émis par ladite seconde station de base, ladite détermination étant mise en oeuvre par lesdits moyens d'analyse des trajets multiples.
10. Réseau cellulaire selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ledit signal prédéterminé est un signal (CPICH) dédié au traitement des trajets multiples et émis par ladite seconde station de base.
11. Réseau cellulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins certaines cellules le composant fonctionnent de façon asynchrone.
12. Réseau cellulaire selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'au moins certaines cellules le composant fonctionnent de façon synchrone, avec une tolérance d'erreur de synchronisation entre elles inférieure à 5 asz
13. Réseau cellulaire selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ladite cellule de petite taille comprend des moyens

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d'émission d'un signal de synchronisation (SCH) permettant audit terminal de se synchroniser sur ladite seconde station de base avec une tolérance d'erreur inférieure à 5 pus.
14. Station de base, caractérisée en ce que, dans un réseau cellulaire, ladite station de base, dite première station de base, est destinée à être associée à une cellule dite cellule de petite taille qui est elle-même destinée à être englobée géographiquement dans une cellule, dite cellule de grande taille, associée ellemême à une seconde station de base et englobant géographiquement au moins une seconde cellule, un terminal dudit réseau pouvant être notamment en mode communication, lorsqu'une communication est établie entre ledit terminal et un terminal distant, et en mode veille, lorsque ledit terminal n'est pas en mode communication mais présent et disponible pour une communication, dans une des cellules dudit réseau, et en ce que ladite seconde station de base associée à ladite cellule de grande taille gère le mode veille pour les terminaux présents dans ladite cellule de petite taille, ladite première station de base pouvant prendre en charge le mode communication.
15. Station de base selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'elle est adaptée aux communications à haut débit.
16. Terminal destiné à coopérer avec au moins une station de selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que ledit terminal comprend : des moyens de première synchronisation ; - d'analyse des trajets multiples subis par un signal (CPICH) prédéterminé émis par ladite station de base ; et des moyens de seconde synchronisation plus fine que ladite première synchronisation, à partir de ladite analyse des trajets multiples.
17. Terminal selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite première synchronisation tolère des erreurs de synchronisation de l'ordre de 5 à 30, us.
18. Terminal selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé

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en ce que ladite seconde synchronisation tolère des erreurs de synchronisation inférieures à 5 p. s.
19. Procédé de gestion de réseau cellulaire comprenant au moins une première cellule, dite cellule de grande taille, associée à une première station de base et englobant géographiquement au moins une seconde cellule, dite cellule de petite taille, associée elle-même à une seconde station de base, un terminal dudit réseau pouvant être notamment en mode communication, lorsqu'une communication est établie entre ledit terminal et un terminal distant, et en mode veille, lorsque ledit terminal n'est pas en mode communication mais présent et disponible pour une communication, dans une des cellules dudit réseau, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - gestion d'un mode veille par ladite première station de base pour les terminaux présents dans ladite cellule de petite taille ; et - prise en charge du mode de communication par ladite seconde station de base.