FR2855929A1 - Telecommunications mobiles avec antennes multisectorielles - Google Patents

Abstract

De façon à couvrir une zone (10) de télécommunication mobile, un noeud de réseau d'accès comprend une première antenne multi-sectorielle pour émettre et recevoir dans plusieurs premières directions principales (11, 12, 13) sur une même première fréquence fixe couvrant chacune un premier secteur (17, 18, 19) ayant de part et d'autre de la première direction principale, une frontière commune avec un autre premier secteur. Une deuxième antenne multi-sectorielle située au même endroit que la première antenne multi-sectorielle permet d'émettre et de recevoir dans plusieurs deuxièmes directions principales (14, 15, 16) sur une deuxième fréquence fixe couvrant chacune un deuxième secteur (7, 8, 9) ayant de part et d'autre de la deuxième direction principale, une frontière commune avec un autre deuxième secteur, chaque deuxième direction principale étant dans l'axe d'une frontière entre deux premiers secteurs. Un passage franc de la première à la deuxième fréquence, est déclenché pour un mobile qui s'approche d'une frontière commune à deux premiers secteurs.

Description

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Télécommunications mobiles avec antennes multisectorielles.

Le domaine de l'invention est celui des télécommunications mobiles.

Un opérateur de télécommunication mobile répartit généralement une étendue géographique de couverture en zones qu'il équipe chacune d'une antenne d'émission réception pilotée par un neud de réseau d'accès.

Lorsque l'antenne est multi-sectorielle, celle-ci émet et reçoit dans plusieurs directions dites principales qui définissent chacune un secteur angulaire de couverture de sorte que l'union de tous les secteurs assure la couverture en émission et en réception de la zone équipée 15 par l'antenne.

Dans les technologies utilisant le multiplexage d'une multitude de canaux, autre que celui du multiplexage en fréquences, une seule fréquence fixe commune à plusieurs antennes, permet à un mobile d'évoluer d'une zone à 20 l'autre sans avoir à changer de fréquence.

On connaît par exemple la technologie UMTS selon laquelle des codes orthogonaux d'étalement de spectre sur la fréquence fixe, sont attribués à chaque canal. A chaque zone correspond un noeud de base (Node B) du réseau d'accès 25 qui gère alors une cellule dans le cas d'une antenne monosectorielle ou plusieurs cellules dans le cas d'une antenne multisectorielle, chaque cellule correspondant alors à un secteur de la zone. Un contrôleur de réseau radio (RNC pour Radio Network Controler) supervise 30 plusieurs neuds de base. On distingue les liens descendants (downlink) pour les canaux de communication depuis le réseau d'accès vers les mobiles et les liens montants (uplink) pour les canaux de communication depuis les mobiles vers le réseau d'accès. Sur chaque lien descendant, un code de brouillage (scrambling) distinct 5 permet de distinguer une cellule, un code d'étalement variable orthogonal (OVSF pour orthogonal variable spreading factor) distinct permet de distinguer chaque service dans une cellule. Sur chaque lien montant, un code de brouillage distinct permet de distinguer un mobile, un 10 code OVSF distinct permet de distinguer chaque service au sein d'un mobile. Des ensembles différents de codes sont attribués à des cellules voisines de façon à minimiser les interférences externes entre cellules. Pour une fréquence fixe donnée, la quantité de canaux possibles, est limitée 15 par le nombre de codes disponibles.

Lorsqu'un mobile sort d'une zone pour entrer dans une autre, la conservation de fréquence permet de faire un passage souple (soft handover). Lorsqu'un mobile est en état de passage souple, il dispose de plusieurs codes 20 distinctifs de zones pour écouter plusieurs neuds de base, chaque neud de base disposant d'au moins un code distinctif du mobile pour écouter le mobile. Le RNC gère alors au moyen de techniques connues, les liens descendants vers le mobile et les liens montants en 25 provenance du mobile de façon à assurer une continuité de communication au passage d'une zone à l'autre.

Avec une antenne multi-sectorielle, lorsqu'un mobile sort d'un secteur pour entrer dans un autre, la conservation de fréquence permet de faire un passage plus 30 souple (softer handover). Lorsqu'un mobile est en état de passage plus souple, il dispose de plusieurs codes distinctifs de secteurs pour écouter le noeud de base à partir de plusieurs directions principales de l'antenne, le neud de base écoutant alors le mobile à partir de ces mêmes directions principales de l'antenne. Le neud de base 5 gère alors au moyen de techniques connues, les liens descendants vers le mobile et les liens montants en provenance du mobile de façon à assurer une continuité de communication au passage d'un secteur à l'autre.

Un problème se pose cependant lorsque le mobile se déplace au voisinage d'une frontière entre secteurs en faisant éventuellement des allerretours d'un secteur à l'autre. On peut alors assister à un nombre intempestif de passages plus souples qui présentent entre autres 15 l'inconvénient d'une plus grande consommation de puissance rayonnante induite par l'émission de l'antenne suivant deux direction principales et éventuellement par une plus grande puissance appelée du mobile pour compenser les pertes en réception induites à la frontière par 20 l'éloignement angulaire du mobile de chacune des directions principales.

Un problème se pose aussi lorsque le mobile évolue à la fois au voisinage d'une frontière entre secteurs et d'une frontière entre zones, à cause de la mise en 25 concurrence d'un passage souple et d'un passage plus souple.

Un objet de l'invention est un noeud de réseau d'accès pour couvrir une zone de télécommunication mobile, comprenant une première antenne multisectorielle agencée 30 pour émettre et recevoir dans plusieurs premières directions principales sur une même première fréquence fixe utilisable pour multiplexer une première multitude de canaux de communications avec des mobiles situés chacun dans un premier secteur ayant de part et d'autre de l'une des premières directions principales, une frontière commune avec un autre premier secteur.

Le neud de réseau d'accès est remarquable en ce qu'il comprend: - une deuxième antenne multi-sectorielle située au même endroit que la première antenne multi-sectorielle et 10 agencée pour émettre et recevoir dans plusieurs deuxièmes directions principales sur une même deuxième fréquence fixe utilisable pour multiplexer une deuxième multitude de canaux de communications avec des mobiles situés chacun dans un deuxième secteur ayant de part et d'autre de l'une 15 des deuxièmes directions principales, une frontière commune avec un autre deuxième secteur, chaque deuxième direction principale étant dans l'axe d'une frontière entre deux premiers secteurs de sorte que chaque frontière entre deux deuxièmes secteurs est dans l'axe d'une 20 première direction principale; - des moyens agencés pour déclencher un passage franc de canal de la première multitude à un canal de la deuxième multitude pour un mobile qui s'approche d'une frontière commune à deux premiers secteurs et pour déclencher un 25 passage franc de canal de la deuxième multitude à un canal de la première multitude pour un mobile qui s'approche d'une frontière commune à deux deuxièmes secteurs.

La deuxième fréquence fixe procurée par la deuxième antenne multisectorielle, permet de quasiment doubler la 30 quantité de canaux multiplexés sur une seule fréquence, sans accroître les interférences entre canaux à l'intérieur de la zone, les deux fréquences étant différentes.

L'agencement de moyens pour passer de la première multitude à la deuxième multitude de canaux et bien 5 entendu réciproquement de la deuxième à la première multitude de canaux, permet de placer systématiquement le mobile sur la fréquence qui offre les meilleurs conditions de réception. Cet agencement permet aussi de réduire le taux de passages plus souples entre secteurs sur une même 10 fréquence.

Une réalisation possible consiste à agencer le moyens de façon à mesurer régulièrement la puissance de réception sur la fréquence non utilisée par un mobile en créant des trous brefs dans le signal émis par le mobile à la 15 fréquence courante. On fait alors émettre au mobile sur la fréquence de réserve, un signal de mesure dans les trous.

Lorsque le noeud de réseau d'accès détecte une plus forte puissance de réception sur la fréquence de réserve, cela signifie que le mobile est à plus faible distance 20 angulaire d'une direction principale de l'autre antenne que d'une direction principale de l'antenne utilisant la fréquence courante. Cependant ce type de réalisation nécessite de mettre en euvre un mode compressé de part et d'autre de chaque trou pour éviter des pertes 25 d'information en émission. Le mode compressé est d'autant plus difficile à mettre en oeuvre que le mobile est à forte distance angulaire de la direction principale courante.

Préférentiellement, les moyens sont agencés pour évaluer périodiquement les plus fortes puissances de 30 réception données par deux directions principales de la première, respectivement de la deuxième antenne, et pour détecter que le mobile s'approche d'une frontière commune à deux premiers secteurs, respectivement à deux deuxièmes secteurs, lorsque les puissances évaluées sont sensiblement égales.

Il n'est alors pas nécessaire de mesurer la puissance en réception sur la fréquence de réserve car une égalité de puissance selon deux directions principales implique que la puissance en réception sur la fréquence de réserve selon une direction principale colinéaire à l'axe médian 10 des deux directions principales, est meilleure.

Avantageusement, les moyens sont aussi agencés pour déclencher un passage souple de canal de la première multitude, respectivement de la deuxième multitude, à un canal de troisième multitude, respectivement de quatrième 15 multitude de canaux multiplexés sur la première fréquence fixe à partir d'une autre première antenne multisectorielle, respectivement sur la deuxième fréquence fixe à partir d'une autre deuxième antenne multisectorielle appartenant à un autre neud de réseau semblable pour 20 couvrir une zone connexe lorsqu'un mobile qui utilise un canal de la première multitude, respectivement de la deuxième multitude, s'approche de la zone connexe.

Ainsi, le passage souple d'une zone à une autre zone est effectué dans les conditions optimales de réception, 25 en considérant de fait les secteurs pour lesquels le mobile est à faible distance angulaire d'une direction principale d'antenne.

Particulièrement, les antennes multi-sectorielles sont des antennes trisectorielles.

Un autre objet de l'invention est un procédé de télécommunication mobile dans lequel un mobile utilise un canal montant pour communiquer avec un noeud de réseau d'accès comprenant deux antennes multi-sectorielles agencées pour émettre et recevoir dans plusieurs directions principales entrelacées, chaque antenne 5 utilisant une fréquence fixe pour multiplexer une multitude de canaux de communications, le canal montant étant multiplexé sur l'une des fréquences fixes dite fréquence courante, l'autre fréquence étant dite fréquence de réserve.

Le procédé est remarquable en ce qu'il comprend: - une étape de mesure dans laquelle le neud de réseau d'accès évalue périodiquement la puissance en réception sur le canal montant à la fréquence courante; - une étape de test secteur dans laquelle le noeud de 15 réseau d'accès analyse s'il est possible d'obtenir une meilleure puissance en réception sur la fréquence de réserve que la puissance en réception évaluée à la fréquence courante; - une étape de passage franc dans laquelle le neud de 20 réseau d'accès remplace la fréquence courante par la fréquence de réserve pour multiplexer au moins le canal montant lorsqu'il est possible d'obtenir une meilleure puissance en réception sur la fréquence de réserve que la puissance en réception évaluée à la fréquence courante.

L'étape de mesure sur le canal montant qui appartient à une multitude de canaux multiplexés sur la fréquence courante, permet d'apprécier les coordonnées radiale et angulaire du mobile dans un secteur. La puissance en réception peut être évaluée à partir de celle mesurée 30 selon une direction principale ou de puissances en réception mesurées selon plusieurs directions principales L'étape de test secteur permet de détecter celle des directions principales pour laquelle la fréquence associée offre les meilleurs conditions de réception.

L'étape de passage franc, telle qu'elle est 5 effectuée, permet de passer d'un secteur au voisinage de la frontière duquel est situé le mobile, à un secteur au voisinage de l'axe central duquel est situé le mobile. Le passage franc entre secteurs qui se chevauchent, est par conséquent plus performant qu'un passage plus souple entre 10 secteurs qui se touchent.

Dans l'étape de test secteur, le neud de réseau d'accès peut analyser s'il est possible d'obtenir une meilleure puissance en réception sur la fréquence de réserve que la puissance en réception évaluée à la 15 fréquence courante en commandant au mobile d'émettre des signaux de mesure en utilisant la fréquence de réserve pendant de brefs instants. Un mode de compression est alors nécessaire pour comprimer l'information qui aurait du être émise en utilisant la fréquence courante pendant 20 chaque bref instant de façon à transmettre cette information comprimée en utilisant la fréquence courante en dehors de ces brefs instants. Le mode de compression peut détériorer l'information.

Préférentiellement: - dans l'étape de mesure, le noeud de réseau d'accès évalue périodiquement deux directions principales donnant les plus fortes valeurs de puissance en réception sur le canal montant; - dans l'étape de test secteur, le noeud de réseau d'accès 30 compare les puissances en réception sur les deux directions principales évaluées; - dans l'étape de passage franc, le noeud de réseau d'accès remplace la fréquence courante par la fréquence de réserve pour multiplexer au moins le canal montant si les puissances en réception sont sensiblement égales.

Ceci évite d'avoir à effectuer des mesures sur une fréquence de réserve différente de la fréquence courante et dispense par conséquent du mode compressé pour ce faire.

Avantageusement, le procédé de télécommunication 10 mobile comprend: - une étape de test zone dans laquelle le noeud de réseau d'accès jauge la puissance totale en réception du canal montant; - une étape de passage souple dans laquelle le neud de 15 réseau d'accès déclenche un passage souple vers un autre noeud de réseau d'accès en conservant la fréquence courante si la puissance totale en réception est trop faible.

Il résulte de l'étape de test secteur que l'étape de test zone est effectuée avec la fréquence qui offre les 20 meilleurs conditions de réception. Ces meilleurs conditions de réception favorisent le passage souple entre zones sans avoir à changer de fréquence.

De nombreux détails et avantages ressortent de l'exemple de mise en oeuvre préférée, décrit à présent en 25 référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre des zones avec une antenne trisectorielle au centre de chacune; - la figure 2 montre à nouveau les zones de la figure 1 avec au centre de chacune, une autre antenne tri30 sectorielle avec des directions principales pivotées de 30 par rapport à celles de la figure 1; - la figure 3 montre une zone o sont représentées les deux antennes tri- sectorielles; - la figure 4 est un schéma partiel de noeud de réseau d'accès conforme à l'invention; - la figure 5 montre des étapes de procédé conforme à l'invention.

En référence à la figure 1, la couverture géographique d'un réseau d'accès d'opérateur de télécommunication mobile, est répartie en zones 10, 20, 10 30. Ici seulement trois zones sont représentées mais on comprend que le nombre de zones est quelconque et déterminé de façon à assurer la couverture géographique de l'opérateur. On représente généralement les zones 10, 20, 30, schématiquement sous forme hexagonale qui peut en fait 15 varier en fonction de la typologie du terrain. De même la frontière entre zones est en réalité moins marquée que sur la figure, les zones pouvant se recouvrir de façon à passer progressivement d'une zone à l'autre.

Au centre de chaque zone est disposée une antenne 20 tri-sectorielle agencée pour émettre et recevoir sur une fréquence fixe fl, dans trois directions principales 11, 12, 13 dans la zone 10, respectivement 21, 22, 23 dans la zone 20, respectivement 31, 32, 33 dans la zone 30.

Les trois directions principales d'émission réception 25 d'une même antenne tri-sectorielle, font entre elles un angle de l'ordre de 1200. Par exemple dans la zone 10, l'antenne tri-sectorielle donne pour chaque direction principale 11, 12, 13, un maximum de puissance d'émission et de réception qui s'estompe progressivement pour des 30 directions qui s'écartent de la direction principale.

Ainsi, la puissance d'émission réception embrasse un l1 premier secteur 17 qui se répartit de part et d'autre de la direction principale 11, allant d'une valeur maximale dans la direction principale à une valeur minimale aux frontières du secteur représentées par les lignes 5 pointillées qui joignent les sommets symétriques de la zone 10 par rapport à la direction principale 11. De même, la puissance d'émission réception embrasse un deuxième secteur 18, respectivement un troisième secteur 19 qui se répartit de part et d'autre de la direction principale 12, 10 respectivement de la direction principale 13, allant d'une valeur maximale dans la direction principale à une valeur minimale aux frontières du secteur représentées par les lignes pointillées qui joignent les sommets symétriques de la zone 10 par rapport à la direction principale 12, 15 respectivement à la direction principale 13.

Les explications précédentes pour la zone 10, sont aisément transposées aux zones 20 et 30.

Dans la zone 20, le secteur 27 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction 20 principale 21, le secteur 28 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 22, le secteur 29 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 23.

Dans la zone 30, le secteur 37 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 31, le secteur 38 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 32, le secteur 39 présente un maximum de 30 puissance d'émission réception selon la direction principale 33.

Toutes les antennes tri-sectorielles à directions principales 11 à 13, 21 à 23, 31 à 32, disposent d'une même fréquence fixe fl pour multiplexer plusieurs canaux de communication. Le multiplexage des canaux se fait donc 5 par des moyens autre que le multiplexage de fréquences.

Par exemple de façon connue en technologie UMTS, un code d'étalement de spectre différent est attribué à chaque canal de communication, les codes d'étalement étant orthogonaux entre eux.

Un jeu de codes d'étalement distincts, est attribué à chaque zone 10, 20, 30 de sorte que les antennes trisectorielles n'interfèrent pas entre elles.

Lorsqu'un mobile de communication est par exemple dans la zone 10, la fréquence unique fi lui permet de 15 communiquer avec un noeud de base de réseau d'accès (Node B en technologie UMTS), en utilisant un canal de communication montant en émission (uplink en anglais) et un canal de communication descendant (downlink en anglais) en réception auxquels sont attribués des codes d'étalement 20 qui appartiennent au jeu de codes d'étalement qui est attribué à la zone 10. Le mobile n'interfère pas avec un autre mobile situé dans la zone 10 qui utilise la fréquence unique fi pour communiquer avec le neud de réseau d'accès car tout autre mobile utilise un autre 25 canal de communication montant en émission et un autre canal de communication descendant en réception auxquels sont attribués d'autres codes d'étalement qui appartiennent au jeu de codes d'étalement qui est attribué à la zone 10.

Lorsque par exemple, le mobile en communication sort de la zone 10 pour entrer par exemple dans la zone 20, il passe de canaux de communication montant et descendant utilisables avec l'antenne tri-sectorielle de la zone 10 à des canaux de communication montant et descendant utilisables avec l'antenne tri-sectorielle de la zone 20.

Un passage souple (soft handover en anglais) correspond à un remplacement des canaux de communication montant et descendant utilisables avec l'antenne trisectorielle de la zone 10 par des canaux de communication 10 montant et descendant utilisables avec l'antenne trisectorielle de la zone 20 avec période de recouvrement, c'est à dire que le mobile continue pendant la période de recouvrement, à émettre et à recevoir sur les canaux utilisables par l'antenne de la zone 10 alors qu'il a 15 commencé émettre et recevoir sur les canaux utilisables par l'antenne de la zone 20. Des techniques de traitement du signal dites de diversité, permettent alors un passage continu des canaux utilisables avec l'antenne de la zone aux canaux utilisables avec l'antenne de la zone 20.

L'antenne tri-sectorielle de par exemple la zone 10, utilise de préférence sa direction principale 11 pour recevoir, respectivement émettre sur les canaux montants, respectivement descendants des mobiles de communication situés dans le secteur 17.

Lorsqu'un mobile en communication sort du secteur 17 pour entrer par exemple dans le secteur 18 en restant dans la zone 10, il peut conserver les mêmes canaux de communication montant et descendant utilisables avec l'antenne tri-sectorielle de la zone 10. Cependant 30 l'antenne trisectorielle de la zone 10 utilise alors de préférence la direction principale 12 lorsque le mobile est arrivé dans le secteur 18.

Un passage plus souple (softer handover en anglais) correspond à un remplacement d'utilisation de direction 5 principale en émission réception de l'antenne tridirectionnelle. Les techniques connues de diversité permettent de conserver l'utilisation de la direction principale 11 en y superposant une utilisation de la direction principale 12 tant que le mobile est au 10 voisinage de la frontière qui sépare les secteurs 17 et 18 puis de supprimer l'utilisation de la direction principale 11 lorsque le mobile s'est éloigné de cette frontière dans le secteur 18.

L'intérêt de la séparation des canaux par des moyens 15 autres qu'un multiplexage par allocation de fréquences différentes, comme par exemple le multiplexage par codes orthogonaux d'étalement de spectre du système UMTS, réside dans la possibilité offerte à un mobile de communication, de se déplacer d'une zone à l'autre ou d'un secteur à 20 l'autre sans avoir à changer de fréquence. Les antennes tri-sectorielles émettant et recevant constamment sur la même fréquence indépendamment de la position des mobiles, il suffit alors tout au plus de changer de code d'étalement.

En référence à la figure 2, on retrouve les mêmes zones 10, 20, 30 que sur la figure 1. On comprend que la figure 2 se superpose à la figure 1, la représentation en deux figures étant faite par souci de clarté.

Au centre de chaque zone est disposée une deuxième 30 antenne trisectorielle au même endroit que la première antenne tri-sectorielle de la figure 1. Chaque antenne tri-sectorielle représentée sur la figure 2 est agencée pour émettre et recevoir sur une deuxième fréquence fixe f2, dans trois directions principales 14, 15, 16 dans la zone 10, respectivement 24, 25, 26 dans la zone 20, respectivement 34, 35, 36 dans la zone 30.

Les trois directions principales d'émission réception d'une même antenne tri-sectorielle, sont celles qui définissent les frontières entre secteurs représentés en figure 1. Par exemple dans la zone 10, la deuxième antenne 10 tri-sectorielle donne pour chaque direction principale 14, 15, 16, un maximum de puissance d'émission et de réception qui s'estompe progressivement pour des directions qui s'écartent de la direction principale. Ainsi, la puissance d'émission réception embrasse un premier secteur 7 qui se 15 répartit de part et d'autre de la direction principale 14, allant d'une valeur maximale dans la direction principale à une valeur minimale aux frontières du secteur représentées par les lignes doubles pointillées qui joignent les sommets symétriques de la zone 10 par rapport 20 à la direction principale 14. De même, la puissance d'émission réception embrasse un deuxième secteur 8, respectivement un troisième secteur 9 qui se répartit de part et d'autre de la direction principale 15, respectivement de la direction principale 16, allant d'une 25 valeur maximale dans la direction principale à une valeur minimale aux frontières du secteur représentées par les lignes doubles pointillées qui joignent les sommets symétriques de la zone 10 par rapport à la direction principale 12, respectivement à la direction principale 30 13. Les frontières des trois secteurs couverts par la deuxième antenne tri-sectorielle, correspondent aux directions principales de la première antenne trisectorielle.

Les explications précédentes pour la zone 10, sont aisément transposées aux zones 20 et 30.

Dans la zone 20, le secteur 4 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 24, le secteur 5 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 25, le secteur 6 présente un maximum de 10 puissance d'émission réception selon la direction principale 26.

Dans la zone 30, le secteur 1 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 34, le secteur 2 présente un maximum de 15 puissance d'émission réception selon la direction principale 35, le secteur 3 présente un maximum de puissance d'émission réception selon la direction principale 36.

Toutes les antennes tri-sectorielles à directions 20 principales 14 à 16, 24 à 26, 34 à 36, disposent d'une même fréquence fixe f2 pour multiplexer plusieurs canaux de communication. Le multiplexage des canaux utilisables par les deuxièmes antennes tri-sectorielles, se fait donc ici encore par des moyens autres que le multiplexage de 25 fréquences. En reprenant l'exemple précédemment mentionné de la technologie UMTS, un code d'étalement de spectre différent est attribué à chaque canal de communication, les codes d'étalement étant orthogonaux entre eux.

Un jeu de codes d'étalement distincts, est attribué à 30 chaque zone 10, 20, 30 de sorte que les deuxièmes antennes tri-sectorielles n'interfèrent pas entre elles. Les deuxièmes antennes n'interfèrent pas non plus avec les premières antennes car leurs fréquences sont fixées à des valeurs différentes.

La fréquence fixe unique f2 commune à toutes les 5 antennes trisectorielles représentées sur la figure 2, permet de mettre en oeuvre des passages souples et des passages plus souples de façon semblable aux passages précédemment décrits en référence à la figure 1.

La première fréquence fl et la deuxième fréquence f2, 10 permettent de doubler la quantité de canaux utilisables dans chaque zone. Ainsi certains mobiles situés par exemple dans la zone 10 utilisent des canaux multiplexés par attribution de codes d'étalement différents sur la même fréquence fi en réception et en émission selon au 15 moins une direction principale 11, 12, 13 de la première antenne tri-sectorielle pour la zone 10. D'autres mobiles situés aussi dans la zone 10 utilisent des canaux multiplexés par attribution de codes d'étalement différents sur la même fréquence f2 en réception et en 20 émission selon au moins une direction principale 14, 15, 16 de la deuxième antenne tri-sectorielle pour la zone 10.

L'agencement et le fonctionnement du noeud de réseau d'accès auquel appartiennent l'antenne à directions principales 11, 12, 13 et l'antenne à directions 25 principales 14, 15, 16, sont maintenant décrits en référence aux figures 3 à 5.

La figure 3 est une vue de l'une des zones, par exemple la zone 10 obtenue par superposition des vues représentées sur les figures 1 et 2.

Les directions principales 11, 12, 13 d'émission et de réception de la première antenne tri-sectorielle, sont représentées en trait simple. Les directions principales 14, 15, 16 d'émission et de réception de la deuxième antenne tri-sectorielle, sont représentées en trait double de façon à mieux les distinguer sur la figure. Les 5 frontières entre lessecteurs 17, 18 et 19 sont représentées en trait pointillés simples. Les frontières entre les secteurs 7, 8 et 9 sont représentées en trait pointillés doubles de façon à mieux les distinguer sur la figure. On observe que le secteur 17 chevauche le secteur 10 7 d'un coté de la direction principale 11 et chevauche le secteur 8 de l'autre coté de la direction principale 11.

De même, le secteur 18, respectivement 19, chevauche le secteur 8, respectivement 9 d'un coté de la direction principale 12, respectivement 13 et chevauche le secteur 15 9, respectivement 7 de l'autre coté de la direction principale 12, respectivement 13.

Sur le schéma partiel de la figure 4, sont représentés des éléments de noeud de réseau d'accès pour mettre en oeuvre l'invention relativement aux directions 20 principales 11, 12, 13, 14, 15 et 16. Ne sont pas représentés ici les éléments habituels pour traiter les messages en provenance et à destination des mobiles.

De façon conventionnelle, le neud de réseau d'accès comprend un récepteur 41, 42, 43, en cible des canaux 25 montants et un émetteur 51, 52, 53 en source des canaux descendants qui sont multiplexés sur la première fréquence fixe fl selon la direction principale 11, 12, 13. De même, le neud de réseau d'accès comprend un récepteur 44, 45, 46, en cible des canaux montants et un émetteur 54, 55, 56 30 en source des canaux descendants qui sont multiplexés sur la deuxième fréquence fixe f2 selon la direction principale 14, 15, 16.

Des moyens de mesure 47 sont agencés pour mesurer en permanence la puissance de chaque canal montant multiplexé 5 sur la fréquence fl telle qu'elle est reçue par celui des récepteurs 41, 42, 43 qui correspond à la direction principale du secteur 17, 18, 19 o se trouve un mobile utilisant le canal montant et telle qu'elle est reçue par au moins un autre des récepteurs 41, 42, 43 qui correspond 10 à la direction principale d'un secteur 17, 18, 19 le plus proche de celui o se trouve le mobile de façon à pouvoir apprécier la distance radiale du mobile par rapport à l'antenne et la distance angulaire du mobile par rapport à la direction principale.

Des moyens de mesure 48 sont agencés pour mesurer en permanence la puissance de chaque canal montant multiplexé sur la fréquence f2 telle qu'elle est reçue par celui des récepteurs 44, 45, 46 qui correspond à la direction principale du secteur 7, 8, 9 o se trouve un mobile 20 utilisant le canal montant et telle qu'elle est reçue par au moins un autre des récepteurs 44, 45, 46 qui correspond à la direction principale d'un secteur 7, 8, 9 le plus proche de celui o se trouve le mobile de façon à pouvoir apprécier la distance radiale du mobile par rapport à 25 l'antenne et la distance angulaire du mobile par rapport à la direction principale.

Un contrôleur 49 est agencé pour recevoir des moyens de mesure 47 et 48, un niveau de réception Nsup et un niveau de réception Ninf de chaque canal montant actif. 30 Chaque niveau de réception Nsup, respectivement Ninf, en provenance des moyens de mesure 47 correspond à la plus grande puissance, respectivement à la plus grande puissance immédiatement inférieure, de réception d'un canal montant pour lequel la fréquence courante fc est la fréquence fi. Chaque niveau de réception Nsup, 5 respectivement Ninf, en provenance des moyens de mesure 48 correspond à la plus grande puissance, respectivement à la plus grande puissance immédiatement inférieure, de réception d'un canal montant pour lequel la fréquence courante fc est la fréquence f2.

Le contrôleur 49 est agencé pour exécuter le procédé maintenant décrit en référence à la figure 5.

Le contrôleur 49 exécute périodiquement un cycle d'étapes 50 et 57 à 60 pour chaque canal montant actif.

Dans l'étape 50, le contrôleur 49 recueille deux 15 valeurs de niveau de réception Nsup et Ninf sur la fréquence courante fc utilisée par le canal montant actif.

Le niveau Nsup est en principe celui de réception, donné par la direction principale dans le secteur o se trouve le mobile qui émet sur le canal courant. Le niveau Ninf 20 est le plus élevé des niveaux de réception donnés par les directions principales dans les secteurs voisins de celui o se trouve le mobile qui émet sur le canal courant.

Par exemple, pour un mobile émettant sur la fréquence fi dans le secteur 17, le niveau Nsup est le niveau de 25 réception de la première antenne tri-sectorielle selon la direction principale 11, niveau que l'on sait théoriquement maximal lorsque le mobile est à proximité immédiate de l'antenne, en décroissant au fur et à mesure que le mobile s'éloigne radialement du lieu d'implantation 30 de l'antenne ou s'éloigne angulairement de la direction principale 11. On entend par théoriquement ce qui résulte de calculs appliqués à un terrain plat sans obstacles. La typographie du terrain peut sensiblement faire varier la répartition géographique théorique de niveaux de réception dans le secteur 17. Encore théoriquement sur terrain plat 5 sans obstacle, le niveau Ninf est le niveau de réception de la première antenne tri-sectorielle selon la direction principale 12 lorsque le mobile dans le secteur 17, se rapproche du secteur 18 ou selon la direction principale 13 lorsque le mobile se rapproche du secteur 19.

Les niveaux Nsup et Ninf proviennent de l'appareil de mesure 47 si la fréquence courante fc est la fréquence fl constamment utilisée par la première antenne trisectorielle ou de l'appareil de mesure 48 si la fréquence courante fc est la fréquence f2 constamment utilisée par 15 la deuxième antenne tri-sectorielle. Le contrôleur 49 calcule la somme Som et la différence Dif des niveaux Nsup et Ninf.

Dans l'étape 57, le contrôleur 49 teste si la somme est inférieure à un seuil Si. Le seuil Si est prédéterminé 20 pour indiquer que la puissance de réception par l'antenne tri-sectorielle de la zone 10, est au plus égale à la puissance de réception par une antenne tri-sectorielle d'une zone voisine 20, 30. Ainsi, lorsque la somme des niveaux de réception de l'antenne dans la zone 10, est 25 inférieure au seuil Si, il existe une antenne en zone voisine 20, 30 avec une puissance de réception sensiblement identique, voire meilleure que celle de l'antenne en zone 10. On considère que l'antenne de la zone 10 convient pour communiquer avec le mobile en 30 réception et en émission lorsque la puissance de réception sur le canal montant du mobile, est supérieure au seuil Si. Le seuil Si est prédéterminé ou de préférence ajustable sur site pour être adapté à la typographie du terrain.

L'étape 58 est activée si la somme Som est inférieure 5 au seuil Si. L'étape 58 déclenche un passage (handover en anglais) du canal montant et du canal descendant de communication qui font partie du jeu de canaux de la zone 10, à un canal montant et à un canal descendant de communication qui font partie du jeu de canaux de zone 10 voisine 20, 30.

Un mode de passage franc (hard handover) demande à ce que le seuil Si soit choisi de façon suffisamment faible pour éviter des retours arrières intempestifs aux canaux précédents.

Le mode de passage souple (soft handover) est préféré pour la technologie UMTS. Le seuil Si, alors choisi à une valeur supérieure à celle du mode de passage franc, permet de continuer à utiliser l'antenne de la zone 10 tout en commençant à utiliser une ou plusieurs antennes d'une ou 20 plusieurs zones voisines 20, 30. L'utilisation simultanée de plusieurs antennes de plusieurs zones dont la zone de départ sur la même fréquence fixe fc, permet un fonctionnement continu de communication du mobile, y compris lorsque le mobile reste en frontière de zone ou 25 revient dans la zone de départ.

L'étape 58 est terminée lorsque, de façon connue, le réseau d'accès décide de continuer la communication au moyen de l'antenne d'une seule zone, c'est à dire lorsque le mobile est détecté franchement dans une zone. Le mobile 30 est détecté franchement dans une zone lorsque la puissance de réception par l'antenne de cette zone, est nettement supérieure au seuil Si. En fin d'étape 58, l'étape 50 est activée au sein de la zone d'arrivée qui est une zone différente de la zone de départ ou à nouveau la zone de départ si le mobile n'a fait qu'une brève excursion à la frontière d'une autre zone.

L'étape 59 est activée si la somme Som n'est pas inférieure au seuil Si. La somme Som supérieure au seuil Si, indique que le mobile ne s'éloigne pas de la zone courante.

Dans l'étape 59, le contrôleur 49 teste si la différence calculée en étape 50, est inférieure à un seuil S2. Le seuil S2 est prédéterminé pour indiquer que la puissance de réception est sensiblement identique selon deux directions principales de l'antenne tri-sectorielle. 15 Il résulte du calcul en étape 50 de la différence que ces deux directions principales sont celle recevant avec le niveau Nsup et celle recevant avec le niveau Ninf. Ceci se produit lorsque le mobile est à la frontière des secteurs propres à chaque direction principale.

Si la différence Dif n'est pas inférieure au seuil S2, le mobile n'est pas au voisinage de la frontière qui sépare deux secteurs considérés pour la fréquence courante fc, mais franchement dans le secteur propre à la direction principale pour laquelle le niveau Nsup est mesuré. 25 L'étape 50 est alors réactivée pour un nouveau cycle d'évaluation de la position radiale et de la position angulaire par rapport à la direction principale dans le secteur courant, c'est à dire pour un traitement suivant des niveaux Nsup et Ninf en cours. L'étape 50 est exécutée 30 par le contrôleur de la zone d'arrivée.

L'étape 60 est activée si la différence Dif testée en étape 59, est inférieure au seuil S2. Ceci signifie que le mobile est au voisinage de la frontière du secteur courant avec un autre secteur de la même zone, c'est à dire dans 5 l'axe d'une direction principale de l'autre antenne trisectorielle dont la fréquence fixe d'émission et de réception, constitue alors une fréquence de réserve fr.

L'étape 60 déclenche un passage franc (hard handover en anglais), c'est à dire un passage du secteur courant à 10 un autre secteur de la même zone, les canaux de communication appartenant toujours au même ensemble de canaux qui est attribué à la zone courante. Dans l'étape 60, on bascule la fréquence courante fc sur la fréquence de réserve fr qui offre naturellement une meilleure 15 puissance de réception selon la direction principale dans l'axe de laquelle se trouve le mobile au moment de l'exécution de l'étape 60. L'autre secteur n'est pas ici un secteur tangent au secteur précédent, considéré pour la même fréquence fixe fc mais un secteur qui chevauche le 20 secteur précédent et un secteur tangent, considéré pour une autre fréquence fixe fr. La fréquence dite de réserve fr devient alors la nouvelle fréquence courante fc.

L'étape 50 est alors réactivée pour un nouveau cycle d'évaluation de la position radiale et de la position 25 angulaire par rapport à la direction principale dans le nouveau secteur courant propre à la direction principale d'émission et de réception sur l'autre fréquence fixe, c'est à dire pour un traitement suivant des niveaux Nsup et Ninf en cours.

Le noeud de réseau d'accès et le procédé fonctionnent par exemple de la façon suivante pour un mobile qui se déplace du centre du secteur 17 vers le centre du secteur 37 sur la figure 1.

Initialement, le mobile étant dans l'axe de la direction principale 11, il utilise un canal montant parmi ceux multiplexés sur la fréquence fl.

Lorsque le mobile se dirige vers le centre du secteur 37, il commence par se rapprocher du secteur 19 dans la zone 1. Les moyens de mesure 47 donnent un niveau Nsup selon la direction principale 11 et un niveau Ninf selon 10 la direction principale 13. Le contrôleur 49 commence par détecter en étape 59 que le mobile se trouve au voisinage de la frontière qui sépare le secteur 17 et le secteur 19 et commande un passage de la fréquence fl à la fréquence f2 de sorte que le mobile est dans le secteur 7 de la 15 figure 2 à faible distance angulaire de la direction principale 14. On remarque que le mobile est passé de la première antenne à la deuxième antenne de la zone 10 sans qu'il ait été nécessaire de faire une émission à partir du mobile sur la fréquence f2 pour détecter que celle-ci est 20 plus appropriée pour obtenir un maximum de puissance de réception dans la zone 10. Il n'y a donc pas besoin d'interrompre l'émission sur la fréquence fl avant de changer de fréquence.

Le mobile, continuant à évoluer dans le secteur 7, se 25 rapproche du secteur 2 pour lequel la direction principale est naturellement la plus appropriée pour recevoir une émission du mobile avec un maximum de puissance. Le contrôleur 49 détectant en étape 57, une baisse de puissance de réception dans la zone 10, déclenche en étape 30 58, un passage souple de la zone 10 vers les zones 20 et 30. L'initiation de passage souple vers la zone 20 ne pose pas de problème car il se fait à la même fréquence fixe f2 que vers la zone 30. Le passage souple se termine dans la zone 30 lorsque le mobile a pénétré suffisamment dans le secteur 2.

Le mobile, continuant à évoluer dans le secteur 2, se rapproche ensuite de la frontière qui sépare le secteur 2 du secteur 1. Des moyens de mesure pour la zone 30, identiques aux moyens de mesure 48 pour la zone 10, donnent un niveau Nsup selon la direction principale 35 et 10 un niveau Ninf selon la direction principale 34. Un contrôleur pour la zone 30, identique au contrôleur 49 pour la zone 10, détecte alors en étape 59 que le mobile se trouve à faible distance angulaire de la direction principale 31 et remplace en étape 60, la fréquence f2 par 15 la fréquence fl qui est la plus appropriée pour recevoir sur la première antenne tri-sectorielle de la zone 30, les émissions en provenance du mobile avec une forte puissance de réception.

Grâce à la présence de deux antennes tri-sectorielles 20 et à la sélection systématique de l'antenne offrant une plus grande puissance de réception selon l'une de ses directions principales, la passage souple d'une zone à l'autre se fait naturellement à puissance de réception et par conséquent à puissance d'émission optimales.

Dans l'exemple de déplacement du mobile qui vient d'être décrit, on comprend sur la figure 1 que la présence d'une seule antenne trisectorielle par zone serait source d'indécision entre un passage souple de zone 10 à zone 20 et un passage plus souple de secteur 17 à secteur 19 30 lorsque le mobile se trouve dans un voisinage simultanément d'une frontière intersectorielle et d'une frontière interzone.

L'enseignement de l'invention peut facilement être étendu à un nombre quelconque non nécessairement égal à 5 trois, de secteurs par antenne. Par exemple un secteur angulaire de 120 pour une antenne tri-sectorielle, devient un secteur de 90 pour une antenne quadrisectorielle. Les secteurs angulaires ne sont pas nécessairement de valeur égales lorsque par exemple la 10 typographie du terrain amène une répartition légèrement asymétrique avec un secteur de 130 et un autre de 1100.

Les directions principales des antennes sont alors ajustées en conséquence pour être dans l'axe des frontières inter-secteurs de l'antenne duale.

Claims (7)

Revendications:

1. Noeud de réseau d'accès pour couvrir une zone (10) de télécommunication mobile, comprenant une dite première 5 antenne multi- sectorielle agencée pour émettre et recevoir dans plusieurs premières directions principales (11, 12, 13) sur une même première fréquence fixe utilisable pour multiplexer une première multitude de canaux de communications avec des mobiles situés chacun dans un 10 premier secteur (17, 18, 19) ayant de part et d'autre de l'une des premières directions principales, une frontière commune avec un autre premier secteur, caractérisé en ce qu'il comprend: - une deuxième antenne multi-sectorielle située au même 15 endroit que la première antenne multi-sectorielle et agencée pour émettre et recevoir dans plusieurs deuxièmes directions principales (14, 15, 16) sur une même deuxième fréquence fixe utilisable pour multiplexer une deuxième multitude de canaux de communications avec des mobiles 20 situés chacun dans un deuxième secteur (7, 8, 9) ayant de part et d'autre de l'une des deuxièmes directions principales, une frontière commune avec un autre deuxième secteur, chaque deuxième direction principale étant dans l'axe d'une frontière entre deux premiers secteurs de 25 sorte que chaque frontière entre deux deuxièmes secteurs est dans l'axe d'une première direction principale; - des moyens (49) agencés pour déclencher un passage franc de canal de la première multitude à un canal de la deuxième multitude pour un mobile qui s'approche d'une 30 frontière commune à deux premiers secteurs et pour déclencher un passage franc de canal de la deuxième multitude à un canal de la première multitude pour un mobile qui s'approche d'une frontière commune à deux deuxièmes secteurs.

2. Noeud de réseau d'accès selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dits moyens (49) sont agencés pour évaluer périodiquement les plus fortes puissances de réception données par deux directions principales de la première, respectivement de la deuxième antenne, et pour 10 détecter que le mobile s'approche d'une frontière commune à deux premiers secteurs, respectivement à deux deuxièmes secteurs, lorsque les puissances évaluées sont sensiblement égales.

3. Noeud de réseau d'accès selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les dits moyens (49) sont aussi agencés pour déclencher un passage souple de canal de la première multitude, respectivement de la deuxième multitude, à un canal de troisième multitude, 20 respectivement de quatrième multitude de canaux multiplexés sur la première fréquence fixe à partir d'une autre première antenne multi-sectorielle, respectivement sur la deuxième fréquence fixe à partir d'une autre deuxième antenne multi-sectorielle appartenant à un autre 25 noeud de réseau semblable pour couvrir une zone (20, 30) connexe lorsqu'un mobile qui utilise un canal de la première multitude, respectivement de la deuxième multitude, s'approche de la zone connexe.

4. Noeud de réseau d'accès selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les antennes multisectorielles sont des antennes tri-sectorielles.

5. Procédé de télécommunication mobile dans lequel un mobile utilise un canal montant pour communiquer avec un neud de réseau d'accès comprenant deux antennes multisectorielles agencées pour émettre et recevoir dans plusieurs directions principales entrelacées, chaque 10 antenne utilisant une fréquence fixe pour multiplexer une multitude de canaux de communications, le canal montant étant multiplexé sur l'une des fréquences fixes dite fréquence courante, l'autre fréquence étant dite fréquence de réserve, caractérisé en ce qu'il comprend: - une étape de mesure (50) dans laquelle le noeud de réseau d'accès évalue périodiquement la puissance en réception sur le canal montant à la fréquence courante; - une étape de test secteur (59) dans laquelle le noeud de réseau d'accès analyse s'il est possible d'obtenir une 20 meilleure puissance en réception sur la fréquence de réserve que la puissance en réception évaluée à la fréquence courante; - une étape de passage franc (60) dans laquelle le noeud de réseau d'accès remplace la fréquence courante par la 25 fréquence de réserve pour multiplexer au moins le canal montant lorsqu'il est possible d'obtenir une meilleure puissance en réception sur la fréquence de réserve que la puissance en réception évaluée à la fréquence courante.

6. Procédé de télécommunication mobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que: - dans l'étape de mesure (50), le noeud de réseau d'accès évalue périodiquement deux directions principales donnant les plus fortes valeurs de puissance en réception sur le canal montant; - dans l'étape de test secteur (59), le neud de réseau d'accès compare les puissances en réception sur les deux directions principales évaluées; dans l'étape de passage franc (60), le neud de réseau d'accès remplace la fréquence courante par la fréquence de 10 réserve pour multiplexer au moins le canal montant si les puissances en réception sont sensiblement égales.

7. Procédé de télécommunication mobile selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend: 15 - une étape de test zone (57) dans laquelle le noeud de réseau d'accès jauge la puissance totale en réception du canal montant; - une étape de passage souple (58) dans laquelle le neud de réseau d'accès déclenche un passage souple vers un 20 autre noeud de réseau d'accès en conservant la fréquence courante si la puissance totale en réception est trop faible.