FR2861530A1 - Procede d'optimisation de la localisation d'un terminal dans un reseau cellulaire de telecommunication - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'optimisation de la zone de localisation d'un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire.Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes :a) déterminer une zone limité e comprenant un nombre réduit de cellules dans lesquelles l'environnement radio dudit terminal est stable pendant une durée prédéterminée,b) transmettre la liste des cellules de ladite zone au réseau,c) transmettre au terminal un message de localisation uniquement dans les cellules de ladite liste.

Description

PROCEDE D'OPTIMISATION DE LA LOCALISATION D'UN TERMINAL

DANS UN RESEAU CELLULAIRE DE TELECOMMUNICATION

DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se situe dans le domaine des télécommunications et concerne un procédé de configuration du canal de radiomessagerie d'un réseau cellulaire.

L'invention se rapporte plus spécifiquement à un procédé d'optimisation de la zone de localisation d'un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

La gestion de la localisation géographique des terminaux mobiles est une fonction fondamentale dans un système de télécommunication cellulaire. Cette gestion s'appuie sur la définition de zones géographiques comprenant un nombre limité de cellules et identifiées de façon unique dans lesquelles le réseau envoie des messages de localisation ("paging message" en anglais) destinés à localiser un terminal dans le réseau et l'avertir qu'un appel lui est destiné. Ce message est transmis à travers un canal de radiomessagerie particulier appelé PCH (pour "Paginer Channel" en anglais).

Les normes GSM-GPRS et UMTS définissent plusieurs zones de localisation appelées LA (pour Location Area en anglais) pour le domaine circuit, et RA (pour Routing Area en anglais) pour le SP 22861/HM domaine paquet. Ces zones comportent généralement plusieurs cellules adjacentes.

La figure 1 illustre schématiquement des exemples de zones LA et RA. Bien qu'étant fonctionnellement dissociées, les zones de localisation circuit et paquet obéissent à certaines règles: - une zone LA peut contenir une ou plusieurs zones RA, - une zone RA appartient à une et une seule zone LA.

Dans le domaine à commutation de circuit, les zones de localisation LA sont gérées par le module MSC/VLR comprenant le commutateur MSC (pour Mobile Service Switching Center en anglais), et une base de données VLR (pour Visitor Location Register en anglais) contenant les informations liées aux abonnés en mode veille.

Dans le domaine à commutation de paquets (GPRS), les zones de localisation RA sont gérées par l'équipement SGSN (pour Serving GPRS Support Node en anglais) qui est l'équivalent du MSC/VLR pour les services en mode paquet.

Il n'existe a priori aucun lien entre les zones de localisation circuit vues par le VLR et les zones de localisation paquet vues par les SGSN. Par ailleurs, une zone LA ne dépend que d'un seul VLR et une zone RA ne dépend que d'un seul SGSN. En outre, les zones RA faisant partie d'une même zone LA peuvent être gérées par des SGSN différents.

Après inscription au réseau, un terminal

exécute une procédure de mise à jour dans le réseau coeur de la zone courante après chaque changement de zone de localisation. Le terminal connaît la zone dans SP 22861/HM laquelle se trouve la cellule courante grâce aux informations diffusées sur un canal balise associé à chaque cellule (BCCH, pour Broadcast Control Channel).

En mode veille dans le domaine à commutation de circuit, les changements de cellule ne sont pas signalés au réseau par le terminal. En revanche, tout changement de zone de localisation LA doit être indiqué au réseau par le biais de la procédure de mise à jour appelée également ( Location update en anglais). Cette information est mémorisée dans le VLR.

En mode actif, la mobilité du terminal dans un réseau GSM à commutation de circuit est entièrement contrôlée par le réseau en fonction de paramètres choisis par l'opérateur et de mesures radio effectuées par l'équipement de transmission radio du réseau (BTS, Base Transceiver Station). En d'autres termes, la norme GSM définit un point d'ancrage dans le réseau qui est invariant pendant la durée d'une communication.

Rappelons qu'en GPRS, il n'existe pas de connexion établie entre le terminal et le réseau, mais plutôt des sessions activées ou désactivées. Lorsqu'une session entre dans une phase d'inactivité, aucune ressource de transmission n'est utilisée dans le réseau. Le transfert de données entre le terminal et le réseau peut reprendre à tout moment donnant lieu à l'allocation de ressources temporaires.

Dans ce cas la mobilité du terminal peut être gérée soit par le réseau, d'une manière analogue au mode veille dans le domaine à commutation de circuit, soit par le terminal lui-même, contrôlée par SP 22861/HM des paramètres provenant du réseau. Cependant, en raison de l'absence de point d'ancrage dans l'architecture GPRS, le changement de cellule est peu efficace lorsqu'il est lié à un changement de zone RA.

Ainsi, lorsque le terminal passe d'une zone RA à une autre, toutes les informations relatives à la communication, détenues par l'ancien SGSN, doivent être transférées vers le nouveau SGSN.

De plus, le contexte de communication radio dans le nouveau SGSN n'est crée qu'une fois que le mobile a sélectionné sa nouvelle cellule d'accueil, ce qui allonge d'autant la durée de l'interruption de service.

En UMTS, la norme offre la possibilité de gérer de manière séparée la mobilité pour les services paquet et pour les services circuit. La mise à jour combinée des zones LA et RA est possible si le réseau coeur supporte une interface Gs entre le SGSN et le MSC/VLR ou si ces modules sont regroupés dans une même entité du réseau c ur. On parle alors de UMSC ou UMTS MSC.

Dans ce cas, le terminal utilise la procédure de "routing area update" comme dans le cas de mise à jour des zones RA. Une zone RA étant un sousensemble d'une zone LA, la mise à jour d'une zone RA permet à l'UMSC de connaître la zone LA du terminal.

La définition des zones de localisation permet certes au réseau de connaître avec une certaine précision la position du terminal et d'envoyer le massage de "paging" dans un sous-ensemble des cellules du réseau. Cependant, les mécanismes de l'art antérieur SP 22861/HM décrits ci-dessus ne sont pas totalement satisfaisants car le compromis sur la taille des zones de localisation est difficile à trouver dans les zones à forte densité.

En outre, la capacité du canal radio PCH n'est pas suffisante pour supporter un nombre élevé de zones de localisation.

Par ailleurs, dans une grande majorité de situations, l'usager d'un terminal mobile se déplace très peu et dans une zone géographiquement limitée. C'est le cas par exemple des usagers qui se trouvent pendant une grande partie de la journée dans leurs bureaux ou dans leur entreprises. Du fait que les procédures de localisation sont déclenchées par le réseau, ce dernier continue à envoyer des messages de "paging" dans des zones dans lesquelles la probabilité de présence du terminal est quasiment nulle. Il en résulte une consommation inutile de ressources radio.

Un premier but de l'invention est de prévoir un mécanisme de négociation entre le terminal et le réseau qui permet d'optimiser la taille de localisation dans laquelle le réseau envoie des messages de "paging" au terminal.

EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention préconise un procédé d'optimisation de la zone de localisation d'un terminal mobile dans un réseau cellulaire de télécommunication dans lequel un terminal mobile campe sur une cellule courante et effectue des mesures sur des cellules voisines de ladite cellule courante afin de SP 22861/HM sélectionner la cellule qui offre la meilleure qualité de réception radio.

Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes: a) déterminer une zone limitée comprenant un nombre réduit de cellules dans laquelle l'environnement radio dudit terminal est stable pendant une durée prédéterminée, b) transmettre la liste des cellules de 10 ladite zone limitée au réseau, c) transmettre au terminal un message de localisation uniquement dans les cellules de ladite zone.

Préférentiellement, la détermination de la 15 zone limitée est effectuée par le terminal.

Grâce à l'invention, le réseau utilise des ressources radio limitées pour transmettre les messages de "paging".

Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, lorsque le terminal se trouve dans une zone comportant des cellules dont les signaux radio ne sont pas détectés par le terminal pour des raisons topographiques, le réseau transmet audit terminal des messages de localisation dans au moins une cellule supplémentaire dont les signaux radio sont indétectables par le terminal.

Le procédé selon l'invention, peut être mis en oeuvre dans un réseau à commutation de circuit ou dans un réseau à commutation de paquet.

L'invention concerne également un terminal mobile connecté à un réseau de télécommunication SP 22861/HM cellulaire comportant des moyens pour déterminer au moins une zone limitée comprenant un nombre réduit de cellules dans lesquelles l'environnement radio est stable pendant une durée prédéterminée et dans lesquelles ledit réseau transmet audit terminal les messages de localisation.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement un exemple de zones de localisation LA et RA définies par les normes GSM et UMTS.

- la figure 2 représente schématiquement une phase de négociation entre le terminal et le réseau pour définir une zone de localisation.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'invention va être décrite dans le cadre 20 d'une application dans un réseau UMTS.

Rappelons qu'en UMTS, une connexion RRC (pour Radio Resource Control en anglais) est toujours présente quel que soit le type de service actif (circuit ou paquet). Afin de permettre au réseau d'accès radio l'UTRAN (pour Universal Transmission Radio Access Network) de s'adapter au mieux à l'ensemble des classes de service qui devront être supportées, quatre états différents de la connexion RRC ont été définis par la norme UMTS: CELLDCH, CELL FACH, CELL PCH et URA PCH. Ces états correspondent SP 22861/HM à différents niveaux d'activité de la connexion terminal-réseau.

A l'état CELL DCH des canaux de transport dédiés sont alloués pour les deux sens de communication. C'est l'état qui sera choisi pour le transport des applications à contraintes temps réel.

Dans cet état, la mobilité du terminal est contrôlée par le réseau en fonction de mesures effectuées par le mobile ou le réseau.

Dans l'état CELL FACH, aucun canal physique dédié n'est alloué au terminal. Cependant le terminal (respectivement le réseau) a cependant la possibilité de transmettre des données usager sur le canal RACH (respectivement FACH). Par ailleurs, dans cet état, le réseau a la possibilité de demander au terminal d'effectuer des mesures radio en vue de contrôler ses déplacements comme dans l'état CELL_DCH.

Dans les états CELL PCH et URA PCH aucune ressource dédiée n'est allouée au mobile. Ce dernier se contente de lire les informations transmises par le réseau sur les canaux BCH et PCH et contrôle lui-même sa mobilité dans le réseau au moyen des même critères que ceux employés en mode veille dans le domaine à commutation de circuit.

Dans l'état CELL PCH, le terminal signale tout changement de cellule au réseau pour que ce dernier lui transmette le message de "paging" à travers le canal PCH.

Dans l'état URA PCH, le réseau ne connaît pas précisément la cellule courante du terminal. Ainsi, lorsqu'il souhaite joindre le terminal, il doit le SP 22861/HM faire à travers tous les canaux PCH de toutes les cellules de l'URA courante du terminal.

Sur la figure 2, le terminal échange des informations avec le réseau coeur ou le réseau d'accès afin de définir la zone de localisation. On suppose que le terminal mobile MS est à l'état URA PCH. Dans cet état le réseau ne dispose d'aucune information concernant la position du terminal dans la couverture radio. Dans les procédures de l'art antérieur, lorsqu'un appel est destiné au terminal, le réseau envoie au terminal un message de localisation à travers le canal PCH sur une zone définie par le réseau.

Dans le cas où le procédé de l'invention est mis en oeuvre, le terminal MS effectue préalablement une estimation de la stabilité de son environnement radio afin de détecter les cellules voisines dans lesquelles il est suceptible de se trouver avec une grande probabilité.

L'estimation de la stabilité de l'environnement radio est réalisée selon un procédé décrit dans la demande intitulée procédé de détection d'une zone de stabilité de l'environnement radio d'un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire déposée par la demanderesse le même jour.

Lorsque les déplacements de l'usager du terminal mobile sont situés dans une zone limitée, le terminal reçoit les signaux radio des stations de base d'un nombre limité de cellules voisines de la cellule courante. Si au bout d'une durée prédéfinie, le groupe de cellules voisines ne change pas, alors le terminal sélectionne les cellules dont il reçoit les signaux SP 22861/HM radio et transmet la liste de ces cellules au réseau (flèche 2). Si le réseau veut avertir le terminal d'un message entrant, il envoie un message de "paging" uniquement dans les cellules de la liste reçue du terminal (flèche 4).

Si le terminal se trouve dans une zone comportant des cellules qui lui sont masquées sur le plan radio par la configuration topographique du lieu, le réseau envoie le message de "paging" également dans ces cellule masquées. C'est le cas par exemple lorsque le terminal se trouve dans un bâtiment dont la structure métallique forme une cage de faraday empêchant les ondes radio d'atteindre le terminal.

La procédure de négociation entre le terminal et le réseau permet au terminal de fournir au réseau une liste réduite de cellules dans lesquelles le message de "paging" sera transmis par le réseau.

SP 22861/HM

Claims (7)

REVENDICATIONS

1.Procédé d'optimisation de la zone de localisation d'un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) déterminer une zone limitée comprenant un nombre réduit de cellules dans lesquelles l'environnement radio dudit terminal est stable pendant une durée prédéterminée, b) transmettre la liste des cellules de ladite zone au réseau, c) transmettre au terminal un message de localisation uniquement dans les cellules de ladite liste.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détermination de la liste réduite de cellules est effectuée par le terminal.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les messages de localisation sont transmis au terminal par le réseau.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit réseau transmet en outre audit terminal des messages de localisation dans au moins une cellule supplémentaire dont les signaux radio sont indétectables par le terminal.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit réseau est à commutation de circuit.

6. Procédé selon la revendication 4, 30 caractérisé en ce que ledit réseau est à commutation de paquet.

SP 22861/HM

7. Terminal mobile connecté à un réseau de télécommunication cellulaire, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déterminer au moins une zone limitée comprenant un nombre réduit de cellules dans lesquelles l'environnement radio est stable pendant une durée prédéterminée et dans lesquelles ledit réseau transmet audit terminal un message de localisation.

SP 22861/HM