FR2740290A1

FR2740290A1 - Procede, dispositif et reseau de communication pour eviter les collisions dans une communication par radio

Info

Publication number: FR2740290A1
Application number: FR9612754A
Authority: FR
Inventors: Jari Hamalainen
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1995-10-23
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 1997-04-25
Anticipated expiration: 2016-10-21
Also published as: AU702769B2; AT408047B; GB2306858B; CN1204428A; SE518607C2; GB9622016D0; FI955030A0; US5966378A; WO1997015994A1; FI113223B; ATA180496A; SE9603731D0; FR2740290B1; NL1004295A1; RU2201035C2; GB2306858A; AU6990696A; IT1284978B1; NL1004295C2; FI955030L

Abstract

L'invention concerne un procédé, un dispositif (MS, BTS, GSN) et un réseau de télécommunications pour éviter des collisions dans une communication par radio bidirectionnelle à répartition temporelle, dans laquelle des messages sont transmis dans une première direction de communication dans un premier secteur et dans une seconde direction de communication, opposée, dans un second secteur. Dans la présente invention, le premier secteur dans la première direction de communication est détecté et, sur la base de cette détection, il y a sélection d'un secteur pour le second secteur qui ne chevauchera pas le premier secteur.

Description

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La présente invention concerne un procédé, un dispositif et un réseau de télécommunications pour éviter les collisions dans une communication bidirectionnelle à répartition temporelle dans laquelle des messages sont transmis dans une première direction de communication dans un premier secteur et dans une seconde direction de

communication opposée dans un second secteur.

La plupart des systèmes de communication mobiles actuels offrent des services de données et de la parole qui sont basés sur la technologie des circuits commutés. Dans la technologie des circuits commutés la connexion de communication est maintenue pendant toute la connexion bien qu'aucune information ne soit transmise à certains moments. Cela met inutilement en réserve les ressources de transfert qui sont également partagées par de nombreux autres utilisateurs, d'o il résulte que le maintien d'une connexion à commutation par circuits avec un abonné met inutilement en réserve les ressources de transfert des autres utilisateurs. Un autre inconvénient de la technologie de la commutation par circuits est la caractéristique analogue à des giclées des services de données. On sait que le transfert des informations par commutation par paquets rend plus efficace l'utilisation des

voies.

Comme le feront les réseaux fixes, le réseau futur de communication mobile sera en mesure de relayer le transfert tant à commutation par circuit qu'à commutation par paquets, c'est-à-dire le transfert ISDN (Integrated Services Digital Network ou Réseau Numérique à Services Intégrés) et le transfert ATM (Asynchronous Transfer Mode ou Mode de Transfert Asynchrone). On connaît dans les réseaux de communication mobiles un protocole basé sur le PRMA (Packet Reservation Multiple Access ou Accès Multiples à Réservation de Paquets) afin de relayer une information à paquets commutés. Celui-ci est également appelé "Packet Radio" (Radio à Paquets). Le PRMA est une technologie pour multiplexer la parole ou une donnée numérique formatée en paquets en une onde porteuse à répartition temporelle. En d'autres termes, le PRMA utilise un accès multiple à répartition temporelle des voies radio (TDMA, radio channel Time Division Multiple Access), dans lequel la transmission et la réception ont lieu par répartition temporelle à des instants donnés. Le protocole PRMA a été mis au point pour utiliser la discontinuité du transfert de la voie afin de supporter plus d'utilisateurs de la parole que ne le font les voies de la parole d'une onde porteuse à répartition temporelle. Dans ce cas, une voie est allouée à une station mobile, par exemple une voie de la parole lorsque celle-ci est produite et lorsque la parole se termine, la voie est libérée de sorte qu'une station mobile ne réserve pas inutilement de la capacité mais la voie est libre pour emploi à d'autres fins, par exemple pour les transmissions d'autres stations mobiles de la cellule. Le protocole TRMA est utilisé dans les systèmes de communication mobiles cellulaires pour communication entre une station mobile et une station de base. La liaison de communication entre une station mobile et une station de base est appelée liaison montante et la liaison de communication entre une station de

base et une station mobile, liaison descendante.

Les systèmes connus de communications mobiles qui sont basés sur l'accès multiple à répartition temporelle (TDMA) utilisent généralement soit le duplex à répartition temporelle (TDD, Time Division Duplex), soit le duplex à répartition de la fréquence (FDD, Frequency Division Duplex). Dans un système utilisant le TDD les transferts par liaison montante ainsi que par liaison descendante sont généralement effectués à la même fréquence que la division temporelle, c'est-à-dire à des instants différents. Le transfert de l'information est effectué dans un secteur de ce qu'on appelle une trame TDMA, ce qui veut dire qu'une station mobile transmet dans la liaison montante dans, par exemple, un secteur, et que la station de base transmet dans la liaison descendante dans un autre secteur. Dans plusieurs systèmes de communication basés sur la commutation par circuits, par exemple, la division temporelle est réalisée en allouant un certain secteur d'une trame à une certaine station mobile pour la communication tant montante que descendante et en retardant la trame montante, par exemple, de quelques secteurs, par rapport à la trame descendante, ce qui ce traduit par le fait que les mêmes secteurs dans la trame montante et dans la trame descendante ne se chevauchent pas. Dans ce type de système la liaison montante et la liaison descendante dépendent l'une de l'autre, ce qui signifie que les secteurs pour une station mobile sont alloués par paires pour les liaisons montante et descendante; en d'autres termes, toujours de façon simultanée tant pour le secteur de transmission que pour le secteur de réception. Ainsi, on peut avoir l'assurance qu'il ne se produit aucune collision entre les liaisons montante et descendante. D'autre part, ce type de mode opératoire constitue une utilisation inefficace des ressources. Si, en plus de cela, l'allocation ou la réservation de secteurs pour une certaine station mobile est symétrique, cela signifie qu'une station mobile transmet et reçoit dans de nombreux secteurs identiques dans la liaison montante et

dans la liaison descendante.

D'autre part, on connaît des systèmes, tels que le système basé sur le protocole PRMA et le GPRS de GSM (General Packet Radio Service, Service Radio Général par Paquets) qu'on décrit ultérieurement plus en détail, dans lesquels les liaisons montante et descendante sont indépendantes l'une de l'autre, ce qui signifie qu'à une station mobile sont alloués séparément un secteur de transmission pour une liaison montante et séparément un secteur de réception pour une liaison descendante,

complètement indépendants l'un de l'autre.

Dans un système utilisant le FDD (Frequency Division Duplex, Duplex à Répartition de Fréquence) qu'on mentionne ci-dessus, les transferts montants et descendants sont effectués à des fréquences différentes. Dans un système de ce type, la transmission et la réception ont lieu simultanément. D'autre part, il existe des systèmes, tels que le GSM, qui utilisent la répartition temporelle ainsi que la répartition par fréquence, ce qui veut dire que même si la transmission et la réception ont lieu à des fréquences

différentes, elles ne se produisent pas simultanément.

Un problème soulevé dans les systèmes, dont les transmissions montante et descendante sont indépendantes l'une de l'autre, est celui des collisions, signifiant que

les transmissions montante et descendante se chevauchent.

Dans les systèmes utilisant des transmissions montante et descendante indépendantes, la station de base ne sait pas quelle station mobile est en train d'émettre dans la liaison montante au moment o la station de base doit transmettre un paquet dans la liaison descendante. Ce type de situation est présenté en figure 1 dans laquelle les transmissions montante et descendante sont indépendantes l'une de l'autre et dans la figure, au centre de la trame TDMA, les liaisons montante et descendante sont en communication simultanée avec la même station mobile, ce qui se traduit par une

collision et au moins l'une des transmissions est perdue.

Par exemple, dans le système radio par paquets qu'on décrit ci-dessus, utilisant des transmissions montante et descendante indépendantes l'une de l'autre, les paquets sont formés à des moments qu'il est presque impossible de prévoir. D'une façon identique, les paquets émis par la station de base peuvent arriver à la station mobile d'une manière tout à fait imprévisible. Dans ce cas, les transmissions montante et descendante peuvent être en collision, ce qui se traduit par la perte de données dans au moins une direction. Les collisions peuvent se produire entre des flux de données différents ou entre les paquets de

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la même connexion, si, par exemple, une station mobile accuse réception de la transmission précédente, d'o il résulte que l'accusé de réception dans la liaison montante et la transmission suivante dans la liaison descendante peuvent être en collision. Il existe un procédé pour éviter ce type de collisions, dans lequel une station mobile attend, après chacune de ses transmissions, l'accusé de réception provenant de la station de base avant sa transmission suivante. Cependant, il est possible qu'au cours de la transmission de la liaison montante suivante de la station mobile il y ait une transmission simultanée entre la station de base et la station mobile dans la liaison descendante. Une autre variante permettant d'éviter les collisions consisterait à équiper une station mobile avec deux émetteurs-récepteurs. Cependant, cela n'est pas souhaitable à cause du coût et des dimensions. Une station

de base est normalement équipée de plusieurs émetteurs-

récepteurs et cela ne constitue pas un problème, mais le problème réel réside dans les stations mobiles équipées d'un seul émetteur- récepteur, qui, à cause de la solution adoptée, ne peuvent émettre et recevoir complètement de façon simultanée et sont donc incapables d'une connexion en

duplex intégral.

L'un des objets de la présente invention est d'éviter les collisions entre les transmissions dans les liaisons montante et descendante. Cela est obtenu dans un système à répartition temporelle dans une communication bidirectionnelle par détection du secteur utilisé dans la première direction de communication et par sélection, sur la base de la détection, pour la seconde direction de communication d'un secteur qui ne chevauchera pas le secteur

employé dans la première direction de communication.

Cela peut être réalisé, selon un mode de réalisation de la présente invention, en procédant de façon que si une station mobile sait elle- même quelle est d'un

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type incapable de transmettre et de recevoir simultanément (ici une telle station mobile est désignée par station mobile du type simple ou à exploitation à l'alternat) elle

détecte, par exemple dans la signalisation de l'établis-

sement d'une connexion virtuelle, les secteurs qui seront utilisés dans la liaison descendante et choisit pour son secteur montant un secteur qui ne chevauche pas le secteur employé dans la liaison descendante. Dans ce cas, la station mobile transmet au réseau une demande de voie dans un secteur qui ne chevauche pas le secteur de la liaison descendante, comme indicateur du fait qu'elle veut comme secteur de la liaison montante le secteur dans lequel la demande a été transmise et en même temps informe le réseau qu'il s'agit d'une station mobile "simple". De plus, elle peut indiquer le nombre des secteurs nécessaires, s'il s'agit de plusieurs secteurs. Comme accusé de réception de la réservation de la voie, le réseau donne dans la liaison descendante le secteur de réception devant être utilisé pour la communication dahs la liaison montante. De préférence, le

réseau, c'est-à-dire une station de base, choisit respecti-

vement le secteur de la liaison descendante de sorte qu'il ne chevauche pas le secteur de la liaison montante. S'il se produit un chevauchement pour une raison quelconque, la station mobile ne pourra utiliser le secteur qui lui est donné mais elle doit détecter de nouveau les secteurs qui sont utilisés dans la liaison descendante et envoyer une nouvelle demande de voie. Si la signalisation de la réservation de la voie est concentrée dans les voies de commande communes d'un certain secteur, et si le trafic se produit dans des secteurs différents, la station mobile peut dans une demande de voie indiquer les secteurs qu'elle peut utiliser dans la liaison montante. Dans ce cas, le réseau, c'est-à-dire une station de base, peut réserver l'une des voies indiquées comme possible par la station mobile pour la

transmission à partir de cette station.

La présente invention peut être réalisée selon un autre mode de réalisation en procédant de façon que le réseau (c'est-à-dire un noeud de support de réseau ou une station de base), tout en recevant une transmission d'une liaison montante, lise dans la transmission l'identité de la station mobile et détecte ainsi le secteur qui est utilisé dans la liaison montante (le secteur dans lequel la transmission de la liaison montante a été reçue) et choisisse pour la transmission de la liaison descendante vers la station mobile un secteur qui ne chevauche pas la transmission de la liaison montante. Le réseau indique à la station mobile le secteur de la liaison descendante et la station mobile utilise automatiquement comme secteur de la liaison montante le secteur dans lequel la première

transmission a été reçue.

Le procédé selon l'invention, dont deux modes de réalisation viennent d'être décrits, peut être réalisé avec un dispositif employé dans une communication bidirectionnelle à répartition temporelle, dispositif qui comprend un moyen pour détecter le secteur employé dans la première direction de communication et un moyen pour sélectionner le secteur pour la seconde direction de communication, sur la bas de la détection, d'une façon telle

qu'il ne chevauchera pas ce premier secteur.

La présente invention est particulièrement utilise pour des communications dans lesquelles les transmissions des liaisons montante et descendante sont

indépendantes l'une de l'autre.

Le procédé de la présente invention est caractérisé en ce que le premier secteur employé dans la première direction de communication est détecté et, sur la base de la détection, pour le second secteur il y a sélection d'un secteur tel qu'il ne chevauche pas le premier secteur.

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Respectivement, le dispositif et le réseau de télécommunications selon la présente invention sont caractérisés en qu'ils comprennent en outre le moyen pour détecter le premier secteur employé dans la première direction de communication, et un moyen pour sélectionner le second secteur pour la seconde direction de communication, sur la base de la détection, d'une manière telle qu'il n'y a

pas chevauchement avec le premier secteur.

La présente invention sera mieux comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les dessins

annexés dans lesquels: La figure 1 représente une communication à répartition temporelle dans la liaison montante et dans la liaison descendante, et l'apparition d'une collision,

La figure 2 représente la structure d'un réseau de télé-

communications dans un transfert de données d'un service radio par paquets du GPRS GSM, La figure 3 représente un exemple de la signalisation lorsqu'une station mobile est entrée dans le réseau, La figure 4 représente la réalisation d'une station mobile selon la présente invention dans un schéma sous forme de blocs, La figure 5 représente la réalisation d'une station de base selon la présente invention dans un schéma sous forme de blocs, et La figure 6 représente la réalisation d'un noeud de support selon la présente invention dans un

schéma sous forme de blocs.

Pour une meilleure compréhension de l'inven-

tion, on se reportera aux figures 2 et 3, dans lesquelles on décrit un service radio par paquets connu dans la technique antérieure, dans lequel les transmissions dans les liaisons montante et descendante sont indépendantes l'une de l'autre et dans lequel, en conséquence, il existe un risque de

collisions. Les descriptions s'appliquent aussi comme des

modes de réalisation de la présente invention lorsque l'environnement pour l'invention est de préférence semblable. Un service radio par paquets, GPRS (General Packet Radio Service) de GSM en cours de développement pour le système de radio mobile GSM est employé à titre d'exemple. Le GPRS est un nouveau service GSM offrant un service radio par paquets pour les abonnés GSM. Le GPRS réserve les ressources radio seulement lorsqu'il y a quelque chose à transmettre, permettant aux mêmes ressources d'être partagées par toutes les stations mobiles en fonction de leurs besoins. Le présent réseau normal à commutation par circuits du système GSM a été conçu pour des transmissions de la parole à commutation par circuits. L'objet principal du service GPRS est de réaliser la connexion entre une station mobile et un réseau de données publique en utilisant des protocoles connus tels que les protocoles dits TCP/IP, X.25 et CLNP. Cependant, il y a une connexion entre le service GPRS à commutation par paquets et les services à commutation par circuits du système GSM. Les ressources d'une voie physique peuvent être réutilisées et une certaine signalisation peut être commune. Des secteurs peuvent être réservés dans la même onde porteuse pour emploi dans le service à commutation par circuits et pour le services GPRS

à commutation par paquets.

La figure 2 représente les connexions d'un réseau de télécommunications dans le service GPRS à commutation par paquets. Dans les services GPRS, l'élément principal de l'infrastructure du réseau est un noeud de support GPRS, un noeud dit GSN (GPRS Support Node, noeud de support GPRS). Il s'agit d'un routeur de mobilité qui effectue la connexion et la coopération entre les différents réseaux de données, par exemple vers le réseau public de données à paquets PSPDN (Public Switched Packet Data Network, réseau public de données à paquets commutés) par l'intermédiaire d'une connexion Gi ou vers un autre réseau d'opérateur GPRS par l'intermédiaire d'une connexion Gp, la

gestion de mobilité par des registres GPRS par l'intermé-

diaire d'une connexion Gr et le relais de paquets de données

vers des stations mobiles indépendamment de leurs emplace-

ments. Physiquement, un noeud de support du GPRS, GSN, peut être intégré dans un Centre de Commutation de Mobiles MSC (Mobile Switching Center) ou peut être un élément séparé du réseau sur la base de l'architecture des routeurs de réseaux de données. Une donnée utilisateur passe directement par l'intermédiaire de la connexion Gb entre le noeud de support GSN et le système de la Station de Base BSS, qui est constitué de stations de base BTS et des contrôleurs de station de base BSC, mais entre le noeud de support GSN et le centre de commutation de mobiles MSC il y a la connexion de signalisation Gs. En figure 2, les traits continus entre blocs représentent le trafic des données et les pointillés, la signalisation. Physiquement, les données peuvent passer

de façon transparente par le centre de commutation MSC.

L'interface radio entre la station de base BTS et la station mobile MS est représentée par la référence Um. Les références Abis et A représentent l'interface entre la station de base BTS et le contrôleur de station de base BSC et respectivement entre le contrôleur de station de base BSC et le centre de commutation de mobiles MSC, qui est une connexion de signalisation. La référence Gn représente la connexion entre les noeuds de support différents du même opérateur. Les noeuds de support sont généralement divisés en noeuds de support de point d'accès GGSN et noeuds serveurs ou de support local SGSN (GSN serveur) comme cela

est représenté en figure 2.

là La figure 3 représente sous la forme d'un diagramme à flèches d'un cas donné à titre d'exemple des différents stades dans lesquels une station mobile "entre" dans un réseau lorsque la station mobile MS est mise en service. Pour commencer, la station mobile et le réseau GPRS sont synchronisés, ce qui est fait d'une façon similaire au

cas du réseau mobile GSM normal à commutation par circuits.

Lorsqu'une station mobile veut entrer dans le fonctionnement radio par paquets, par exemple en utilisant les services GRPS, elle commence une certaine procédure d'entrée en communication, dite procédure Logon du GRPS. La station mobile MS transmet tout d'abord au système de la station de base une demande de voie pour le trafic radio (stade 1). Le système de la station de base BSS accuse réception de la demande (stade 2), après quoi la station mobile MS envoie au système de la station de base une demande pour un service par paquets (stade 3). Ensuite, dans le centre de commutation mobile MSC, l'authentification est vérifiée et des codes de chiffrement sont échangés (stade 4) entre la station mobile MS et le réseau, comme dans le système GSM de la technique antérieure. Ensuite, la station mobile MS envoie au noeud de support serveur de paquet SGSN (stade 5) une demande d'entrée dans le service des paquets. La demande comprend, entre autres, l'authentification de l'abonné du mobile et l'information sur les paramètres pour le chiffrement. Le noeud SGSN exécute le processus de demande d'adresse pour le noeud de support de connexion GGSN (stade 6). Le noeud SGSN envoie la demande d'entrée en communication pour les services par paquets au noeud GGSN (stade 7) qui enregistre l'emplacement de la station mobile MS en mettant à jour la table de routage (stade 8) et répond à la demande d'entrée (stade 9). A ce stade, le noeud SGSN confirme à la station mobile SM sa procédure d'entrée pour les services par paquets (stade 10) et affecte à la station mobile MS l'identité d'une liaison logique temporaire TTLI devant être utilisée comme adresse dans les transmissions de données entre la station mobile MS et le noeud SGSN. Cette

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liaison TLLI est utilisée pour identifier la station mobile MS dans l'Interface d'Air Um. Le message de confirmation de la procédure d'entrée entre le noeud de support SGSN et la

station mobile MS contient aussi en général l'identifica-

tion de la station mobile et l'identité de la cellule (dans laquelle se trouve la station mobile). Quant au stade 10, on sait dans la technique antérieure de la technologie des commutations par paquets qu'une certaine voie est affectée à une station mobile, ou qu'un certain secteur l'est dans une trame TDMA, pour utilisation pour la transmission et la réception, ce qui signifie que les voies des liaisons montante et descendante sont affectées par paires. Dans le service par paquets GPRS du GSM, un noeud de support serveur SGSN indique à la station mobile MS une ou plusieurs voies pour liaison descendante pour emploi dans la communication par liaison descendante. La station mobile MS confirme qu'elle est prête pour la connexion du service par paquets (stade 11), après quoi l'échange des paramètres de chiffrement pour les services par paquets est exécuté entre la station mobile MS et le noeud SGSN (stade 12). Ensuite, la station mobile entre dans le mode inactif et la voie est

libérée (stade 13).

La station mobile met immédiatement la voie en utilisation lorsqu'elle a quelque chose à transmettre, c'est-à-dire lorsqu'elle transmet vers le réseau (station de base) une demande de voie sous la forme d'une giclée PRA (Packet Random Access, accès aléatoire de paquets) qu'on appelle également giclée de réservation de voie. Une station mobile peut transmettre une demande de réservation de voie PRA dans une voie de réservation logique (dite voie PRA) dans un secteur réservé à cet effet. Le réseau accuse réception de la demande en transmettant à la station mobile une giclée d'accusé de réception de paquet PAG (Packet

Access Grant, délivrance d'accès de paquets).

Les stades ci-dessus qu'on représente en figure 3 sont spécifiés dans la spécification de service GPRS du GSM, GSM 04.60, et sont donc connus du technicien spécialisé. Dans un système semblable à celui qui est présenté en figure. 3, les transmissions des liaisons montantes entre une station mobile MS et une station de base BTS et les transmissions des liaisons descendantes entre une station BTS et une station mobile MS sont indépendantes les unes des autres et des collisions peuvent se produire entre

les transmissions des liaisons montante et descendante.

Dans le but d'éviter les collisions dans le système de communication mobile d'un premier mode de réalisation de la présente invention, on procède de façon que, si une station mobile sait elle-même qu'elle est du type qui ne peut pas procéder à des transmissions et à des réceptions simultanées, en d'autres termes qu'elle est une station mobile "simple", elle informe le réseau de son aptitude à communiquer (exploitation à l'alternat/duplex intégral) lorsqu'elle entre dans le réseau; en d'autres termes, elle indique qu'elle est une station mobile "simple". Dans l'exemple précédent du service par paquets GPRS du GSM, une station mobile peut donner cette information ou le noeud de support serveur SGSN dans le stade 5, c'est-à-dire dans la connexion avec la demande de procédure d'entrée GPRS. Cette information peut être, par exemple, un ou plusieurs bits selon lesquels la station de base BTS ou le noeud de support SGSN reconnaît la station

mobile comme station mobile "simple".

Si une station mobile MS se déplace dans la zone d'un autre noeud de support SGSN, elle transmet à ce nouveau noeud de support SGSN une demande de mise à jour de routage (comme en figure 3 - stade 5) et à partir de là l'information est en outre transmise au noeud du support de connexion GGSN (voir stade 7) qui met à jour l'information (voir stade 8) et transmet une réponse à la station mobile (voir stades 9 et 10) comme accusé de réception de la mise à jour de la Table de Routage. Dans ce cas, la station mobile doit de nouveau, lorsqu'elle demande la mise à jour du

routage, indiquer qu'elle est une station mobile "simple".

Ce type d'information peut aussi comprendre l'information sur le nombre des secteurs qui sont demandés Lorsqu'une station mobile a été reconnue comme station mobile "simple", la station de base BTS ou le noeud de support SGSN sait lui affecter un certain secteur de réception pour la communication dans la liaison descendante de manière à éviter la situation dans laquelle la station mobile, lorsqu'elle a ultérieurement quelque chose à transmettre, transmet une demande de voie PRA dans un secteur tel qu'une collision avec une transmission dans la liaison descendante se produira. Cela peut se produire dans le stade 10-de la figure 3 lorsque le noeud de support SGSN confirme à la station mobile la procédure d'entrée aux

services par paquets.

Si une station mobile MS se déplace dans la zone d'un autre noeud de support SGSN et qu'elle a transmis à ce nouveau noeud de support SGSN une demande de mise à jour du routage, comme on l'a décrit ci-dessus, elle reçoit à partir du nouveau noeud de support SGSN en même temps qu'une confirmation de la demande de Mise à Jour du Routage (voir figure 3 stade 10) l'information sur le secteur devant être utilisé dans la communication par liaison descendante. Lorsqu'une station mobile MS a quelque chose à transmettre, elle détecte, par exemple à partir des voies de commande (que les techniciens connaissent dans la technique antérieure, par exemple dans le système GPRS de GSM) en utilisant un algorithme de commande d'accès MAC (Media Access Control, Commande de l'Accès à des Supports) un secteur ou des secteurs dans lesquels elle se voit allouer

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un tour de transmission. De plus, la station mobile le sait déjà car la procédure d'entrée traite le ou les secteurs qui ont été affectés aux transmissions dans la liaison descendante. Sur la base de la détection, la station mobile MS transmet au réseau une demande de voie PRA dans un secteur tel qu'il ne chevauche pas le secteur employé dans la communication de la liaison descendante. Comme indication du fait qu'elle veut pour le secteur de la liaison montante le même secteur que celui danslequel la demande a été transmise, elle informe le réseau qu'elle est une station mobile "simple. De plus, elle peut indiquer le nombre de secteurs nécessaires, s'il faut plusieurs secteurs. Le nombre des secteurs dans la liaison montante n'a pas besoin d'être le même que dans la liaison descendante, mais la station mobile peut réserver, par exemple trois secteurs, dans la liaison montante et demander deux secteurs dans la

liaison descendante.

Si la signalisation d'une demande de voie se produit au centre des voies de commande communes d'un certain secteur et du trafic dans d'autres secteurs, une station mobile MS peut dans une demande de réservation de voie PRA indiquer les secteurs qu'elle peut utiliser dans la liaison montante. Ce type d'information peut avoir 8 bits et s'il y a 8 voies, ou réellement des secteurs dans une trame TDMA, comme dans le système GSM, chaque bit concerne une voie. La valeur "n0" du bit peut indiquer une voie que la station mobile ne veut pas et la valeur "1" du bit peut indiquer une voie que la station mobile souhaite employer à des fins de communication dans la liaison montante. En variante, l'information peut être de 4 bits lorsqu'un bit indique qu'elle est "simple" et trois bits indiquent le numéro d'ordre (0 à 7 dans la forme binaire) du secteur dans lequel la station MS est capable de procéder à des réceptions. Le réseau peut alors allouer à la station mobile une voie appropriée pour transmission dans la liaison montante. Les voies des données d'une liaison descendante pour la station mobile MS en question doivent avoir été déjà négociées dans la procédure d'entrée (figure 3). Maintenant, le réseau, par exemple la station de base BTS, peut réserver pour les transmissions de la station mobile l'une des voies souhaitées par la station mobile MS. Dans la confirmation de la demande de voie, le réseau affecte le secteur pour communication dans la liaison descendante. De préférence, le réseau, par exemple le noeud de support de réseau SGSN ou la station de base BTS, sélectionne respectivement le secteur dans la liaison descendante de façon qu'il ne chevauche pas le secteur de la liaison montante. S'il se produit un chevauchement pour une raison quelconque, la station mobile MS pourrait ne pas utiliser le secteur qui lui est affecté, mais devrait avoir

à transmettre une nouvelle demande de voie PRA.

Une station mobile a le moyen de détecter le secteur employé dans la liaison descendante et un moyen pour sélectionner le secteur de la liaison montante, sur la base de la détection, de sorte qu'il ne chevauchera pas le secteur employé dans la liaison descendante. Cette partie de la réalisation d'une station mobile est ultérieurement décrite d'une manière plus complète dans le présent

document.

De manière à éviter les collisions, on procède

dans un autre mode de réalisation du système de communica-

tion mobile de l'invention d'une façon telle que le réseau

(par exemple le noeud de support de réseau SGSN ou une sta-

tion de base BTS), à la réception d'une transmission en provenance d'une station mobile MS dans la liaison montante, lit dans la transmission l'authentification de la station mobile et détecte donc le secteur employé dans la liaison montante et choisit pour la transmission dans la liaison descendante un secteur tel qu'il ne chevauchera pas la

liaison montante.

En liaison avec la demande de voie PRA dans la liaison montante à partir d'une station mobile MS, une station de base BTS lit dans la giclée d'une demande de voie PRA l'authentification de la station mobile et détecte donc le secteur employé dans la liaison montante et choisit pour la transmission dans la liaison descendante vers la station mobile en question un secteur qui ne chevauchera pas la transmission par liaison montante. La station de base BST accuse réception de la demande de paquet dans la demande de voie PRA avec un accusé de réception PAG, dans lequel elle informe la station mobile MS du secteur à utiliser. Pour la réalisation de ce second mode de réalisation, le réseau, c'est- à-dire une station de base BST, comporte un moyen pour détecter le secteur utilisé dans la liaison montante et un moyen pour sélectionner le secteur de la liaison descendante, sur la base de la détection, de sorte que le secteur de la liaison descendante ne chevauchera pas le secteur employé dans la liaison montante. Une station de base peut avoir, par exemple une table à consulter dans laquelle elle met à jour les secteurs des liaisons montante et descendante pour différentes stations mobiles. La réalisation d'une station de base est, pour cette partie, décrite ultérieurement avec davantage de détails dans le

présent document.

Dans le cas d'un système dans lequel plusieurs secteurs sont utilisés dans les liaisons montante et descendante, le réseau choisit respectivement tous les secteurs de la liaison descendante de façon qu'ils ne

chevauchent pas les secteurs de la liaison montante.

Lorsqu'on compare les premier et second modes de réalisation ci-dessus, ils ont la différence que, dans le second mode de réalisation, une station de base doit

identifier une station mobile d'une certaine manière, c'est-

à-dire recevoir son authentification (identification réelle, temporaire ou autre identification). Cela peut soulever un problème. Par exemple, Dans la giclée de demande de voie à 87 bits ou giclée d'accès, qui ne comprend que 36 bits non codés en voie à titre d'information, il n'y a aucune place pour le numéro ou code d'identification de la station mobile. Dans ce cas, une station de base BTS ne peut pas savoir d'après la giclée PRA qu'elle reçoit, celle des

stations mobiles de sa zone qui a envoyé la giclée.

Une station mobile du premier mode de réalisation et respectivement une station de base dans le second mode de réalisation sont à même de sélectionner un secteur pour transmission dans la liaison montante et respectivement pour transmission dans la liaison descendante qui ne ce chevaucheront pas, car la station mobile a été synchronisée sur le réseau, comme on l'a mentionné antérieurement, ce qui constitue la première action après la mise en service d'une station mobile. De plus, comme dans les systèmes de la technique antérieure basés sur la technologie TDMA, une station mobile comprend une minuterie, au moyen de laquelle la station mobile connaît le minutage

exact des secteurs des liaisons montante et descendante.

Dans ce qui suit, on décrit en liaison avec la figure 4 un mode de réalisation de la station mobile MS selon l'invention revendiquée. La partie transmission comporte un tampon 20, dans lequel la donnée à transmettre est sauvegardée. Le tampon 20 comporte une connexion de commande jusqu'à une unité 21 de formation de demande de voie (ou PRA) (PRA, Packet Random Access ou Accès Aléatoire de Paquet), qui connaît la capacité de la station mobile, c'est-à-dire si elle est capable de connexions en duplex intégral/exploitation à l'alternat. Lorsque la donnée a été sauvegardée dans le tampon 20, il envoie un signal de commande à l'unité de formation de PRA 21 qui forme alors une demande de voie pour une transmission PRA. Si la station mobile est du type à exploitation à l'alternat, l'unité de formation forme une giclée PRA de demande de voie pour paquet qui comprend l'information sur le fait que la station mobile est une station mobile "simple' et le nombre des secteurs finalement nécessaires. La formation d'une demande de voie et l'unité de formation PRA sont bien connues dans la technique antérieure. Pour le mode de réalisation de la présente invention, des bits sont ajoutés à la giclée PRA dans l'unité de formation 21 de façon à ajouter l'information mentionnée ci-dessus dans la giclée. La giclée est de toute manière un groupe de bits qui sont formés dans l'unité 21. La modification ou l'addition de l'information est exécutée en formant une giclée qui est légèrement différente d'une giclée normale en ce qui concerne l'information ajoutée. De plus, selon le mode de réalisation de la présente invention, la transmission de la giclée PRA peut être exécutée dans un secteur dans lequel les collisions sont évitées dans le transfert des données. Les bits de donnée dans la giclée PRA sont codés FEC pour les erreurs (Forward Error Correction, Correction Directe des Erreurs) dans l'unité de codage d'erreur 22 et ils sont transmis au commutateur 23. La donnée est également transmis au commutateur 23 à partir du tampon 20, à partir duquel les paquets à transmettre sont prélevés pour transmission par paquets et codage des erreurs FEC dans la seconde unité de codage d'erreur 24 et application à l'unité d'imbrication , dans laquelle la donnée est imbriquée à des fins de transmission. Le commutateur 23 se trouve dans la position A alors que les paquets de données sont transmis dans la position B alors que la giclée de demande de voie PRA est transmise. Une extrémité du commutateur 23 est disposée de manière à fournir en outre des données à l'unité 26 de modulation et de transmission, dans laquelle la donnée

modulée est transmise en giclée(s) à l'interface d'air IA.

L'unité de formation PRA fait partie d'une unité MAC (Multiple Access Control ou Media Access Control, commande d'Accès Multiple ou Commande d'Accès à des Supports, qu'on ne voit pas séparément dans la figure) qui commande le

fonctionnement radio par paquets de la station mobile.

L'unité de commande MAC demande pour sa liaison montante un secteur tel qu'il ne chevauchera pas le secteur employé dans la liaison descendante et commande la giclée PRA pour qu'elle soit transmise dans un secteur de la liaison

montante qu'elle a sélectionné.

Dans la partie réception, une giclée est reçue et démodulée dans l'unité 27 de réception et de démodulation qui est en outre connectée à un second commutateur 28 qui, lorsqu'il est dans la position C, reçoit les giclées contenant les paquets de données, giclées pour lesquelles la désimbrication est exécutée dans une unité 29 et la détection des erreurs et leur correction sont effectuées dans l'unité 30 de correction d'erreur FEC, à partir de laquelle les paquets reçus de données sont sauvegardés dans un second tampon 31 pour traitement ultérieur. Lorsque la station mobile a transmis dans la giclée PRA de demande de voie de paquets l'information qu'elle est du type "simple", elle continue d'attendre un message PAG d'accusé de réception de demande de paquet, le commutateur 28 étant dans la position D. De même, en général, lorsqu'une station mobile attend des messages entrant dans les voies de commande (secteurs de commande), le commutateur se trouve dans la position D. Le message PAG contient l'information du ou des secteurs affectés à la station mobile dans la liaison montante. La giclée du message PGA est à l'avenant indiquée comme erreur et corrigée dans une seconde unité 32 de correction d'erreur FEC, à partir de laquelle elle est appliquée à l'unité d'interprétation PAG 33, qui est de préférence un détecteur qui lit le message reçu et indique

s'il contient une information sur la réservation d'une voie.

L'unité d'interprétation 33 commande le tampon 20 de la partie transmission et lorsque la réservation de voie arrive, la station mobile commence à transmettre les données à partir du tampon 20 dans le secteur affecté. Même l'unité

d'interprétation 33 fait partie de l'unité de commande MAC.

En figure 4, on a également présenté une unité ARQ 34 pour former une demande de retransmission automatique ARQ (Automatic Retransmission reQuest) pour la transmission et pour le traitement d'une demande de retransmission automatique reçue dans une giclée de réception. L'unité 34 est facultative et est fonction du protocole de service de paquets employé et n'a aucune importance essentielle pour la

présente invention.

Dans ce qui suit on décrira un mode de réalisation d'une station de base BTS selon l'invention revendiquée en liaison avec la figure 5. La partie transmission comporte un tampon 40, dans lequel la donnée à transmettre est sauvegardée. Le tampon 40 comporte une connexion de commande avec l'unité 41 de formation PP (Packet Paging, Information sur les paquets). L'information sur les paquets PP est utilisée pour indiquer à une station mobile qu'une transmission de paquets doit être exécutée vers la station mobile MS. La donnée provenant d'un réseau fixe, par exemple Internet, arrive à un noeud de support de serveur SGSN qui transfère la donnée pour transmission à la station mobile MS. Les paquets provenant du noeud de support SGSN arrivent dans le tampon 40 d'une station de base BTS (ou dans le système de station de base BSS). Lorsqu'une donnée a été sauvegardée dans le tampon 40 celui envoie un signal de commande à l'unité de formation PP 41 qui forme maintenant un message d'information de paquets PP pour la station mobile. Le message PP est codé en erreur FEC (correction directe d'erreur) (ou codé en convolution) dans l'unité 42 de codage d'erreur et est transmis au commutateur 43. La donnée est également transmise au commutateur 43 à partir du tampon 40, d'o les paquets à transmettre sont prélevés pour une transmission de paquets et codés FEC dans la seconde unité de codage d'erreur 44 et appliqués à l'unité d'imbrication 45, dans laquelle la donnée est imbriquée à des fins de transmission. Le commutateur 43 se trouve dans la position E alors que les paquets de données sont transmis et dans la position F lorsque le message PP est transmis. Une extrémité du commutateur 43 est agencée de manière à fournir en outre des données à l'unité 46 de modulation et de transmission, dans laquelle la donnée est modulée et transmise en giclée(s) à l'interface d'air. Lors de l'établissement de la connexion virtuelle (au stade procédure d'entrée GPRS (figure 3)), la station mobile a informé le Noeud de Support SGSN du fait qu'elle est une station mobile "simple", ce qui signifie qu'elle ne pas recevoir un secteur aléatoire. Ainsi, le Noeud de Support SGSN sait transmettre des paquets seulement dans les voies appropriées et dans les paquets il indique même les secteurs appropriés à la station de base BST/système de station de base BSS, de sorte que le système de la station de base sait transmettre le message PP dans un secteur que la station mobile écoute. Lorsque le message PP a été transmis à la station mobile MS, la station de base BTS peut au moment agréé transmettre les données à la station mobile MS sur la voie agréée (en d'autres termes à la fréquence négociée dans

le secteur agréé).

Dans la partie de réception, une giclée est reçue et démodulée dans l'unité 47 de réception et de démodulation qui est en outre connectée à un second commutateur 48 qui, alors qu'il se trouve dans la position G, reçoit les giclées contenant les paquets de données, giclées pour lesquelles la désimbrication est exécutée dans une unité 49 et la détection et la correction des erreurs sont effectuées dans l'unité 50 de correction d'erreur FEC à partir de laquelle les paquets reçus de données sont sauvegardés dans un autre tampon 51 à des fins de traitement ultérieur. Lorsque la station de base s'attend à recevoir en provenance de la station mobile MS une giclée d'accès aléatoire PRA, ou d'autres messages de commande, le commutateur 48 se trouve dans la position H et aux autres

instants dans la position G lorsque la donnée est attendue.

Les messages de commande reçus sont à l'avenant indiqués et corrigés en matière d'erreur dans une seconde unité 52 de correction d'erreur FEC, d'o ils sont transmis à l'unité de traitement 53, qui peut également comprendre une fonction de formation d'une demande de retransmission automatique ARQ (Automatic Retransmission reQuest) pour transmission et pour le traitement d'une demande de retransmission automatique reçue dans une giclée de réception. La fonction ARQ 34 dépend en option du protocole de service des paquets utilisé et n'est pas nécessaire à la présente information. L'unité de traitement 43 commande le tampon 40 et relaie l'information vers le Noeud de Support SGSN et lorsque la demande de voie PRA arrive, la station de base BTS transmet dans les secteurs agréés à la station mobile MS un accusé de réception de demande de paquet PAG. La station de base BTS transmet l'information sur la réservation de la liaison

descendante dans la voie PP d'information sur les paquets.

La station de base BTS reçoit les transmissions des paquets de données qui sont relayées vers le Noeud de Support SGSN

pour être en outre relayées dans le réseau de télécommuni-

cation, par exemple vers Internet.

Dans ce qui suit, on décrit un mode de réalisation d'un Noeud de Support SGSN selon la présente invention en liaison avec la figure 6. La donnée arrivant en provenance d'un réseau de données fixe 59, par exemple Internet, vers le Noeud de Support SGSN est traitée dans le

processeur de données 60 et sauvegardée dans le tampon 61.

Le processeur de données 60 demande au processeur de signalisation 62, o envoyer le paquet et le processeur de signalisation 62 recherche dans le répertoire d'emplacements 63, lequel peut être réalisé sous forme d'une table à consulter sauvegardée dans la mémoire, l'information concernant la voie dans laquelle le paquet doit être transmis à la station mobile MS en question. Le processeur de signalisation 62 relaye l'information sur le secteur vers le processeur de données 60 qui achemine le paquet de données devant être envoyé depuis le tampon 61 jusqu'à la station de base BTS dans la voie correcte et y ajoute l'information sur le secteur dans lequel la donnée doit être transmise à la station mobile dans l'interface d'air. La présente invention réduit le risque des collisions dans un réseau de communication, de préférence même l'évite totalement, en particulier dans le système de communication mobile d'un réseau de communication, dans une communication bidirectionnelle à répartition temporelle dans la trajectoire radio dans laquelle des messages sont transmis dans la liaison montante dans un secteur et dans la liaison descendante dans un autre secteur, les secteurs étant indépendants l'un de l'autre. La présente invention facilite dans un système de communication tel que celui décrit ci-dessus, l'utilisation d'une station mobile comprenant un émetteur-récepteur, le risque de collision

restant faible, voire inexistant.

Ce qui précède est une présentation de la réalisation et des modes de réalisation de l'invention utilisant des exemples du procédé, du dispositif et de l'environnement du système pour les dispositifs. Pour le technicien, il est évident que la présente invention n'est pas limitée aux détails des modes de réalisation ci-dessus et qu'elle peut être également réalisée dans une autre forme sans s'écarter de ses caractéristiques. Les modes de réalisation précédants doivent être considérés comme donnant une information mais non comme étant limitatifs. Ainsi, les possibilités de réalisation et d'utilisation de la présente

invention ne sont limitées que par les revendications

annexées. Ainsi, les différentes variantes pour réaliser

l'invention définie par les revendications comprenant des

réalisations équivalentes sont couvertes par l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour éviter les collisions dans un réseau de télécommunication dans une communication bidirectionnelle à répartition temporelle, dans laquelle des messages sont envoyés dans une première direction de communication dans un premier secteur et dans une seconde direction, opposée, de communication dans un second secteur, caractérisé en ce que le premier secteur employé dans la première direction de communication est détecté, et pour le second secteur, sur la base de la détection, un secteur est

choisi de manière à ne pas chevaucher le premier secteur.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la première direction de communication des messages sont transmis à partir d'une station de base (BTS) jusqu'à une station mobile (MS), dans la seconde direction de communication des messages sont transmis à partir d'une station mobile (-MS) jusqu'à une station de base (BTS), le premier secteur utilisé dans la première direction de communication est détecté dans la station mobile (SM), et pour le second secteur, sur la base de la détection, il y a sélection d'un secteur qui ne

chevauchera pas le premier secteur.

3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sélection du second secteur est indiquée à la station de base (BTS) en lui transmettant, dans la seconde direction de communication, un message dans

le second secteur.

4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans le message la station de base est informée de la capacité de communication de la station

mobile (MS).

- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le message est une demande de voie

pour paquets (PRA).

6 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier secteur utilisé dans la première direction de communication est détecté lorsqu'une connexion virtuelle est établie entre la station mobile (MS)

et le réseau de télécommunication.

7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la première direction de communication des messages sont transmis entre une station mobile (MS) et une station de base (BTS); dans la seconde direction de communication des messages sont transmis entre une station de base (BTS) et une station mobile (MS), le premier secteur utilisé dans la première direction de communication est détecté dans la station de base (BTS), et pour le second secteur, il y a sélection dans la station de base (BTS), sur la base de la détection, d'un secteur qui ne

chevauche pas le premier secteur.

8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier secteur est détecté en enregistrant le secteur dans lequel la station de base (BTS)

a reçu le message en provenance de la station mobile (MS).

9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, pour la détection du premier secteur, l'identité de la station mobile (MS) est détectée dans le message reçu en provenance de la station mobile (MS). Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, pour la communication entre la station de base (BTS) et plusieurs stations mobiles (MS), un registre sur les secteurs dans les première et seconde

27 2740290

directions de communication pour chaque station mobile

individuelle (MS) est mis à jour.

11 - Dispositif (MS, BTS) pour une communication bidirectionnelle à répartition temporelle dans un réseau de télécommunications, dispositif qui comprend un moyen de communication dans une première direction de communication dans un premier secteur, et un moyen de communication dans une seconde direction de communication dans un second secteur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (33) pour détecter le premier secteur utilisé dans la première direction de communication, et un moyen (21, 33) pour sélectionner pour le second secteur, sur la base de la détection, pour la seconde direction de communication, un secteur qui ne chevauchera pas le premier secteur. 12 - Dispositif selon la revendication 11,

caractérisé en ce qcu'il s'agit d'une station mobile (MS).

13 - Dispositif selon la revendication 11,

caractérisé en ce qu'il s'agit d'une station de base (BTS).

14 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un système de station de base (BSS) comprenant au moins une station de base (BTS) et

un contrôleur de station de base (BSC).

- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un noeud de support de

réseau de télécommunications (GSN).

16 - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour recevoir des messages en provenance d'une station de base (BTS) dans la première direction de communication, un moyen pour transmettre des messages à une station de base (BTS) dans la seconde direction de communication, et un moyen (21, 33) pour indiquer la sélection du second secteur à la station de base (BTS) en contrôlant le message devant être transmis à

la station de base (BTS) dans le second secteur.

17 - Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (21) pour former le message d'indication (PRA) sur la sélection du second secteur. 18 - Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (21) pour ajouter un message indiquant la capacité de communication de la

station mobile (MS) dans le message d'indication (PRA).

19 - Réseau de télécommunications comprenant un noeud de support (SGSN), une station de base (BTS) et une station mobile (MS) d'un réseau mobile, réseau de télécommunications 'qui comprend un moyen de communication bidirectionnelle à répartition temporelle pour des communications dans le réseau de télécommunications dans une première direction de communication dans un premier secteur, et un moyen pour des communications dans le réseau de télécommunications dans une seconde direction de communication dans un second secteur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen (33) pour la détection du premier secteur utilisé dans la première direction de communication, et un moyen (21, 33) pour la sélection du second secteur, sur la base de la détection, pour la seconde direction de communication, d'un secteur qui ne chevauchera

pas le premier secteur.