EP1108304A1 - Procede de routage de messages entre des points d'acces - Google Patents

Procede de routage de messages entre des points d'acces

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Publication number
EP1108304A1
EP1108304A1 EP00948056A EP00948056A EP1108304A1 EP 1108304 A1 EP1108304 A1 EP 1108304A1 EP 00948056 A EP00948056 A EP 00948056A EP 00948056 A EP00948056 A EP 00948056A EP 1108304 A1 EP1108304 A1 EP 1108304A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channels
channel
access point
messages
access points
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00948056A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Dupuy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel CIT SA
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of EP1108304A1 publication Critical patent/EP1108304A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/04—Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • H04Q11/08—Time only switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2213/00—Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13034—A/D conversion, code compression/expansion
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    • H04Q2213/13141—Hunting for free outlet, circuit or channel
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    • H04Q2213/00—Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13292—Time division multiplexing, TDM
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    • H04Q2213/00—Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13332—Broadband, CATV, dynamic bandwidth allocation
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    • H04Q2213/00—Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13367—Hierarchical multiplexing, add-drop multiplexing

Definitions

  • the present invention relates to a method of routing messages between access points. It is more particularly used in the field of telephony for the production and improvement of switching exchanges. It is in particular usable, in an improvement, in the field of mobile telephony.
  • the object of the invention is to reduce the cost of telephone exchanges.
  • Circuit switching systems amount to establishing, between two access points to be connected, a physical circuit, a pair of copper wires, a fiber optic link with all the necessary equipment or another permanent link.
  • This permanent link is left entirely available to subscribers located on either side of the two access points to be linked. Under these conditions, they can exchange information on this line at their disposal with as high a speed as they wish, to the extent that, technologically speaking, this available link allows it.
  • a network between multiple access points is organized and the connection between one subscriber and another via this network takes, at a given time, a channel in a channel of this network.
  • a channel can thus be defined as a reservation of a time window of a frame, as an allocation of a frequency bandwidth in a global band, or both simultaneously. It can also be defined as a temporary assignment of a coding law in a coded division multiple access (CDMA) multiple access channel.
  • CDMA coded division multiple access
  • routers are installed at each node in the network. Each time these routers receive a fraction of a message to be transmitted, they extract from this message the address part and assigns to this message, to transmit it further on (generally towards the subscriber), a channel which connects this router to another router to transmit a packet of information contained in this message. Then the message with its information packets progresses in the network and is finally transmitted on the line of the recipient subscriber.
  • the second system has the advantage over the first that the infrastructure to be put in place is much less important.
  • this results in a permanent need, for each packet of information to be transmitted from one subscriber to another, to extract the address of the recipient, to determine a path by which this packet of information must be transmitted further and insert this information packet into a channel of a channel corresponding to this path.
  • the determination of the path involves the designation of time windows, bandwidths, coding keys and, most of the time, destination routers in which the rest of the routing processing will be carried out.
  • the conditions of use of the network, the cessation of a communication between two subscribers and the establishment of a communication between two new subscribers lead to the fact that the routing of messages between the connected subscribers is constantly changing, constantly reorganized .
  • the invention relates to this reorganization.
  • the realization of the routers requires the installation in the access points, one also says the nodes, of electronic circuits of commutation and transmission capable of constituting on demand channels and channels of transmission in sufficient number for communications to route.
  • the problem of producing these electronic circuits is that of optimizing the hardware means used, of the minimum number of these electronic circuits necessary for a nominal number of communications to be routed.
  • the most important problem to be solved is that of the optimized use of the channels.
  • the circuits of such a router include time multiplexing circuits in insertion and time demultiplexing circuits in extraction.
  • a channel is used for communication between an access point A and an access point B.
  • this time insertion multiplexer is produced on an electronic card. If, for statistical reasons at a given moment, there is only one message left which must be exchanged between a router A and a router B, the channel must nevertheless be maintained.
  • Document US-A-4,718,058 also discloses a channel switching system in which messages of reduced size are concatenated together to occupy an entire channel in a channel, a virtual link between two access points.
  • This approach which is ultimately similar to the establishment of channels in a channel between two access points tends to solve the problem of non-optimal use of the channels.
  • the expected material gain which could be for example of the order of four insofar as four messages are concatenated, with a speed at 8 Kbits / s to form a global message at 32 Kbits / s (and which would use a channel of channel), is in fact illusory.
  • the material gain observed rather than being a 4 to 1 ratio is only a 1.3 to 1 ratio. Indeed, the statistical phenomena of occupation and the diversity of occupancy requests make the channels underused, and therefore require significant use of tamping.
  • the gain goes from 1, 30 to 1 to 3 or 4 to 1, on average to 3.5 to 1.
  • the example treated will be that of the constitution of channels at 32 Kbits / s from 8 kbit / s outgoing channels.
  • the theoretical limits are almost approached with the invention.
  • the reorganization carried out in the invention consists in moving an allocation, devolved to a message, from a time window of a channel to a time window, for example of the same rank, in another channel, in order to free a channel and therefore the electronic circuits which correspond to it. In these conditions this freed channel can be used to create communications with other access points.
  • the subject of the invention is therefore a method of routing messages between access points in which
  • a framing is constituted and a group by time multiplexing of messages originating from various origins according to frames of this framing
  • channels are established between a first and a second access point, a channel thus established having a nominal capacity in number of messages,
  • FIG. 1 a schematic representation according to the invention of a routing circuit, or router, mounted in an access point, receiving messages and which is intended to transmit them to other access points;
  • FIG. 2 a representation of a screening created to allow an exchange between access points;
  • Figure 3 the representation of the material means necessary to set up in the access points, and of the channels that these material means make it possible to institute between different routers.
  • Figure 1 shows a system usable for implementing the message routing method of the invention. It essentially shows an access point A.
  • the access point in practice is geographically located at a place in a territory. For example, it is a telephone exchange in a small town or a district of a large town, or possibly a relay center installed at a routing node of a network.
  • Access point A is equipped with circuits to allow it to form channels with other access points, for example here access points B, C or D.
  • the circuits available for this purpose in the routing circuits at the access point A will in one example include N time multiplexers. In an example to simplify N will be 10. These multiplexer circuits include N combination circuits such as 1 connected at input to N delay circuits 2.
  • the delay circuits 2 each comprise L delay lines such as 3, programmable, making it possible to constitute, in a given framing, frames of L messages.
  • the N combination circuits such as 1 each have an output 4 connected to an input of a switching circuit 5 which makes it possible to connect the output 4 to a line, for example physical, 6 to 8.
  • the lines 6 to 8 allow d '' forward messages from access point A to access points B or C or D respectively. Circuit 5 makes it possible to make a choice between these lines, and therefore to choose a destination.
  • the symbolic representation of Figure 1 can take various material forms. Possibly the physical lines 6 to 8 may themselves be only channel channels with an even higher speed.
  • Corresponding equipment is created in access points B, C and D. It will already be noted that, for a number N of multiplexers, the possible number of access points B, C or D should itself be limited to N At least in practice, because if this is not the case, it is possible that an access point is the recipient of a communication and that no channel can be allocated to this call given that all the channels would have been allocated to the other destinations.
  • a processing processor 9 issues orders O to the circuits 1, 2 and 5 and is connected for this purpose by a bus 10 to these circuits, to a program memory 11, to a data memory 12 and to a clock 13.
  • the program memory 11 comprises a program 14 which, in a known manner, comprises a multiplexing subroutine 15.
  • Figure 2 shows the constitution of a screening.
  • frames of 125 ⁇ s are each made up of 32 time windows.
  • these messages come from mobile telephones 16.
  • an uplink is shown, from a mobile telephone 16 to a base station 17 connected itself, downstream in the network, to the access point (to the network node ) A.
  • the mobile telephones 16 comprise, for this uplink, in the case where the message is a speech message, a microphone 18 connected to an analog-digital sampler-converter 19.
  • the sampler-converter 19, of in a conventional manner, is clocked by a signal at 8 kHz without there being any a priori parallel between this sampling rate of the speech signal and the rate imposed on the routing circuit of the access point A.
  • D ' in a known manner, the sampler-converter 19 produces 13-bit words per sample.
  • FIG. 3 shows, for the N multiplexers of FIG.
  • each of the N multiplexers of A is capable of establishing a link with the access point B.
  • N x (L - 1) communications cease and that however a communication persists occupying a channel in each channel between A and B then the N multiplexers continue to be all occupied (to route each a single message!). All the resources of access point A are then used. Under these conditions, a next communication which must be created cannot be carried out if the corresponding message must be routed on an access point C.
  • this message must be routed on the access point B this message will be naturally incorporated in one of the channels already established between A and B. But as statistically the request to the access point C is possible this amounts to having to create additional multiplexers.
  • the total of the multiplexers (and electronic cards) then becomes a greater number than N to equip the access point A.
  • These additional multiplexers are essential although this access point A already has a nominal capacity of N x L communications.
  • the number of multiplexers is of the order of N x L x 3 when we would like it to be of the order of N only.
  • the channels established between the first access point A and the second access point B are monitored. And for all the channels thus identified, the number of messages, the number of channels actually used in each of these is measured. canals.
  • a record of a database can be assigned to each of the institutable channels, comprising a channel name on the one hand and a channel name on the other hand, and L additional fields corresponding to each record in this database an indication 24 mentioning the occupation of a corresponding channel in this channel.
  • memory 12 there are as many databases as there are links between different possible access points. For example in this case there will be three, one for the connection between A and B, one for the connection between A and C and one for the connection between A and D.
  • this monitoring is not complicated to implement since the processor 9 allocates, by virtue of the multiplexing program 14, the different time windows of the channels to the messages to be transmitted. Therefore memory 12 and the databases it contains are already available in the state of the art, at least in an implicit manner.
  • a monitoring program 25 therefore makes it possible to identify for a link between two access points, for example A and B, the number of occupied time windows as well as the number of channels formed among the N different multiplexers. This is preferably done in each of the links, AB, AC, or AD. Then we look for a number of communications thus effectively exchanged if this number is less than a nominal capacity of all the channels instituted minus one. Ultimately, in the case where all the multiplexers are capable of M communications (which a priori is not an obligation), we see if the number of communications for M channels is not less than L x (M - 1 ). If so, this means that at least the equivalent of one channel can be saved by rearranging the channels in those channels.
  • the invention is reorganized by applying the program 25.
  • it is preferably sought which is the least occupied channel.
  • M be this channel.
  • the reorganization comprises in principle that a channel using a time window 26 of the channel of the multiplexer M is transferred in another channel, for example the channel of the multiplexer 1, to a time window 27 posterior (or anterior to the time window 24) .
  • window 27 has in this channel of multiplexer 1 the same time position as that which it occupied in channel M. So step by step you can transfer the communications routed by one channel (and therefore by a given multiplexer) to another channel.
  • the channel that we decide to release will be the channel that will have the fewest messages transmitted.
  • the reception channels are preferably the busiest channels among the M - 1 remaining channels.
  • the content of time window 26 should be stored. , at moment of transfer, for a duration greater than the duration of the frame.
  • channel 26 appears, seen from node A, as a channel which ceases to exist in favor of another channel 28 created.
  • This new channel created 28 is of course, in a known manner, assigned to one of the channels already existing between the access point A and the access point B.
  • the channel M is eliminated in order to retain only M - 1.
  • the least busy channel here the channel M, is sought, and then the reuse of this channel is prohibited as long as the M - 1 other channels established are not all complete.
  • the control circuits of the access point A send by means of a hand-over program 30, HO, to the base stations 17 and / or 29, or possibly to a general management circuit for these base stations, a signal S constituting a transfer order. More precisely, the signal S will appear as a transfer request. This request does not need to be satisfied immediately. It can be satisfied one or more frames later. What matters is that overall for a long period, in particular that of the conversations exchanged with mobile phones, the data specific to these communications are routed on a compacted channel and not on very diverse and underemployed channels. If necessary, the occupation of another channel during the same frame 22 for another channel but for the same communication can occur before the release of the channel M.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Pour résoudre un problème de sous-emploi des canaux (1-2) institués entre deux points d'accès (A-B) on prévoit de surveiller entre ces deux points d'accès d'une part le nombre de canaux mis en service et d'autre le taux d'emploi de ces canaux. Lorsque le taux d'emploi global de ces canaux devient inférieur à une capacité nominale moins un du nombre de ces canaux, on prévoit de réorganiser (5) ces canaux de manière à les employer au plus proche de leurs capacités nominales. On montre qu'en agissant ainsi on est amené à réduire le nombre (N) d'équipements à installer dans un noeud de routage (A) dans un réseau, tout en conservant des mêmes performances nominales ou pour un nombre donné d'équipements à augmenter le débit de traitement du noeud.

Description

Procédé de routage de messages entre des points d'accès
La présente invention a pour objet un procédé de routage de messages entre des points d'accès. Elle est plus particulièrement utilisée dans le domaine de la téléphonie pour la réalisation et le perfectionnement de centraux de commutation. Elle est en particulier utilisable, dans un perfectionnement, dans le domaine de la téléphonie mobile. Le but de l'invention est de réduire le coût des centraux téléphoniques.
Dans le domaine de la téléphonie, on a coutume de ranger les systèmes de commutation entre des systèmes dits de commutation de circuits et les systèmes dits de commutation de canal. Les systèmes de commutation de circuits reviennent à instituer, entre deux points d'accès à relier, un circuit physique, une paire de fils de cuivre, une liaison en fibre optique avec tous les équipements nécessaires ou une autre liaison permanente. Cette liaison permanente est laissée entièrement à la disposition des abonnés situés de part et d'autre des deux points d'accès à relier. Dans ces conditions ceux-ci peuvent échanger sur cette ligne à leur disposition des informations avec un débit aussi important qu'ils le souhaitent, dans la mesure où, sur le plan technologique, cette liaison à disposition le permet.
Par opposition, dans les systèmes à commutation de canal, un réseau entre de multiples points d'accès est organisé et la liaison entre un abonné et un autre par l'intermédiaire de ce réseau emprunte, à un moment donné, une voie dans un canal de ce réseau. Une voie peut ainsi être définie comme une réservation d'une fenêtre temporelle d'une trame, comme une allocation d'une bande passante de fréquence dans une bande globale, ou les deux simultanément. Elle peut encore être définie comme une affectation temporaire d'une loi de codage dans un canal à accès multiple en répartition par codage (CDMA, coded division multiple access). Dans ces conditions la différence essentielle entre les systèmes à commutation de circuit et les systèmes à commutation de canal se situe dans le fait que le message envoyé dans le deuxième cas comporte l'adresse de l'abonné destinataire des informations envoyées. En effet dans les systèmes à commutation de circuit une fois que la liaison est établie, il n'est pas nécessaire d'introduire une adresse dans le message à transmettre puisque celui-ci ne peut qu'être transmis d'un point à un autre entre les points connectés.
Par contre, dans un système à commutation de canal, des routeurs sont installés à chaque nœud du réseau. Chaque fois que ces routeurs reçoivent une fraction d'un message à transmettre, ils extraient de ce message la partie d'adresse et attribue à ce message, pour le transmettre plus loin (globalement en direction de l'abonné), un canal qui relie ce routeur à un autre routeur pour transmettre un paquet d'informations contenu dans ce message. Ensuite le message avec ses paquets d'informations progresse dans le réseau et est finalement transmis sur la ligne de l'abonné destinataire.
Le deuxième système présente par rapport au premier l'avantage que l'infrastructure à mettre en place est bien moins importante. Il en résulte par contre une nécessité permanente, pour chaque paquet d'informations à transmettre d'un abonné à un autre, d'extraire l'adresse du destinataire, de déterminer un chemin par lequel ce paquet d'informations doit être transmis plus loin et d'insérer ce paquet d'informations dans une voie d'un canal correspondant à ce chemin. La détermination du chemin comporte la désignation de fenêtres temporelles, de bandes passantes, de clefs de codage et, la plupart du temps, de routeurs destinataires dans lesquels la suite du traitement d'acheminement sera effectuée. Les conditions d'utilisation du réseau, la cessation d'une communication entre deux abonnés et l'institution d'une communication entre deux nouveaux abonnés conduisent à ce que l'acheminement des messages entre les abonnés connectés soit en permanence changeant, en permanence réorganisé. L'invention concerne cette réorganisation.
La réalisation des routeurs nécessite la mise en place dans les points d'accès, on dit aussi les noeuds, de circuits électroniques de commutation et de transmission capables de constituer à la demande des voies et des canaux de transmission en nombre suffisant pour les communications à acheminer. Le problème de la réalisation de ces circuits électroniques est celui de l'optimisation des moyens matériels mis en œuvre, du nombre minimal de ces circuits électroniques nécessaires pour un nombre nominal de communications à acheminer. Le problème le plus important à résoudre est alors celui de l'utilisation optimisée des canaux. On peut, en simplifiant dans un cas qui sera par ailleurs retenu dans le reste de cette description, dire qu'un canal dans un routeur est constitué par un certain nombre de fenêtres temporelles, par exemple L = 32 fenêtres temporelles d'une trame. Autrement dit un tel canal est susceptible de permettre la transmission de L = 32 messages différents simultanément. Ce canal comporte alors 32 voies. Les circuits d'un tel routeur comportent des circuits de multiplexage temporel en insertion et des circuits de démultiplexage temporel en extraction. Pendant une session, un tel canal est dévolu à la communication entre un point d'accès A et un point d'accès B. Ce canal nécessite ici la présence d'un multiplexeur d'insertion capable de recevoir L = 32 messages.
On peut imaginer que ce multiplexeur temporel d'insertion est réalisé sur une carte électronique. Si, pour des raisons statistiques à un moment donné, il n'y a plus qu'un seul message qui doit être échangé entre un routeur A et un routeur B, le canal doit néanmoins être maintenu. La carte électronique concernée ne sert plus qu'à acheminer une seule fenêtre temporelle, une seule voie. Dans la pratique les autres fenêtres temporelles sont remplies par des signaux de bourrage. En transmission numérique, ces signaux de bourrage sont des 1 ou des 0, ou des signaux de cohérence de canal. Si L - 1 = 31 autres abonnés veulent alors instituer des communications entre eux et d'autres abonnés accessibles, non plus par le point d'accès B, mais par d'autres points d'accès C ou D, le canal institué ne peut pas être utilisé. Il faut dans ce cas avoir recours à d'autres équipements électroniques, à d'autres cartes électroniques, pour mettre en place d'autres canaux.
On connaît par ailleurs par le document US-A-4 718 058 un système de commutation de voies dans lequel des messages de taille réduite sont concaténés ensemble pour occuper une voie entière dans un canal, une liaison virtuelle entre deux points d'accès. Cette approche, qui est finalement similaire à l'institution de voies dans un canal entre deux points d'accès tend à résoudre le problème d'utilisation non optimale des canaux. Elle souffre cependant des mêmes inconvénients que ceux cités ci-dessus. Le gain matériel escompté, qui pourrait être par exemple de l'ordre de quatre dans la mesure où on concaténerait quatre messages, avec un débit à 8 Kbits/s pour former un message global à 32 Kbits/s (et qui utiliserait lui une voie du canal), est en fait illusoire. Dans la pratique, le gain matériel constaté plutôt que d'être d'un rapport 4 à 1 n'est que d'un rapport 1,3 à 1. En effet les phénomènes statistiques d'occupation et la diversité des demandes d'occupation rendent les canaux sous-employés, et nécessitent par conséquent une utilisation importante du bourrage.
De même dans le document WO-97-27720, il est prévu de rajouter un circuit auxiliaire de commutation qui permet de constituer des messages avec un débit plus élevé, par exemple 32 Kbits/s à partir de messages obtenus avec un débit moins élevé par exemple 16 Kbits/s ou 8 Kbits/s. En théorie, comme dans le cas précédent, ce système fonctionne bien. Dans la pratique le gain en matériel n'est que de 30 % sur la réalisation des multiplexeurs. Il peut être plus important. Mais ce gain plus important se réalise au détriment de l'augmentation considérable de la taille d'un circuit auxiliaire. Ce qui conduit à une appréciation trompeuse de la réduction du prix du central téléphonique.
Dans l'invention pour remédier à ce problème, et notamment au problème du sous-emploi des canaux institués entre deux points d'accès, on prévoit de surveiller la constitution de ces canaux. Lorsqu'il apparaît ainsi qu'entre deux points d'accès un nombre de canaux est anormalement grand pour un nombre global de voies assurées entre ces deux points d'accès, on décide de réorganiser ces canaux de manière à créer des canaux pleins, avec chacun si possible un nombre nominal de voies. De cette façon on libère des canaux. Ceci permet dans la pratique de libérer des circuits électroniques, des cartes électroniques avec lesquels ces canaux ont été institués. Dans ces conditions, ces circuits électroniques peuvent alors servir pour instituer d'autres canaux de communication, notamment avec d'autres points d'accès.
On montrera qu'en agissant ainsi le gain passe de 1 ,30 à 1 à 3 ou 4 à 1 , en moyenne à 3,5 à 1. L'exemple traité sera celui de la constitution de canaux à 32 Kbits/s à partir de canaux de départ à 8 Kbits/s. On approche presque avec l'invention les limites théoriques. Pour simplifier, on peut dire que la réorganisation effectuée dans l'invention consiste à déplacer une allocation, dévolue à un message, d'une fenêtre temporelle d'un canal à une fenêtre temporelle, par exemple de même rang, dans un autre canal, afin de libérer un canal et donc les circuits électroniques qui lui correspondent. Dans ces conditions ce canal libéré peut servir à créer des communications avec d'autres points d'accès. Dans la pratique si des problèmes de synchronisation se présentent au moment où cette commutation d'acheminement doit être effectuée, on préférera dans le domaine de la téléphonie mobile provoquer un transfert de station de base pour un téléphone mobile dont la communication doit être acheminée par un autre canal. En agissant ainsi on montrera qu'on ne perd aucune information de celles qui devaient être transmises, qu'on n'envoie pas deux fois des mêmes paquets d'informations, et qu'on ne réalise pas de circuit auxiliaire supplémentaire.
L'invention a donc pour objet un procédé de routage de messages entre des points d'accès dans lequel
- on constitue un tramage et on groupe par un multiplexage temporel des messages provenant de diverses origines selon des trames de ce tramage,
- on institue des canaux entre un premier et un second point d'accès, un canal ainsi institué ayant une capacité nominale en nombre de messages,
- on envoie des trames de ce tramage du premier point d'accès au second point d'accès en utilisant les canaux institués entre ces points d'accès, caractérisé en ce que
- on mesure le nombre de messages envoyés entre ce premier et ce second point d'accès, et on mesure le nombre de canaux institués entre ce premier et ce second point d'accès pour envoyer ces messages, - on réorganise l'utilisation des canaux institués entre ce premier et ce second point d'accès lorsque le nombre de messages envoyés par les canaux institués entre ce premier et ce second point d'accès est inférieur à une capacité nominale de l'ensemble de ces canaux institués moins un.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
- Figure 1 : une représentation schématique selon l'invention d'un circuit de routage, ou routeur, monté dans un point d'accès, recevant des messages et qui est destiné à les transmettre à d'autres points d'accès ; - Figure 2 : une représentation d'un tramage constitué pour permettre un échange entre des points d'accès ;
- Figure 3 : la représentation des moyens matériels nécessaires à mettre en place dans les points d'accès, et des canaux que ces moyens matériels permettent d'instituer entre différents routeurs. La figure 1 montre un système utilisable pour mettre en œuvre le procédé de routage de messages de l'invention. Elle montre essentiellement un point d'accès A. Le point d'accès dans la pratique est géographiquement situé à un endroit d'un territoire. Par exemple c'est un central téléphonique d'une petite ville ou d'un quartier d'une grande ville ou éventuellement un centre relais installé à un nœud de routage d'un réseau. Le point d'accès A est équipé par des circuits pour lui permettre de constituer des canaux avec d'autres points d'accès, par exemple ici les points d'accès B, C ou D.
Les circuits disponibles à cet effet dans les circuits de routage au point d'accès A comporteront dans un exemple N multiplexeurs temporels. Dans un exemple pour simplifier N vaudra 10. Ces circuits multiplexeurs comportent N circuits de combinaison tels que 1 reliés en entrée à N circuits de retard 2. Les circuits de retard 2 possèdent L entrées (L = 32 dans un exemple) et L sorties reliées à L entrées de chacun des N circuits de combinaison tels que 1. Les circuits de retard 2 comportent chacun L lignes à retard tels que 3, programmables, permettant de constituer dans un tramage donné, des trames de L messages. Les N circuits de combinaison tels que 1 comportent chacun une sortie 4 reliée à une entrée d'un circuit de commutation 5 qui permet de relier la sortie 4 à une ligne, par exemple physique, 6 à 8. Les lignes 6 à 8 permettent d'acheminer les messages du point d'accès A aux points d'accès B ou C ou D respectivement. Le circuit 5 permet d'effectuer un choix entre ces lignes, et donc de choisir une destination. La représentation symbolique de la figure 1 peut prendre diverses formes matérielles. Eventuellement les lignes physiques 6 à 8 peuvent n'être elles-mêmes que des voies de canaux à débit encore plus grand.
Des équipements correspondants sont créés dans les points d'accès B, C et D. On notera déjà que, pour un nombre N de multiplexeurs, le nombre possible de points d'accès B, C ou D devrait être lui-même limité à N. Du moins en pratique, car si ce n'est pas le cas, il est possible qu'un point d'accès soit le destinataire d'une communication et qu'aucun canal ne puisse être alloué à cette communication compte tenu que tous les canaux auraient été alloués aux autres destinations. Pour assurer le fonctionnement des circuits de routage du point d'accès A un processeur de traitement 9 délivre des ordres O à destination des circuits 1 , 2 et 5 et est relié dans ce but par un bus 10 à ces circuits, à une mémoire programme 11 , à une mémoire de données 12 et à une horloge 13. La mémoire programme 11 comporte un programme 14 qui, d'une manière connue, comporte un sous-programme 15 de multiplexage.
La figure 2 montre la constitution d'un tramage. Par exemple dans le tramage constitué, on constitue des trames de 125 μs comportant chacune 32 fenêtres temporelles. Un cadencement à 8000 Hz des circuits 1 , 2 et 5 synchronisés sur le signal de l'horloge H permet dans ce cas d'acheminer L = 32 messages provenant de diverses origines.
Par exemple ces messages proviennent de téléphones mobiles 16. Ici on montre une liaison montante, d'un téléphone mobile 16 vers une station de base 17 reliée elle-même, en aval dans le réseau, au point d'accès (au nœud du réseau) A. Par exemple les téléphones mobiles 16 comportent pour cette liaison montante, dans le cas où le message serait un message de parole, un microphone 18 relié à un échantillonneur-convertisseur analogique-numérique 19. L'échantillonneur-convertisseur 19, d'une manière classique, est cadencé par un signal à 8 KHz sans qu'il puisse y avoir de parallèle à priori entre cette cadence d'échantillonnage du signal de parole et la cadence imposée au circuit de routage du point d'accès A. D'une manière connue l'échantillonneur-convertisseur 19 produit des mots de 13 bits par échantillon. Ces mots de 13 bits sont comprimés en des mots de 8 bits dans des compresseurs logarithmique 20 dits de type Loi A. Les mots de 8 bits sont alors appliqués à l'entrée d'un émetteur récepteur 21 relié à un aérien d'émission. Les mots de 8 bits sont ainsi successivement envoyés par l'aérien à une station de base 17 avec laquelle le téléphone mobile 16 est en relation. Il est ainsi envisageable que L téléphones mobiles tels que le téléphone mobile 16 soient reliés à un circuit de retard tel que 2 qui est relié au circuit de combinaison 1. Dans ce cas, on est capable de constituer une trame entière à acheminer entre le circuit 1 et un point d'accès, le point d'accès B par exemple. En pratique des circuits de commutation prennent place entre les circuits 1 et 2. La figure 3 montre, pour les N multiplexeurs de la figure 1 situés au point d'accès A, la possibilité de créer, pour chacun, des canaux 6 ou 7 ou 8 aboutissant aux points d'accès B, C ou D respectivement. On comprend qu'à partir du moment où un multiplexeur 1 - 2 a été dévolu à une liaison donnée, par exemple la liaison A - B, pendant toute la durée de la trame 22, le réseau se trouve dans une situation équivalente à un réseau à commutation de circuits. On peut ainsi admettre qu'au maximum N multiplexeurs réalisent N liaisons entre le point d'accès A et le point d'accès B du moins en théorie. En pratique, chacun des N multiplexeurs de A est capable d'établir une liaison avec le point d'accès B.
On peut donner maintenant une explication chiffrée (arbitrairement simplifiée) du problème résolu par l'invention et tel qu'il se présente réellement. Si N x L (c'est-à-dire 10 x 32 = 320) communications sont à établir entre A et B, les N multiplexeurs du nœud A sont consacrés à une liaison entre A et B. Si alors N x (L - 1 ) communications cessent et que cependant une communication persiste occupant une voie dans chaque canal entre A et B alors les N multiplexeurs continuent à être tous occupés (pour acheminer chacun un seul message !). Toutes les ressources du point d'accès A sont alors utilisées. Dans ces conditions, une prochaine communication qui doit être créée ne pourra pas être réalisée si le message correspondant doit être acheminé sur un point d'accès C. Par contre, si ce message doit être acheminé sur le point d'accès B ce message sera naturellement incorporé dans un des canaux déjà institué entre A et B. Mais comme statistiquement la requête au point d'accès C est possible ceci revient à devoir créer des multiplexeurs supplémentaires. Le total des multiplexeurs (et des cartes électroniques) devient alors un en nombre plus grand que N pour équiper le point d'accès A. Ces multiplexeurs supplémentaires sont indispensables bien que ce point d'accès A ait déjà en définitive une capacité nominale de N x L communications. On peut montrer en pratique que le nombre de multiplexeurs est de l'ordre de N x L x 3 alors qu'on voudrait qu'il soit de l'ordre de N seulement.
Dans l'invention on surveille les canaux institués entre le premier point d'accès A et le second point d'accès B. Et pour tous les canaux ainsi recensés on mesure le nombre de messages, le nombres de voies réellement employées dans chacun de ces canaux. Dans ce but par exemple, mais montrés ici uniquement à titre explicatif, dans la mémoire 12 on peut attribuer à chacun des canaux instituables un enregistrement d'une base de données comportant d'une part dans un champ 23 un nom de canal et d'autre part dans L champs supplémentaires correspondant à chaque enregistrement de cette base de donnée une indication 24 mentionnant l'occupation d'une voie correspondante dans ce canal.
Dans la mémoire 12, il y a autant de bases de données qu'il y a de liaisons entre différents points d'accès possibles. Par exemple dans le cas présent il y en aura trois, une pour la liaison entre A et B, une pour la liaison entre A et C et une pour la liaison entre A et D. Dans la pratique cette surveillance n'est pas compliquée à mettre en œuvre puisque le processeur 9 alloue, en vertu du programme de multiplexage 14, les différentes fenêtres temporelles des canaux aux messages à transmettre. Donc la mémoire 12 et les bases de données qu'elle contient sont déjà disponibles dans l'état de la technique, au moins d'une manière implicite.
Un programme de surveillance 25 selon l'invention permet donc de recenser pour une liaison entre deux points d'accès, par exemple A et B, le nombre de fenêtres temporelles occupées ainsi que le nombre de canaux constitués parmi les N différents multiplexeurs. Ceci est réalisé de préférence dans chacune des liaisons, AB, AC, ou AD. Puis on regarde pour un nombre de communications ainsi effectivement échangées si ce nombre est inférieur à une capacité nominale de l'ensemble des canaux institués moins un. En définitive, dans le cas où tous les multiplexeurs sont capables de M communications (ce qui à priori n'est pas une obligation), on regarde si le nombre de communications pour M canaux n'est pas inférieur à L x (M - 1 ). Si c'est le cas, ceci signifie qu'au moins l'équivalent d'un canal peut être épargné en réorganisant les voies dans ces canaux. Dans ce cas on réorganise dans l'invention en appliquant le programme 25. Dans ce but on recherche de préférence quel est le canal le moins occupé. Soit M ce canal. La réorganisation comporte dans son principe qu'une voie utilisant une fenêtre temporelle 26 du canal du multiplexeur M est reportée dans un autre canal, par exemple le canal du multiplexeur 1 , à une fenêtre temporelle 27 postérieure (ou antérieure à la fenêtre temporelle 24). De préférence la fenêtre 27 possède dans ce canal du multiplexeur 1 une même position temporelle que celle qu'elle occupait dans le canal M. Ainsi de proche en proche on peut transférer les communications acheminées par un canal (et donc par un multiplexeur donné) vers un autre canal. De préférence le canal qu'on décidera de libérer sera le canal qui comportera le moins de messages transmis. Les canaux d'accueil sont de préférence les canaux les plus occupés parmi les M - 1 canaux restants.
Il est toutefois possible que la position temporelle d'un message dans une trame ne rencontre pas une fenêtre équivalente libre dans les autres canaux disponibles où elle est susceptible d'être transférée. Dans ce cas un problème se pose au moment du transfert. Sans entrer dans les détails, on sait que ce type de situation amène couramment soit à dispenser une même information deux fois, soit à ne pas envoyer le contenu d'un message correspondant à une fenêtre temporelle. Dans le cas de transmissions de messages vocaux, il pourrait être accepté que de tels défauts de transmission soient présents. Dans ce cas, seul serait altéré le contenu d'un message vocal correspondant à 125 μs dans l'exemple choisi. Bien que peu satisfaisant, un tel fonctionnement dégradé pourrait être accepté. Dans ce cas plutôt que de transférer la fenêtre temporelle 26 en une fenêtre temporelle 27, on peut la transférer en une fenêtre temporelle 28, dans un autre canal, mais qui est située à une autre date par rapport à la synchronisation du début de la trame.
Toutefois, dans le cas où des données binaires à transmettre ne sont pas des données de paroles mais des données numériques pures, une telle solution n'est pas admissible. Comme dans le point d'accès A on n'a pas connaissance de la nature des informations transmises, on préférera dans l'invention agir différemment. Le but reste de constituer des canaux de transmission 1 à M - 1 les plus compacts possibles de manière à mettre le moins de données de remplissage possible et de manière à épargner le plus de ressources possibles. Si on veut résoudre ce problème il faut alors réaliser dans les points d'accès A une gestion lourde des paquets d'informations transmis. En effet, les circuits de retard 3 des multiplexeurs 1 - 2 ne sont en définitive capables de retarder un signal que d'une durée égale, au maximum, à la durée d'une trame. Or dans le cas où un transfert amènerait à perdre le contenu d'une fenêtre temporelle 26, (parce qu'elle devrait être placée dans une fenêtre temporelle 28 antérieure dans un autre canal), il conviendrait de stocker le contenu de la fenêtre temporelle 26, au moment du transfert, pendant une durée supérieure à la durée de la trame.
Résoudre le problème de cette façon revient en fait à rendre très complexe les circuits de multiplexage 1 et donc à leur faire perdre l'intérêt de simplicité leur structure permet naturellement. Par contre dans le cas où la fenêtre temporelle 26 doit être placée dans un autre canal à une position 28 ultérieure le problème ne se présente pas.
Dans l'invention, dans le cadre de la téléphonie mobile, on résout très simplement ce problème sans avoir à ajouter d'équipements supplémentaires, sans avoir à compléter les circuits de retard 3 par des lignes à retard de durée très grande.
On s'est rendu compte en effet que dans le cadre de la téléphonie mobile, notamment de type GSM, au moment des opérations dites de hand- over, qui correspondent au transfert d'une liaison entre un téléphone mobile 16 et une station de base 17 à une liaison entre ce téléphone mobile 16 et une autre station de base 29, ce problème de fenêtre temporelle perdue était déjà géré. En définitive dans les stations de base 17 et 29 existent déjà tous les équipements nécessaires pour que l'abonné ne se rende même pas compte qu'il est passé de sa relation avec une station de base à une relation avec une autre station de base. Ce mode de transfert est particulièrement rigoureux en transmission de données.
Dans l'invention, lorsqu'on veut déplacer un message d'une fenêtre temporelle 26 dans un canal à libérer vers une autre fenêtre temporelle, on provoque un transfert de station de base à la communication échangée entre le téléphone 16 et la station de base 17. Dans ces conditions la voie 26 apparaît, vue du nœud A, comme une voie qui cesse d'exister au profit d'une autre voie 28 créée. Cette voie nouvelle créée 28 est bien entendu, d'une manière connue, affectée à un des canaux déjà existants entre le point d'accès A et le point d'accès B. Dans l'invention parmi les M canaux candidats à recevoir cette voie, on élimine le canal M pour n'en retenir que M - 1. Dans l'invention, d'une part on recherche le canal le moins occupé, ici le canal M, et ensuite on interdit le réemploi de ce canal tant que les M - 1 autres canaux institués ne sont pas tout complets. Au besoin cette interdiction peut être levée avant une utilisation totale des M - 1 autres canaux. Dans ce cas, les circuits de commande du point d'accès A envoient par l'intermédiaire d'un programme 30, HO de hand-over, aux stations de base 17 et/ou 29, ou éventuellement à un circuit général de gestion de ces stations de base, un signal S constituant un ordre de transfert. Plus exactement le signal S apparaîtra comme une requête en transfert. Cette requête n'a pas besoin d'être satisfaite immédiatement. Elle peut être satisfaite une ou plusieurs trames plus tard. Ce qui compte est que globalement pendant une durée longue, notamment celle des conversations échangée avec des téléphones mobiles, les données propres à ces communications soient acheminées sur un canal compacté et non pas sur des canaux très divers et sous-employés. Au besoin l'occupation d'un autre canal pendant une même trame 22 pour une autre voie mais pour une même communication peut se produire avant la libération du canal M.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de routage de messages entre des points d'accès (A - D) dans lequel - on constitue un tramage (22) et on groupe par un multiplexage temporel (1 - 2) des messages provenant de diverses origines (16) selon une trame de ce tramage,
- on institue des canaux (Mux1 ) entre un premier (A) et un second (B) point d'accès, un canal ainsi institué ayant une capacité nominale (L) en nombre de messages,
- on envoie des trames de ce tramage du premier point d'accès au second point d'accès en utilisant les canaux institués entre ces points d'accès, caractérisé en ce que - on mesure (25) le nombre de messages envoyés entre ce premier et ce second point d'accès, et on mesure le nombre (M) de canaux institués entre ce premier et ce second point d'accès pour envoyer ces messages,
- on réorganise (30) l'utilisation des canaux institués entre ce premier et ce second point d'accès lorsque le nombre de messages envoyés par les canaux institués entre ce premier et ce second point d'accès est inférieur à une capacité nominale (L x (M - 1 )) de l'ensemble de ces canaux institués moins un.
2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que
- on le met en œuvre dans un réseau (16, 17, 29) de téléphonie mobile, et
- pour réorganiser, on provoque (5) un transfert de station de base à des communications échangées par des téléphones mobiles transmettant des messages dont l'acheminement subit cette réorganisation.
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