EP1371257A1 - Procede d'admission des appels dans un systeme de telecommunication - Google Patents
Procede d'admission des appels dans un systeme de telecommunicationInfo
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- EP1371257A1 EP1371257A1 EP02718249A EP02718249A EP1371257A1 EP 1371257 A1 EP1371257 A1 EP 1371257A1 EP 02718249 A EP02718249 A EP 02718249A EP 02718249 A EP02718249 A EP 02718249A EP 1371257 A1 EP1371257 A1 EP 1371257A1
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Definitions
- the invention relates to a method for deciding on the admission of communications into a telecommunication system, in particular of the digital type. It also relates to a telecommunications system using such a method, as well as to call processing equipment.
- the words or messages to be transmitted call upon communication resources such as frequencies, time intervals and codes.
- a telecommunication system does not have unlimited resources, when a terminal requests to communicate, it is necessary to check that resources are available and that the acceptance of a new communication or connection will not disturb other communications or connections in Classes.
- a connection admission control member is provided which determines - automatically - whether, after the requested connection, this last connection as well as the connections in progress will ensure the quality of nominal service.
- CBR constant speed
- VBR-RT variable flow in real time
- UBR unspecified flow UBR
- connection admission control members are well suited to systems which manage a physical resource such as bandwidth, but cannot simultaneously manage several physical resources such as bandwidth and power.
- a connection between a base station and a terminal which is carried out by means of a satellite requires a power all the more important as the terminal is distant from the center of the cell (or area) where this terminal is located.
- the power required depends on the propagation conditions and in particular on atmospheric disturbances.
- the method according to the invention is characterized in that, to admit or not a connection, the availability of the bandwidth and power resources is determined and the connection is admitted only if the bandwidth and the power make it possible to respect the quality of service required for current connections and accepted connection.
- bandwidth and the power are uncorrelated, the bandwidth availability and the power availability are determined independently of each other.
- a single parameter can be used which depends on the power and the bandwidth.
- this single parameter is a product of a power by a bandwidth.
- the power is, for example, the power necessary to ensure the connection in the most unfavorable case of transmission and the bandwidth is a parameter which depends on the traffic of the terminal concerned.
- a normalization factor can be applied to this product so as to make it homogeneous either to a power or to a bandwidth.
- the normalization factor is a homogeneous denominator at a bandwidth and, in the second case, the normalization factor is a homogeneous denominator at a power.
- the connection from a terminal or a station is carried out in CDMA mode, and each packet to be transmitted contains a determined number of symbols such as the number of symbols contained in a cell of the standard. ATM, and the number of codes in each packet can be variable.
- the base station must receive sufficient power for each code.
- the base station allocates to each terminal a power by code which allows correct reception at this base station.
- a terminal remote from the base station will transmit with relatively large power for each code and the number of codes to be transmitted will be limited.
- a termina) close to the base station will be able to transmit a power limited by code and therefore to transmit a greater number of codes.
- the codes are "stacked", that is to say transmitted simultaneously, and the number of symbols is constant per packet or frame, a packet with a large number of codes will have a more limited duration than a packet having a low number of codes. Under these conditions, the main resource to be managed is no longer power, but time.
- the invention relates to a method for determining, in a digital telecommunications system, whether a new connection can be established, which is characterized in that a parameter representing the bandwidth and the power is determined of the connection to be established, the connection being able to be authorized if the sum of the parameters corresponding to the established connections and to the connection to be established does not exceed a predetermined threshold.
- the parameter is homogeneous to a power and is weighted by a dimensionless coefficient proportional to the bandwidth required by the connection to be established.
- the coefficient is a ratio between a number of codes required by the connection and a total number of available codes.
- This type of call admission determination is well suited in the case of calls from a base station to a plurality of terminals.
- the parameter is homogeneous with a bandwidth or bit rate and is weighted by a dimensionless coefficient representing a ratio between the power required by a connection and a reference power.
- the ratio between powers can be reduced to a time ratio, for example a number of symbol times. Indeed, if the power decreases, the transmission time increases.
- This type of determination is well suited in the case of a transmission from a terminal to a base station.
- FIG. 1 is a diagram of a telecommunications system
- FIG. 2 is a diagram showing an example of CDMA type transmission.
- the transmissions of the so-called "go" channel from station 12 to terminals 14j take place in CDM mode, that is to say that at each connection from the station to a terminal, at least one code (that is, each symbol or bit is assigned a predetermined sequence).
- the various codes are orthogonal to each other so that a code intended for a terminal, which is necessarily transmitted to all the terminals, can only be correctly received by the corresponding terminal due to the orthogonality between codes.
- the "return" channel that is to say from each terminal to the base station, provision is made for a timeshare transmission, that is to say that each terminal is assigned a time interval d 'emission, each terminal however using codes.
- a call admission unit (not shown) which is, for example, in the base station 12.
- this call admission unit may be in a different location.
- a call is only accepted if the bandwidth and the power it will consume do not exceed the overall thresholds of bandwidth and power admitted for the base station or for the terminal depending on whether it is the outward or return path. However, for the return path, as we will see later, instead of power, time is involved.
- the base station is assigned N codes and the base station can transmit maximum power P.
- WPC is a power weighted by information representing the speed of the requested connection.
- PC represents the power for each code assigned to the corresponding connection
- EB re f in the denominator represents a bandwidth or bit rate, here a maximum number of codes available
- EB in the numerator, represents the number of codes required by the requested connection.
- each terminal transmits packets constituting frames which have a predetermined number of symbols to the base station.
- each terminal can transmit according to a plurality of codes.
- each code must be assigned sufficient power for it to be received by the base station. For example, a terminal remote from the center of the cell will need more code power than the code power required by a terminal closer to the center of the cell. Since the codes are transmitted simultaneously and since the total number of symbols is the same for all the frames, it is understood that the transmission time of a frame varies inversely with the number of codes assigned to the frame.
- FIG. 2 This property is represented in FIG. 2 in which two frames 20 and 21 have been shown transmitted by two different terminals.
- the frame 20 is transmitted by a terminal closer to the center of the cell than the terminal transmitting the frame
- the frame 20 has six codes C-j to C5 while the frame 21 has two codes C-
- the total number of symbols per frame being n and the time allocated to each symbol having a duration ti constant, the frame 20 has a duration ⁇ - then
- WEB is a bandwidth weighted by information representing the time required to transmit a unit of data, that is to say a frame.
- EB is a bandwidth or a bit rate
- N2 is the number of symbol times corresponding to the reference power
- N ⁇ (SKT) is the number of symbol times required by the connection for a given terminal power.
- EB is a number of codes per frame.
Abstract
L'invention concerne un procédé d'admission des appels, ou connexions, dans un système de télécommunication, notamment de type numérique. Pour chaque connexion en cours et chaque connexion demandée, on détermine un paramètre qui dépend de la bande passante et de la puissance de la connexion, et on effectue la somme des paramètres pour toutes les connexions. On admet la connexion demandée si la somme de ces paramètres ne dépasse pas un seuil prédéterminé. Dans une réalisation, le paramètre pour chaque connexion est homogène à une puissance. Le paramètre est, par exemple, le produit d'une puissance d'un terminal, ou d'une station de base par un coefficient sans dimension proportionnel à une bande passante. L'invention s'applique notamment à un système de télécommunications dans lequel des terminaux (141, 142, 143) communiquent avec une station de base (12), par exemple par l'intermédiaire de satellites.
Description
PROCEDE D'ADMISSION DES APPELS DANS UN SYSTEME DE TELECOMMUNICATION
L'invention est relative à un procédé pour décider de l'admission des communications dans un système de télécommunication, notamment de type numérique. Elle concerne également un système de télécommunication faisant appel à un tel procédé, ainsi qu'à un équipement de traitement des appels.
Dans un système de télécommunication, les mots ou messages à transmettre font appel à des ressources en communication telles que des fréquences, des intervalles de temps et des codes. Un système de télécommunication ne disposant pas de ressources illimitées, quand un terminal demande à communiquer, il est nécessaire de vérifier que des ressources sont disponibles et que l'acceptation d'une nouvelle communication ou connexion ne va pas perturber les autres communications ou connexions en cours. Autrement dit, pour admettre une nouvelle communication, on prévoit un organe de commande d'admission de connexion qui détermine - de façon automatique - si, après la connexion demandée, cette dernière connexion ainsi que les connexions en cours permettront d'assurer la qualité de service nominale.
On rappelle ici que, dans un système de télécommunication de type numérique, notamment un système de communication de type ATM (Asynchronous Tranfer Mode), on prévoit plusieurs types de qualités de service, à savoir, notamment, le débit constant (CBR), le débit variable en temps réel (VBR-RT), le débit variable sans temps réel mais avec un minimum de débit, et le débit non-spécifié UBR. Pour chacune de ces qualités de service, les valeurs spécifiées de paramètres doivent être respectées tout au long d'une connexion. Ces paramètres sont en particulier un débit de transmission maximum (PCR), un débit de transmission moyen (SCR), un taux d'erreur de bits ou de cellules, etc.
L'invention part de la constatation que les organes de commande d'admission de connexion sont bien adaptés à des systèmes qui gèrent une ressource physique telle que la bande passante, mais ne peuvent pas gérer simultanément plusieurs ressources physiques telles que la bande passante et la puissance.
En particulier, dans les systèmes de télécommunication par satellites défilants, une connexion entre une station de base et un terminal qui est effectuée par l'intermédiaire d'un satellite, a besoin d'une puissance d'autant plus importante que le terminal est éloigné du centre de la cellule (ou zone) où se trouve ce terminal. En
outre, la puissance nécessaire dépend des conditions de propagation et notamment des perturbations atmosphériques.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, pour admettre ou non une connexion, on détermine la disponibilité des ressources en largeur de bande et en puissance et on admet la connexion seulement si la largeur de bande et la puissance permettent de respecter la qualité de service requise pour les connexions en cours et la connexion admise.
Dans le cas où la largeur de la bande et la puissance sont décorrélées, on détermine indépendamment l'une de l'autre la disponibilité en largeur de bande et la disponibilité en puissance.
Dans le cas où la puissance et la largeur de bande sont corrélées, on peut faire intervenir un paramètre unique qui dépend de la puissance et de la largeur de bande.
Dans une réalisation, ce paramètre unique est un produit d'une puissance par une largeur de bande. La puissance est, par exemple, la puissance nécessaire pour assurer la connexion dans le cas le plus défavorable de transmission et la largeur de bande est un paramètre qui dépend du trafic du terminal concerné.
On peut appliquer à ce produit un facteur de normalisation de façon à le rendre homogène soit à une puissance, soit à une largeur de bande. Dans le premier cas, le facteur de normalisation est un dénominateur homogène à une largeur de bande et, dans le second cas, le facteur de normalisation est un dénominateur homogène à une puissance.
Dans un mode de réalisation, la connexion à partir d'un terminal ou d'une station s'effectue en mode CDMA, et chaque paquet à transmettre contient un nombre déterminé de symboles tel que le nombre de symboles contenus dans une cellule de la norme ATM, et le nombre de codes de chaque paquet peut être variable. Dans ce cas, la station de base doit recevoir une puissance suffisante pour chaque code. Il en résulte que la station de base alloue à chaque terminal une puissance par code qui permet une réception correcte à cette station de base. Ainsi, un terminal éloigné de la station de base émettra avec une puissance relativement importante pour chaque code et le nombre de codes à émettre sera limité. Par contre, un termina) proche de la station de base pourra émettre une puissance limitée par code et donc émettre un plus grand nombre de codes. Etant donné que les codes sont "empilés", c'est-à-dire émis simultanément, et que le nombre de symboles est constant par paquet ou trame, un paquet avec un nombre de codes important aura une durée plus limitée qu'un paquet ayant un nombre faible
de codes. Dans ces conditions, la ressource principale à gérer n'est plus la puissance, mais le temps.
L'invention concerne, selon un autre de ses aspects, un procédé pour déterminer, dans un système de télécommunication numérique, si une nouvelle connexion peut être établie, qui est caractérisé en ce qu'on détermine un paramètre représentant la bande passante et la puissance de la connexion à établir, la connexion pouvant être autorisée si la somme des paramètres correspondant aux connexions établies et à la connexion à établir ne dépasse pas un seuil prédéterminé.
Dans une réalisation, le paramètre est homogène à une puissance et est pondéré par un coefficient sans dimension proportionnel à la bande passante nécessitée par la connexion à établir.
Par exemple, le coefficient est un rapport entre un nombre de codes nécessités par la connexion et un nombre total de codes disponibles. Dans ce cas, il est en outre préférable, pour autoriser la nouvelle connexion, de vérifier que la bande passante de la connexion à établir et des autres connexions déjà établies ne dépasse pas un seuil qui est, par exemple, un nombre prédéterminé de codes.
Ce type de détermination d'admission d'appels est bien adapté dans le cas d'appels d'une station de base vers une pluralité de terminaux.
Dans une autre réalisation, le paramètre est homogène à une bande passante ou débit et est pondéré par un coefficient sans dimension représentant un rapport entre la puissance nécessitée par une connexion et une puissance de référence.
Par exemple, si on considère une connexion en multiplex de temps de type ATM, le rapport entre puissances peut être ramené à un rapport de temps, par exemple un nombre de temps symboles. En effet, si la puissance diminue, le temps de transmission augmente.
Ce type de détermination est bien adapté dans le cas d'une transmission d'un terminal vers une station de base.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels : la figure 1 est un schéma de système de télécommunication, et la figure 2 est un schéma montrant un exemple d'émission de type CDMA.
Dans l'exemple que l'on va maintenant décrire en relation avec les figures, on considère un système de télécommunication dans lequel l'espace est divisé en zones ou cellules à l'intérieur de chacune desquelles se trouve une station de base 1 2
et des terminaux 14-) , 142, etc. Les communications d'un terminal 14-j avec un autre terminal se trouvant dans la même zone, ou cellule, ou dans une autre zone ou cellule, s'effectuent par l'intermédiaire de la station de base 12.
Les transmissions de la voie, dite "aller", de la station 12 vers les terminaux 14j s'effectuent en mode CDM, c'est-à-dire qu'à chaque connexion de la station vers un terminal, on affecte au moins un code (c'est-à-dire qu'à chaque symbole ou bit, on affecte une séquence prédéterminée). Les divers codes sont orthogonaux entre eux de façon qu'un code destiné à un terminal, qui est nécessairement émis vers tous les terminaux, ne peut être reçu correctement que par le terminal correspondant du fait de l'orthogonalité entre codes. Pour la voie "retour", c'est-à- dire de chaque terminal vers la station de base, on prévoit une transmission en temps partagé, c'est-à-dire qu'à chaque terminal est affecté un intervalle de temps d'émission, chaque terminal faisant cependant appel à des codes.
Pour admettre un nouvel appel, on prévoit un organe (non montré) d'admission des appels qui se trouve, par exemple, dans la station de base 12. Cependant, cet organe d'admission des appels peut se trouver en un emplacement différent.
Un appel n'est admis que si la bande passante et la puissance qu'il va consommer n'entraînent pas un dépassement des seuils globaux de bande passante et de puissance admis pour la station de base ou pour le terminal selon qu'il s'agit de la voie aller ou de la voie retour. Cependant, pour la voie retour, comme on le verra plus loin, à la place de la puissance on fait intervenir le temps.
On considère tout d'abord la voie aller, de la station de base vers les terminaux. À la station de base, sont affectés N codes et celle-ci peut émettre une puissance maximale P.
Pour déterminer si une connexion demandée par un terminal peut être admise, on détermine pour ce terminal le paramètre suivant :
WPC ≈-^2— x PC (1)
EBref
Dans cette formule, WPC est une puissance pondérée par une information représentant le débit de la connexion demandée. Ainsi, PC représente la puissance pour chaque code affecté à la connexion correspondante, EBref au dénominateur représente une bande passante ou débit, ici un nombre maximum de codes
disponibles, et EB, au numérateur, représente le nombre de codes nécessités par la connexion demandée.
On vérifie ainsi que la somme des coefficients WPC pour la station de base ne dépasse pas un seuil prédéterminé si la nouvelle connexion est admise. On vérifie également que le nombre total de codes disponibles n'est pas dépassé.
On considère maintenant le cas de la voie retour, d'un terminal vers la station de base. Dans cet exemple, chaque terminal émet vers la station de base des paquets constituant des trames qui comportent un nombre prédéterminé de symboles. En outre, chaque terminal peut émettre selon une pluralité de codes. Mais à chaque code doit être affectée une puissance suffisante pour qu'elle soit reçue par la station de base. Par exemple, un terminal éloigné du centre de la cellule aura besoin d'une puissance par code supérieure à la puissance par code nécessitée par un terminal se trouvant plus proche du centre de la cellule. Étant donné que les codes sont transmis simultanément et que le nombre total de symboles est le même pour toutes les trames, on comprend que le temps de transmission d'une trame varie en fonction inverse du nombre de codes affectés à la trame.
Cette propriété est représentée sur la figure 2 sur laquelle on a représenté deux trames 20 et 21 émises par deux terminaux différents. La trame 20 est émise par un terminal plus proche du centre de la cellule que le terminal émettant la trame
21. Dans ces conditions, la puissance nécessitée pour un code est plus faible pour la trame 20 que pour la trame 21.
Ainsi, dans cet exemple, la trame 20 comporte six codes C-j à C5 tandis que la trame 21 comporte deux codes C-| et C2. Le nombre total de symboles par trame étant n et le temps affecté à chaque symbole ayant une durée ti constante, la trame 20 a une durée ^ - alors
6 que la trame 21 a une durée -^. λ
Dans ce cas, l'admissibilité de la connexion est déterminée à l'aide de la formule suivante :
Dans cette formule, WEB est une bande passante pondérée par une information représentant la durée nécessaire pour transmettre une unité de données,
c'est-à-dire une trame. Ainsi, EB est une bande passante ou un débit, N2 est le nombre de temps symboles correspondants à la puissance de référence et N^(SKT) est le nombre de temps symboles nécessités par la connexion pour une puissance donnée de terminal. Dans cet exemple, EB est un nombre de codes par trame.
Cette égalité traduit bien le fait que moins la puissance disponible sur la connexion est élevée et plus le temps nécessaire à la transmission est grand, c'est- à-dire, comme décrit ci-dessus, d'un terminal dont la puissance est relativement faible demandera plus de temps pour la transmission. Ainsi, pour admettre ou non la connexion, on vérifiera que la somme des bandes passantes pondérées WEB destinées à la station de base ne dépasse pas un seuil prédéterminé.
Claims
1. Procédé d'admission des appels, ou connexions, dans un système de télécommunication, notamment de type numérique, caractérisé en ce que, pour chaque connexion en cours et chaque connexion demandée, on détermine un paramètre qui dépend de la bande passante et de la puissance de la connexion, et en ce qu'on effectue la somme des paramètres pour toutes les connexions et on admet la connexion demandée si la somme de ces paramètres ne dépasse pas un seuil prédéterminé.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le paramètre pour chaque connexion est homogène à une puissance.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le paramètre est le produit d'une puissance d'un terminal ou d'une station de base par un coefficient sans dimension proportionnel à une bande passante.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les signaux numériques sont transmis simultanément et sont affectés de codes orthogonaux entre eux.
5. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le paramètre est homogène à une bande passante.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le paramètre est le produit d'une bande passante par un coefficient sans dimension qui est fonction de la puissance.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le coefficient dépendant de la puissance est un nombre fonction du temps de transmission, ce nombre étant d'autant plus élevé que la puissance de transmission est faible.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les communications sont transmises en mode à partage de temps.
9. Procédé d'admission des appels, ou connexions, dans un système de télécommunication, notamment de type numérique, caractérisé en ce qu'on détermine la disponibilité des ressources en largeur de bande et en puissance et on admet la connexion seulement si la largeur de bande et la puissance permettent de respecter la qualité de service requise pour les connexions en cours.
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