SYSTEME DE RADIOCOMMUNICATION NUMERIQUE PERMETTANT L'EVOLUTION D'UNE INFRASTRUCTURE ET DE TERMINAUX A BANDE ETROITE VERS UNE INFRASTRUCTURE ET DES TERMINAUX A LARGE
BANDE
Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine des systèmes numérique privés de radiocommunication mobile. Elle trouve des applications particulièrement avantageuses dans les systèmes privés de radiocommunication professionnelle (ou système PMR, pour Professional Mobile Radio en anglais).
Ce système de radiocommunication selon l'invention a pour but de permettre l'établissement d'une liaison de communication entre un ensemble de terminaux de type Push To Talk (ou PTT) à bande étroite avec des terminaux de type PTT à large bande.
Etat de la technique et problèmes techniques rencontrés
Dans le domaine des systèmes numériques privés de radiocommunication mobile appelé par la suite système PMR, il existe une catégorie de terminaux mobiles utilisant une méthode de communication dite PTT (pour Push To Talk, ou Press To Transmit). Cette méthode de communication s'effectue sur une liaison half-duplex, et repose sur l'appui d'un bouton pour commuter le terminal PMR d'un état récepteur à un état émetteur de données, telles que la phonie, notamment, mais plus généralement de données de toute nature. On entend par liaison half-duplex un canal de communication permettant le transport de données dans les deux sens, mais pas simultanément, autrement dit, soit en lien montant (Up- link en anglais), ou soit en lien descendant (ou down-link en anglais).
La méthode de communication Push To Talk est un service vocal sur IP (pour Internet Protocol) en temps réel implémenté sur un réseau de données par paquets. Ainsi, un terminal PTT assure une communication directe par appui d'une touche et permet d'établir une liaison avec un autre terminal ou avec un ensemble de terminaux.
Les figures 1a-1c sont des illustrations d'un système 100 de radiocommunication généralement utilisé pour des terminaux PTT 1 10. Dans ce système 100 de radiocommunication, un terminal PTT 1 10 radiomobiie est de manière classique interfacé à une infrastructure réseau 120 via un
ensemble de stations de base 130, chacunes associées à un contrôleur 135 de site.
Cette infrastructure réseau 120 comporte un ou plusieurs sous- systèmes 140 d'acheminement, encore appelé réseaux régionaux. Un sous- système 140 d'acheminement est considéré comme le plus petit sous- système pouvant offrir des services PMR 160 via un réseau IP 165. Chaque sous-système 140 comporte un commutateur encore appelé serveur PTT 150 apte à gérer la mobilité des terminaux PTT 110 sur le réseau et à assurer la communication entre les différents terminaux PTT 110 dudit réseau. Le serveur PTT 150 est également apte à s'interfacer à un ou plusieurs autres serveurs PTT 150, afin de permettre la mise en réseau de plusieurs sous-systèmes 140 entre eux et ainsi pouvoir couvrir une large zone géographique.
Toutefois, les infrastructures actuelles de radiocommunication en technologie PTT sont prévus pour des terminaux 110 fonctionnant sur du bas débit encore appelé à bande étroite (ou Narrow Band en anglais). Autrement dit, les services PMR 160 ne peuvent être accessible que pour des applications bas débit, or la modernisation de ces infrastructures de télécommunication PTT est nécessaire, afin de les faire évoluer en haut débit, encore appelé large bande (ou Broad Band en anglais).
Cependant, cette modernisation est longue et complexe à mettre en œuvre. En outre, se pose également le problème de l'interopérabilité entre les deux réseaux, afin que puissent communiquer les terminaux 110 bas débits avec des terminaux hauts débits, et vice versa.
Exposé de l'invention
La présente invention vise à résoudre l'ensemble des inconvénients de l'état de la technique. Pour cela, l'invention propose un système de radiocommunication permettant l'interopérabilité entre un terminal PMR fonctionnant sur un réseau à large bande, selon l'une quelconque des caractéristiques de la revendication 1 et suivantes.
L'invention permet ainsi d'établir, maintenir, et interrompre une liaison de communication vocal et/ou de données entre un terminal PTT (pour Push To Talk), destiné à fonctionner sur un réseau à bande étroite (ou Narrow Band), et un terminal comportant des applications PTT, destiné à fonctionner sur un réseau à large bande (ou Broad Band). L'invention est apte à fonctionner avec des infrastructures réseaux à bande étroite de technologie
TETRA (pour Terrestrial Trunked RAdio), ou TETRAPOL (pour TErrestrial Trunked RAdio POLycom), ou P25 (Project 25). L'invention est également apte à fonctionner avec des réseaux à large bande de type IP-WAN (pour Internet Protocol Wide Area Networks). Par réseaux IP-WAN, on entend des réseaux se basant sur les technologies WIFI (Wlreless Fldelity), et/ou WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), et/ou 2G (2ème Génération de réseau cellulaire), et/ou 3G (3eme Génération de réseau cellulaire), et/ou LTE (Long Term Evolution).
L'invention permet donc à des terminaux à large bande d'accéder aux services ou applications qui sont normalement destinés aux terminaux à bande étroite. En effet, l'invention permet à un terminal fonctionnant sur des technologies IP-WAN d'accéder à des services supplémentaires, qui n'étaient réservés jusque là qu'à des terminaux PTT à bande étroite. Ainsi, grâce à l'invention, les infrastructures réseaux large bande et à bande étroite sont totalement interopérable. Un avantage de l'invention est que l'interopérabilité, entre les infrastructures réseaux à bande étroite et à large bande, est totalement indépendante de l'évolution future des terminaux IP- WAN, ou de toute autre évolution technologique de ces terminaux radiomobile large bande. L'invention permet également aux terminaux à large bande accédant à des services à bande étroite, d'accéder simultanément aux services à bande large.
L'invention a donc pour objet un système de radiocommunication destiné à des applications de type Push To Talk comportant :
- un terminal de technologie PMR à bande étroite, apte à se connecter, via une interface radioéiectrique, à une infrastructure réseau à bande étroite, permettant un accès, par l'intermédiaire d'un serveur PTT, à un ensemble de ressources ou applications PTT à bande étroite,
- un terminal de technologie à large bande, apte à se connecter, via une interface radioéiectrique, à un réseau IP-WAN, permettant un accès, par l'intermédiaire d'un serveur, à un ensemble de ressources ou applications PTT à bande large,
caractérisé en ce que,
- ledit terminal comporte une application cliente PTT sur le réseau IP- WAN, configuré de sorte à établir une connexion IP, via une interface, entre le terminal, et un serveur PTT sur IP-WAN, permettant audit terminal
d'accéder aux ressources ou applications PTT à bande étroite et d'établir un canal de communication avec le terminal.
L'invention comporte également l'une quelconque des caractéristiques suivantes :
- ledit serveur PTT sur IP-WAN est apte à se connecter, via une interface, à un serveur PTT d'une infrastructure réseau à bande étroite, et/ou à un autre serveur PTT sur IP-WAN ;
- l'interface permettant la liaison entre le serveur PTT de l'infrastructure réseau à bande étroite et le serveur PTT sur IP-WAN comporte une passerelle, permettant de convertir le signal issu du serveur PTT de l'infrastructure réseau à bande étroite en un signal opérationnel pour le serveur PTT sur IP-WAN, et vice versa ;
- l'infrastructure réseau est apte à être de technologie TETRA, ou TETRAPOL, ou P25 ;
- le terminal est un téléphone cellulaire pourvu d'une application cliente PTT sur IP-WAN comportant un client logiciel PoC, associé à un composant logiciel donnant accès aux services ou applications PTT à bande étroite, ledit client PoC étant également associé à un composant logiciel donnant accès aux services ou applications PTT à bande large ;
- le serveur PTT sur IP-WAN comporte un noyau basé sur un protocole OMA PoC et associé au client logiciel.
- le serveur comporte en outre un composant logiciel destiné à émuler la passerelle entre le serveur PTT et le noyau ;
- le serveur PTT sur IP-WAN comporte un noyau basé sur un protocole P25 PoC et associé au client logiciel ;
- le serveur PTT sur IP-WAN comporte un composant logiciel permettant de réaliser l'adaptation nécessaire pour le fonctionnement entre un client/serveur OMA et un client/serveur P25, afin qu'ils puissent réaliser ensemble une communication commune ;
- le serveur PTT sur IP-WAN est associé à :
- un premier composant logiciel émulant l'accès à des services ou applications PTT à bande étroite,
- un deuxième composant logiciel émulant l'accès à des services ou applications PTT à large bande ;
L'invention a également pour objet un terminal mobile comportant des applications de type Push To Talk configuré de sorte à pouvoir évoluer dans
un système de radiocommunication selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes.
Brève description des figures
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 illustratif, mais nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
- Figures 1a-1c : des représentations schématiques de systèmes de télécommunication, selon l'état de la technique ; (déjà décrites)
- Figures 2a-2b : des représentations schématiques de systèmes de radiocommunication, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- Figure 3 : une représentation fonctionnelle du système de radiocommunication, selon un mode de réalisation de l'invention ;
- Figures 4 à 6 : des représentations schématiques de d'autres modes de réalisation de l'invention ;
- Figure 7 : un ensemble de représentations schématiques du système selon un Mode 1 de réalisation de l'invention, muni d'un serveur OMA PoC et adapté respectivement aux protocoles P25, TETRA, TETRAPOL.
- Figure 8 : un ensemble de représentations schématiques du système selon un Mode 2 de réalisation de l'invention, muni d'un serveur P25 PoC et adapté respectivement aux protocoles P25, TETRA, TETRAPOL.
- Figure 9a-9b : représentations schématiques comparant la chaîne de management du système selon un mode de réalisation de l'invention et l'état de la technique.
Description de l'invention
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l'échelle.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.
La figure 2a est une illustration d'un système de radiocommunication PMR selon l'invention. Ce système de radiocommunication PMR comporte un terminal PTT 110 radiomobile interfacé à une infrastructure réseau 120
via un ensemble de stations de base 130. Cette infrastructure réseau 120 comporte un ensemble de sous-systèmes d'acheminement, encore appelé réseaux régionaux 140.
Par sous-système d'acheminement 140, on comprend qu'il s'agit du plus petit sous-système pouvant offrir des services PMR.
Chaque sous-système 140 comporte un commutateur, encore appelé serveur PTT 150, apte à gérer la mobilité des terminaux 110 sur le réseau et à assurer la communication entre les différents terminaux PTT 110 dudit réseau. Le serveur PTT 150 est apte à se connecter à d'autres serveurs PTT 150 de sous-système 140, via une interface 155. De ce fait, les sous- systèmes 140 sont aptes à se connecter entre eux de sorte à couvrir une large zone géographique. Dans un mode de réalisation, le serveur PTT 150 est de technologie P25 (pour Project 25). Dans une autre variante de réalisation de l'invention, le serveur PTT 150 est de technologie TETRA (TErrestrial Trunked RAdio). Dans encore une autre variante de réalisation, le serveur PTT 150 est de technologie TETRAPOL (pour TETRA POLice).
Cependant, ces infrastructures réseaux 120, telles que définies dans l'état de la technique, ne sont uniquement prévus que pour des terminaux 110 fonctionnant sur du bas débit, encore appelé terminaux à bande étroite (ou Narrow Band en anglais).
Or la modernisation des terminaux mobiles 210 permet d'accéder à des réseaux de technologie IP-WAN. On entend par technologie IP-WAN (Internet Protocol Wide Area Network), des technologies radioélectriques larges bandes ou hauts débits, tels que du LTE (Long Term Evolution), et/ou du 3G (3ème Génération de réseau cellulaire), et/ou du 2G (2ème Génération de réseau cellulaire), et/ou du WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), et/ou du WIFI (Wireless Fidelity). Un tel terminal 210 IP- WAN est apte à accéder à des services ou des applications 260 tels que de la vidéo, de l'internet, e-mails, etc. , et/ou tout autre service destiné à de la large bande via un serveur 265 de données BB (pour Broad Band). Dans le cadre d'une utilisation du terminal 210 pour une application PMR et basée sur de la technologie IP-WAN, comme illustré à la figure 2a, le terminal 210 se connecte au serveur 265, via un ensemble de stations de base 230, donnant accès a un réseau IP-WAN 240.
Toutefois, il serait totalement impossible en l'état actuel des choses qu'un terminal 210 puisse établir une communication avec un terminal 10,
ainsi que d'avoir la possibilité d'utiliser les applications 160 destinées aux dits terminaux 110.
Ainsi, l'invention prévoit, d'une part, qu'un tel terminal IP-WAN 210 comporte une application cliente 215 PTT sur le réseau IP-WAN et que d'autre part, un serveur 250 soit mis en place, de sorte que l'exécution de l'application cliente 215 crée une interface client/serveur 225 permettant l'accès aux services PTT 160 via le réseau IP-WAN 240.
En effet, le serveur 250, émule une imitation du comportement physique d'un serveur PTT 150 par un logiciel apte à se connecter avec un serveur PTT 150 réel via une interface 155.
De même, comme le montre les figure 2b et 3, le serveur 250 est apte à se connecter à un ou plusieurs autre(s) serveur(s) 250, via une interface 255.
Par conséquent, l'interface client/serveur 225 permet aux terminaux 210 d'accéder aux applications 160 et/ou aux applications 260 accessibles via le serveur 265. L'interface 225 permet en outre aux terminaux 210 d'établir une liaison de communication avec un ou plusieurs terminaux 110. De même, les terminaux 110 sont aptes au moyen de l'interface 225 d'établir une liaison de communication avec un ou plusieurs terminaux 210. Toutefois les terminaux 110 n'ont pas la possibilité d'accéder aux ressources ou applications 260 large bande accessible uniquement par le serveur 265.
L'invention est apte à fonctionner avec des infrastructures réseau 120 de technologie TETRA (pour Terrestrial Trunked RAdio), ou TETRAPOL (pour TErrestrial Trunked RAdio POLycom), ou P25 (pour Project 25) et leurs terminaux 110 respectifs. Ainsi, dans un premier mode de réalisation, il est prévu que le serveur PTT 150, associé à la technologie de l'infrastructure 120, puisse communiquer de manière bidirectionnelle avec le serveur PTT sur IP-WAN, par l'intermédiaire d'une passerelle 454. Cette passerelle 454 a pour but de convertir le signal issu du serveur PTT 150 en un signal opérationnel pour le serveur PTT 250 sur IP-WAN, et vice versa (voir figure 4).
Dans un autre mode de réalisation selon l'invention, (voir figure 5), un terminal utilisateur 510 est un téléphone cellulaire, dit mobile. Ce téléphone cellulaire 510 est pourvu d'une application cliente 515 PTT sur IP-WAN comportant un client logiciel 511 PTT sur téléphone cellulaire, généralement appelé PoC client, (ou PTT Over Cellular en anglais). Ce client logiciel 511
PTT est associé à un composant logiciel 512 donnant accès aux services ou applications PTT à bande étroite (Narrow Band ou NB en anglais).
De même, le client logiciel 511 est associé à un composant logiciel 513 donnant accès aux services ou applications PTT à bande large (Broad Band ou BB en anglais). Le client logiciel 51 est apte à entrer en contact avec un serveur 550, ayant les mêmes entrées/sorties que le serveur 250 précédemment décrit. Le serveur 550 comporte un noyau 551 PTT sur téléphone cellulaire (ou PoC Kernel en anglais) apte à fonctionner sur un réseau IP-WAN. Ce noyau 551 est associé à un premier composant logiciel 552 émulant l'accès à des services ou applications PTT Narrow Band. Le noyau 551 comporte également un deuxième composant 553 logiciel émulant l'accès à des services ou applications PTT Broad Band. Le serveur 550 comporte en outre un composant 554 logiciel destiné à émuler la passerelle 400 entre le serveur PTT 150 et le noyau 551.
Deux autres modes de réalisation, illustrés à la figure 6, respectivement appelés Mode 1 et Mode 2, découlent du mode de réalisation selon la figure 5.
En effet, dans le premier Mode 1 de réalisation, le téléphone cellulaire 510 est pourvu d'un client logiciel 511 PTT sur téléphone cellulaire basé sur la norme OMA (pour Open Mobile Alliance). La norme OMA est une norme organique qui définit des normes pour les réseaux PoC. Les normes OMA PoC, ont permis de déterminer des règles pour contrôler l'initialisation de la transmission des appels de PTTs dans les réseaux PoC. Dans l'exemple tel qu'illustré au Mode 1 de la figure 6, le composant logiciel 512, donnant accès aux services ou applications PTT à bande étroite, est de type P25. Le composant logiciel 513 restant inchangé par rapport à celui de la figure 5. Ainsi, le terminal 510 selon le Mode 1 est apte à établir une connection 525, au travers d'un accès à un réseau 240 IP-WAN, au serveur 550 basé sur un noyau 551 OMA PoC. Dans le Mode 1 , l'interface 525 permettant la liaison entre le client logiciel 511 et le serveur 550 est basé sur le protocole Serveur/Client OMA PoC V2.1. Le composant logiciel 554 émule une passerelle PTT basée sur le protocole P25, et destiné à communiquer avec un serveur 150 PTT P25. L'interface permettant une telle interconnexion est basée sur le P25 et est définie comme étant une interface entre sous système, généralement appelé ISSI (pour Inter-Sub-Système Interface en anglais). L'interface ISSI est définie comme étant apte à déterminer des
règles pour contrôler l'initialisation de la transmission des appels de PTTs dans les réseaux P25. Le composant logiciel 552 est quand à lui, dans cet exemple du Mode 1 , configuré de sorte à émuler l'accès aux services PTT basé sur du P25.
La figure 7 a ceci d'intéressant, en ce qu'elle permet de comprendre assez rapidement les évolutions à adapter au Mode 1 de la figure 6 pour obtenir un système équivalent compatible avec les technologies TETRA ou TETRAPOL. En effet, comme vu précédemment, lorsque le serveur PTT 150a est basé sur du P25, autrement dit, que le RFSS est basé sur du P25, la passerelle 554a est basée sur la technologie P25 et est apte à s'interconnecter via l'interface 155a ISSI. Le composant logiciel 552a émule, quand à lui, un accès aux services ou applications PTT P25. Le serveur 550a est lui basé sur un noyau 551 OMA PoC et permet l'accès via le composant logiciel 553 aux services ou applications PTT Broad Band.
De manière équivalente, lorsque le serveur PTT 150b est basé sur la technologie TETRA, autrement dit, le RFSS est basé sur du TETRA, la passerelle 554b est basée sur la technologie TETRA et est apte à s'interconnecter via une interface 155b ISI (pour Inter-System- Interconnexion). Le composant logiciel 552b émule un accès aux services ou applications TETRA. Le noyau 551 et le composant logiciel 553 restent, quand à eux, respectivement identiques à ceux décrit précédemment.
Le principe est complètement identique lorsqu'il s'agit d'un serveur PTT 150c, basé sur la technologie TETRAPOL, autrement dit, le RFSS est basé sur du TETRAPOL, la passerelle 554c est basée sur la technologie TETRAPOL et est apte à s'interconnecter via une interface 155c IRN (pour Inter-Regional-Network). Le composant logiciel 552c émule un accès aux services ou applications TETRAPOL. Le noyau 551 et le composant logiciel 553 restent respectivement identiques à ceux décrit précédemment.
Dans le deuxième Mode 2 de réalisation, le téléphone cellulaire 610 est pourvu d'une application cliente 615 PTT sur IP-WAN comportant un client logiciel 611 PTT sur téléphone cellulaire basé sur la norme P25 PoC. Dans l'exemple tel qu'illustré au Mode 2 de la figure 6, les composants logiciel 512 et 513 restent respectivement identique à ceux du Mode 1. Ainsi, le terminal 610 selon le Mode 2 est apte à établir une première 625a et une deuxième 625b connections, au travers d'un accès à un réseau 240 IP-WAN, à un serveur 650 basé sur un noyau 651 P25 PoC. Dans quel but le serveur
650 est il basé sur un noyau 651 P25 PoC ? C'est uniquement parce que la technologie PTT sur P25 est nativement IP (SIP/RTP) et que les technologies de données Broad Band tel que le GPRS 3G, la 3G, le Wimax et le Wifi, sont également basé sur le protocole IP. Du coup les adaptations nécessaires sont moins complexes à mettre en œuvre.
Dans le Mode 2, les interfaces 625a, 625b permettant la liaison entre le client logiciel 611 et le serveur 650 sont basées sur un protocole SCI (pour Subscriber Client Interface). Le protocole SCI hérite complètement des propriétés du protocole ISSI, telle que la propriété SIP/RTP sur IP (pour Internet Protocol). Ainsi, l'interface 625a est utilisée comme canal de transmission à bande étroite (Narrow Band) pour le protocole Serveur/Client. De même, l'interface 625b est utilisée comme canal de transmission large bande (Broad Band).
Le serveur 650, du fait de son noyau 651 basé sur le protocole P25 PoC, est apte à s'interconnecter avec le serveur PTT 150 via une interface ISSI et sans passerelle. Toutefois, pour s'interconnecter avec d'autres éléments du réseau, le serveur 650 utilise un composant logiciel qui émule une passerelle 654 basée sur le protocole OMA. En effet, si on désire interopérer des clients/serveur OMA, avec des clients/serveur P25, dans une même communication PTT, une telle passerelle 654 permet de réaliser l'adaptation nécessaire pour le fonctionnement (ou Inter-WorKing en anglais) entre les deux serveurs, pour réaliser une communication commune. L'interface permettant une telle interconnexion est basée sur le protocole OMA IWK (pour Inter-WorKing). Les composants logiciels 552 et 553 restent respectivement inchangés par rapport à ceux du Mode 1.
La figure 8, permet de comprendre assez rapidement les évolutions à adapter au Mode 2 de la figure 6 pour obtenir un système équivalent compatible avec les technologies TETRA ou TETRAPOL. En effet, comme vu précédemment, lorsque le serveur PTT 150a est basé sur du P25, autrement dit, que le RFSS est basé sur du P25, la passerelle 554a est basée sur la technologie P25 et est apte à s'interconnecter via l'interface 155a ISSI. Le composant logiciel 552a émule, quand à lui, un accès aux services ou applications PTT P25. Le serveur 650a est lui basé sur un noyau
651 PoC P25 et permet l'accès via le composant logiciel 553 aux services ou applications PTT Broad Band. Le serveur 650a est apte à s'interconnecter avec d'autre composant logiciel via la passerelle 654.
De manière équivalente, lorsque le serveur PTT 50b est basé sur la technologie TETRA, autrement dit, que le RFSS est basé sur du TETRA, la passerelle 554b est basée sur la technologie TETRA et est apte à s'interconnecter via une interface 155b ISI (pour Inter-System- Interconnexion). Le composant logiciel 552b émule un accès aux services ou applications TETRA. Le serveur 650b basé sur un noyau 651 et les composants logiciels 553 et 654, restent, quand à eux, respectivement identiques à ceux décrit précédemment.
Le principe est complètement identique lorsqu'il s'agit d'un serveur PTT 150c, basé sur la technologie TETRAPOL, autrement dit, le RFSS est basé sur du TETRAPOL, la passerelle 554c est basée sur la technologie TETRAPOL et est apte à s'interconnecter via une interface 155c IRN (pour Inter-Regional-Network). Le composant logiciel 552c émule un accès aux services ou applications TETRAPOL. Le serveur 650c basé sur un noyau 651 et les composants logiciels 553 et 654, restent respectivement identiques à ceux décrit précédemment.
La figure 9a montre qu'une communication PTT nécessite un canal partagé montant pour accéder au serveur. Le serveur, quand à lui, renvoie en broadcast sur un canal partagé ou de type broadcast.
La figure 9b montre que pour réaliser un système équivalent avec un
PTT sur IP-WAN, comme il n'y a pas de canaux de données partagées montants en larges bandes, alors une connexion unicast est réalisée entre chaque utilisateur du canal montant et le serveur pour gérer la signalisation et le ou les média(s).