FR2566562A1 - Systeme de radiotelephonie mobile cellulaire - Google Patents

Abstract

SYSTEME DE TRANSMISSION MOBILE CELLULAIRE OU DES POSTES MOBILES 46 EQUIPES D'EMETTEURS-RECEPTEURS PEUVENT COMMUNIQUER ENTRE EUX, LE SYSTEME ETANT ORGANISE EN UN ENSEMBLE DE CELLULES, UN ENSEMBLE DE VOIES ETANT AFFECTE A CHACUNE DESDITES CELLULES, POUR TRANSMETTRE CHACUNE UNE COMMUNICATION DE L'UN DESDITS POSTES MOBILES, LE POSTE DE LA CELLULE DANS CHACUNE DESDITES CELLULES AYANT UN RECEPTEUR ACCORDE SUR CHACUNE DES VOIES RESPECTIVES ATTRIBUEES A LA CELLULE, POUR LA RECEPTION DU SIGNAL DES POSTES MOBILES A L'INTERIEUR DE LA CELLULE, UN SYSTEME DE COMMANDE DE RESEAU 32 FONCTIONNANT CONJOINTEMENT AVEC UN APPAREILLAGE DE TRANSFERT 70, 66, 48 POUR TRANSFERER UN POSTE MOBILE D'UNE PREMIERE A UNE DEUXIEME CELLULE LORSQUE LE POSTE MOBILE SE DEPLACE, EN FONCTION DE LA PUISSANCE DES SIGNAUX DU POSTE MOBILE CONTROLES DANS UN GROUPE DE CELLULES CONTIGUES A LA PREMIERE. CHACUN DES RECEPTEURS 54 DES POSTES COMPREND DES MOYENS 48 POUR ACCORDER LE RECEPTEUR SUR UNE VOIE D'UNE CELLULE CONTIGUE, PERMETTANT AINSI, PAR UNE VOIE LIBRE, D'OBSERVER LE SIGNAL D'UN POSTE MOBILE DANS UNE CELLULE CONTIGUE.

Description

La présente invention a pour objet un système de radiotéléphonie mobile

cellulaire et, plus particulièrement, une opération de transfert par laquelle un canal de transmission, normnnalement utilisé pour des communications vocales, sert également à surveiller la puissance des signaux transmis par un poste radiotéléphonique mobile d'un abonné en mouvement afin de choisir la

cellule suivante à laquelle l'abonné mobile doit être transféré.

Un système intéressant permettant de comprendre la radio-

téléphonie mobile cellulaire est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis intitulée "Cellular Mobile Radio Service Telephone System" de S.0. Goldman et alo., portant le numéro de série 457, 155,

déposée le 11 Janvier 1983 et dont la description est en totalité

intégrée à la présente demande.

La radiotéléphonie cellulaire est en service dans de nombreux pays. Un tel système de téléphonie permet les communications entre deux postes téléphoniques mobiles

et entre un poste téléphonique mobile et un poste fixe.

Ces systèmes sont composés de grappes de cellules, à chaque

cellule étant affecté un ensemble prédéterminé de voies à fré-

quences vocales. Les voiessont espacées dans le spectre desfréquen-

ces afin d'autoriser la transmission simultanée de nombreuses conver-

sations téléphoniques entre de nombreuses stations sans qu'il y ait d'in-

terférencesentre les communications sur les diverses voies. Pour s'assurer qu'il n'y ait pas d'interférence entre les voies de fréquences assignées à une cellule et les voies de fréquences assignées à une cellule contiguë, les voies individuelles de la cellule contiguë sont situées en des endroits du spectre de fréquences différents de ceux des voies individuelles de l'autre cellule. Les mêmes voies de fréquences sont répétées dans des cellules plus éloignées et la puissance d'émission des signaux dans une voie quelconque est limitée en amplitude afin d'arriver à un niveau suffisamment bas pour qu'il n'y ait pas d'interférencedans les voies de fréquences de

la cellule éloignée.

Les systèmes radiotéléphoniques mobiles cellulaires font l'objet de nombreuses publications. Un de ces systèmes présenté comme un service téléphonique mobile de conception avancée est décrit dans The Bell System Technical Journal, Janvier 1979, Vol. 58, n0 1, pp. 1-269. On utilise, de préférence, des multiplexeurs statistiques pour multiplexer les voies d'abonnés individuelles dans les communications par liaisons RF (fréquences radioélectriques). On trouve la

description de tels multiplexeurs dans un article intitulé "Control-

ling Data Communications: Statistical Multiplexer Moves In" par H.J.

Hindin dans Electronics, 28 Juillet 1981, pp. 1414148 et dans "A

Buyers Guide to Today's Volatile Statistical Multiplexers" par J.E.

Sharen-Guivel et A.A. Calson dans "Data Communications", Mars 1982, pp. 97-126. Une configuration de commutation pour un système mobile est décrit dans "A Distributed Switching Approach to Cellular Coverage" par R. E. Pickett dans Telecommunications Magazine, Février 1983. On peut doter le système de commande d'un réseau téléphonique mobile cellulaire du Système 1210 d ITT, disponible dans le commerce,

et qui esj composé d'un matériel et d'un logiciel.

Lorsque l'on construit un système cellulaire, ces cellules

sont regroupées en grappes autour d'un réseau de commutation qui-

attribue dynamiquement unevoie de fréquences disponible dans une cellule au radiotéléphone mobile avec qui on souhaite entrer en communication 3 cet instant donnoé. De tels réseaux de commutation permettent le couplage d'une conversation téléphonique d'une voie de fréquences dans une première cellule avec une deuxième voie de fréquences dans une deuxième cellule ou encore avec une ligne interurbaine qui raccorde la première cellule à une cellule désirée dans une autre grappe ou à un poste fixe. En outre, des circuits de commande dont on connaît le principe sont prévus pour la transmission de signaux de commande aux postes mobiles pour orienter leurs

transmissions respectives sur les voies de fréquences attribuées.

Lorsqu'un poste mobile se déplace d'une cellule à la cellule suivante, une procédure de transfert est accomplie, dans laquelle le réseau de commutation central ordonne au poste mobile de passer de la fréquence de la voie qui était utilisée dans la première cellule à la fréquence d'une nouvelle voie qui sera utilisée dans la deuxième cellule. La mesure de l'amplitude des signaux reçus du poste mobile est l'une des caractéristiques des circuits de prise de décision de transfert actuellement en service. Le système de transmission peut comprendre des antennes directionnelles en chaque site de cellule; ces antennes désignent des secteurs spéci- fiques en azimut représeotant généralement la position d'un poste mobile à l'intérieur d'une cellule. La puissance ou la qualité du signal peut donc indiquer que l'émetteur mobile se trouve au centre

d'une cellule ou à proximité de sa frontière. En observant l'ampli-

tude ou la qualité de transmission de tels signaux9 les circuits de prise de décision du système de transfert peuvent donc signaler au réseau de commutation du système, au moment approprié, qu'un transfert doit être effectué d'une voie de fréquences à une autre voie. Conformément aux règlements actuels de la FCC (Federal

Communications Commission), il est attribué-aux systême. radio-

téléphoniques mobiles cellulaires comprenant un ensemble de cellules, 333 canaux dont 21 servent à l'accès et au contrêle, comme par exemple l'appel de recherche d'un poste mobile, alors que les 312 autres canaux servent à la transmission de conversations et de données. On peut, par exemple, aménager la zone géographique couverte par le système en une grappe de 15 cellules possédant chacune environ 20 voies à fréquences vocales, ou en une grappe

de 20 cellules ayant chacune environ 15 voies à fréquences vocales.

A l'intérieur de chaque cellule, les voies de transmission fonc-

tionnent dans le cadre d'un réseau communaux ordres d'un système de commande dans lequel les 21 canaux d'accès sont disponibles pour des tâches telles que, par exemple, le traitement de tentatives

d'appels provenant de postes mobiles et la recherche de.

tels postes. Chaque voie à fréquences vocales est partagée, sur une base statistique, entre plusieurs abonnés, ce partage étant possible du fait que tous les abonnés ne souhaitent pas communiquer au même moment. Ainsi, chaque voie peut traiter 20 à 30 abonnés tout comme une ligne interurbaine est partagée entre de nombreux

abonnés.

Les systèmes radiotéléphoniques mobiles cellulaires tels qu'ils sont configurés aujourd'hui présentent un problème dO au fait qu'au moins un émetteur-récepteur de chaque cellule est réservé b-des opérations telles que la localisation d'un poste mobile et n'est donc pas disponible pour la transmission de conversations et de données entre abonnés. L'opération de transfert telle qu'elle est effectuée dans les systèmes mobiles cellulaires actuels

nécessite que chaque cellule du système soit équipée d'un émetteur-

récepteur de localisation réservé cet effet.

Le problème qui vient d'être évoqué peut être résolu et d'autres avantages peuvent être offerts par un système radiotéléphoo nique mobile cellulaire of l'appareillage de transfert est modifié, selon la présente invention, de façon 3 permettre l'utilisation d'une voie a fréquences vocales au repos pour les procédures de transfert et, ultérieurement, pour la transmission de la voix et d'autres

formes de données entre abonnés du système.

Dans un système radiotéléphonique mobile cellulaire, les circuits électriques de chaque site de cellule comprennent un ensemble d'émetteursrécepteurs dont un est accordé sur les fréquences d'émission et de réception de chaque voie a fréquences vocales attribué è une cellule. L'émetteur-récepteur transmet donc

la voix via une fréquence porteuse d'émission prédéterminée è desti-

nation d'un poste mobile spécifique et reçoit les signaux vocaux sur une fréquence porteuse de réception prédéterminée provenant du poste mobile. Les fréquences porteuses d'émission et de réception sont préréglées avec précision pour garantir qu'il n'y ait pas d'interférence entre les voies de la cellule ni avec les voies de cellules adjacentes. Par ailleurs, il est prévu un récepteur

utilisé pour une fonction de localisation qui est doté d'une capa-

cité d'accord variable afin de pouvoir surveiller la puissance des signaux des abonnés transmettant en utilisant l'une des fréquences attribuée a une cellule, ainsi que les émissions sur d'autres fréquences provenant de cellules voisines. Un récepteur sur la voie d'accès peut ainsirecueillir des informations sur la puissance des - 35 signaux d'un abonné d'une cellule ou d'une cellule adjacente pour

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utilisation dans le cadre de la procédure de transfert.

Selon la présente invention, chaque émetteur-récepteur des circuits du site d'une cellule est modifié pour que le récepteur ait des possibilités d'accord fixe et d'accord variable. Les circuits d'accord du récepteur répondent aux signaux numériques de commande qui affectent le récepteur de l'émetteur-récepteur a

une fonction de localisation ou à la transmission de la parole.

Les procédures de transfert sont mises en oeuvre par l'équipement informatique actuellement utilisé dans des systèmes mobiles cellulaires. La procédure de transfert de l'invention est modifiée par rapport aux systèmes actuels en ce sens

que l'on applique des signaux de commande de fréquence de locali-

sation a un récepteur au repos de l'une des voies a fréquences vocales plutôt qu'a un récepteur réservé uniquement a la localisation d'un abonné mobile. Dans le cas o toutes les voies a fréquences vocales sont en service et qu'il n'y a donc pas de voie a fréquences vocales au repos disponible pour une fonction de localisation, cela ne compromettrait pas la procédure de transfert car, dans une telle situation, il ne pourrait y avoir de transfert dans une cellule o toutes les voies a fréquences vocales sont occupées. Donc, la modification des émetteurs-récepteurs sur le site de la cellule, selon la présente invention, permet d'augmenter de manière significative le nombre d'abonnés pouvant être servis par le système radiotéléphonique mobile cellulaire avec le même nombre d'émetteurs-récepteurs; alternativement, le même

nombre d'abonnés peut être servi avec un nombre réduit d'émetteurs-

récepteurs. Les différents objets et caractéristiques de la présente

invention seront maintenant détaillés dans la description qui va'

suivre en se reportant aux figures annexées qui représentent:

- la figure 1, un diagramme des liaisons d'un système radiotélé-

phonique mobile cellulaire avec indication des diverses liaisons de transmission par lesquelles les signaux de commande et de données sont transmis à des abonnés mobiles, des abonnés fixes et des stations d'émission-réception des cellules respectives, la figure 2, un schema synoptique des interconnexions des émetteurs-récepteurs au site d'une cellule et de l'appareillage de transfert du système de commande de réseau,

- la figure 3, un schéma synoptique des circuits incor-

porant la présente invention dans un émetteur-récepteur de la figure 2, 1 a figure 4, un organigramme d'une séquence d'opérations pour commander le fonctionnement des circuits de la figure 3 dans l'un des modes de transmission de conversations et la localisation d'une station mobile

La figure 1 représente un système radiotéléphonique cellu-

laire type 20 comprenant un ensemble de cellules contiguës 22. Chaque cellule 22 est le site d'une antenne 24 par laquelle une liaison 26 de radiocommunication est établie avec un abonné mobile tel que le véhicule 28. Les cellules 22 sont connectées par des liaisons de transmission 30 qui peuvent être soit des liaisons radio, soit des câbles, à un système de commande de réseau 320 &u site de chaque

cellule 22, un système 34 incorporant un équipement d'éission-

réception (qui n'est pas illustré sur la figure 1) connecte, via l'antenne d'émission 24, une liaison 26 aboutissant % un abonné mobile à une liaison 30 aboutissant au système de commande de

réseau 32.

Le système de commande de réseau 32 assure les transmis-

sions entre abonnés mobiles d'une même cellule ou de deux cellules différentes, comme par exemple entre le véhicule 28 dans unecellule 22 et un téléphone portable 36 dans une deuxième cellule 22, et aussi avec un abonné fixe en empruntant la ligne interurbaine 38 d'un réseau téléphonique. Chacune des liaisons 26 et 30 permet la transmission de signaux a fréquences vocales et de donnéesainsi que de signaux de commande représentés respectivement par des lignes continues et des lignes pointillées. Les signaux de commande transportent l'identité d'un abonné appelé dans une autre des cellules 22, ainsi que l'identité d'un abonné mobile ou fixe se trouvant en un endroit

distant qui doit être atteint par le systUme 32 et les lignes inter-

urbaines 38. Les signaux de commande transportent également des

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informations relatives à une voie de fréquences désignée qui doit être utilisée par un système de cellule 34 pour les communications

avec un abonné mobile.

Un abonné mobile passant d'une cellule à la cellule suivante, une procédure de transfert se déroule'a l'interface des deux cellules 22, cette interface se trouvant au voisinage d'une frontière 40 entre les deux cellules. Le système de commande de réseau 32 effectue la procédure de transfert selon laquelle, et conformément 3 une pratique établie et connue, un abonné mobile tel que le véhicule 28 se voit assigner une nouvelle voie de fréquences pour la transmission de la parole et de données le long d'une liaison 26 aboutissant au système 34 de la nouvelle celluleo Il est à noter que les fréquences de la voie de transmission de parole attribuée

-à l'une des cellules 22 different des fréquences attribuées aux -

cellules contiguës 22o Chacun des abonnés mobiles dispose donc d'une voie séparée afin qu 'il n'y ait pas de confusion en ce qui concerne les signaux d'abonnésD en particulier près d'une frontière o le signal de deux véhicules 28 serait présent des deux cotés de la frontière 40. Les amplitudes des signaux emis par les abonnés respectifs sont maintenues audessous d'un niveau prédéterminé afin d'éviter les interférences sur les distances plus grandes recouvrant plusieurs cellules 22. Pour ces plus grandes distances, les mmes voies de fréquences sont donc r attribuées sans interférence provoquée

par un abonni distant exploitant la même voie de fréquences.

La procédure de transfert est basée sur la localisation de l'abonné et sur l'amplitude ou la qualité des signaux reçus sur le

site d'une cellule, provenant de l'abonné via une liaison 26.

L'antenne 24 est située - approximativement au milieu d'une

cellule 22 pour que la réception d'un abonne s'atté-

nue lorsque l'abonné se déplace vers la frontière 40. En outre, l'antenne 24 comprend des élémnents d'antenne parsecteursfournissant des informations relatives à la localisationde l'abonn -et penmettantla détermination de la cellule vers-laquelle un abonné se déplace. Ces informations sont communiquées à l aide des signaux de commande au système de commande de réseau 32 qui choisit

ensuite une voie de fréquences libre et ordonne à l'émetteur-

récepteur de l'abonné de passer sur lesnouvelles

fréquences attribuées.

En se référant également à la figure 2, on voit une presentation simplifiée de parties du système 20; seules sont représentées les parties du système 20qui sont nécessaires 3 la compréhension du fonctionnement du système 34 sur le site de la cellule en coopération avec le système de commande de réseau 32 qui exécute les procédures de transfert de la présente invention. Le système 34 comprend un ensemble d'-émetteursrécepteurs 42 et un multiplexeur statistique 44. Un émetteur-récepteur 42 est prévu pour chaque voie a fréquences vocaleso Les signaux de commande de fonctionnement des émetteurs-récepteurs 42 sont multiplexés par le multiplexeur 44 et sont transmis au système de commande de réseau 32, avec les signaux vocaux & 4 fils des énetteursorécepteurs 42, en

empruntant la liaison de transmission 30.

La figure 2 représente également la connexion du système du. site de la cellule 34 à un ensemble d'abonnés mobiles 46 via

les liaisons de transmission 26 par l'antenne 24.

Les postes d'imissionoréception des abonnés mobiles 46 comprennent le véhicule 28 et le téléphone portable 36 de la figure 1

ainsi que d'autres formes de postes mobiles représentées schéma-

tiquement à la figure 1. L'antenne 24 comprend un réseau d'éléments d'antenne 48 qui assure la couverture en azimut d'une cellule 22, l'un des éléments 48 étant représenté en communication avec l'abonné 46 par les liaisons 260 L'ensemble d'éléments 48 fournit des informations quant à la direction d'un abonné 46 par rapport au site de l'antenne 24, de façon a indiquer quelle partie d'une frontière 40 d'une cellule doit être impliquée dans une

procédure de transfert.

Les circuits électriques utilisés dans un poste d'abon-

né mobile 46 sont connus et ne sont donc par représentés sur la figure 2. En bref, les circuits d'un poste d'abonné 46 comprennent

un poste téléphonique couplé à une antenne via un émetteur-récepteur.

Le fonctionnement de l'émetteur-récepteur est commandé par un micro-

processeur,comportant une mémoire qui emmagasine des informations telles que l'identité de l'abonnéo L'émetteur-récepteur comprend un

émetteur et un récepteur qui sont tous deux accordables individuelle-

ment sur-des fréquences spécifiques commandées au microprocesseur via le signal de commande transmis par les liaisons 26 Le micro- processeur sert donc à accorder le récepteur et l'émetteur sur les fréquences d'émission et de réception de la voie a fréquences vocales spécifique affectée au poste mobile de l'abonné 46 La mémoire contient également un programme pour que le microprocesseur utilisé réponde aux signaux de commande de recherche et de transfert reçus via une liaison 26 Les signaux de commande transmis via la liaison 26 sontdu type numérique. Ces signaux sont décodés par les circuits de décodage du poste de l'abonné 460 Selon la présente invention chacun des émetteurs-récepteurs 42 comprend un synthétiseur de fréquences 48 et un indicateur de puissance du signal reçu 500 Comme il le sera décrit ultérieurement en de plus amples détails, le synthétiseur 48 répond à un signal de commande numérique engendré au niveau du système de commande de réseau 32 et transmis via le multiplexeur 44 pour accorder un récepteur de l'émetteur- récepteur 42 sur la fréquence d'émission d'un poste d'abonné mobile 46 se trouvant dans une cellule adjacente 22, de façon à ainsi participer à une fonction de localisation. En l'absence d'un tel signal de commande destiné au synthétiseur 48, l'émetteur-récepteur 42 fonctionne sur ses fréquences pré-assignées d'émission et de réceptiono L'indicateur de puissance de signal 50

joue un double rBleo Pendant le fonctionnement normal de l'émetteur-

récepteur 42 pour la transmission de signaux vocaux et de données sur une voie à fréquences vocalesD l'indicateur 50 surveille la puissance du signal vocalqui peut être filtré pour éviter toute action erronéeet, dans le cas o la puissance tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée, il envoie un signal au système de commande du réseau 32 pour indiquer qu'il est souhaitable de procéder à un transfert sur une voie à fréquences vocales d'une autre celluleo Par ailleurs, lorsque l'émetteur-récepteur 42 est utilisé pour la localisation d'un poste d'abonné mobile 46D l'indicateur 50

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fournit un signal numérique indiquant l'amplitude du signal de l'abonné pour utilisation, lors de la procédure de transfertpar le système de commande du réseau 32

Dans le cadre d'autres réalisations de la présente inven-

tion, il est à noter que l'indicateur 50 peut être situé en un point commode lors de la construction du système 20. Par exemple, l'indicateur 50 peut être situé sur le site du système de commande de réseau 32 o l'on peut avoir accès au signal vocal émis entre les cellules 22; l'indicateur 50 peut également être intégré 3 chacun des équipements des sites de cellule 34, la connexion se faisant alors par les voies a fréquences vocaleso De telles connexions peuvent être effectuées, par exemple, sur la base du temps partagé. Dans l'un ou l'autre des arrangements mentionnés, on obtient une bonne indication de la puissance du signal sur une liaison 26 qui peut être utilisée dans le processus de prise de décision impliquée dans un transfert. Dans la réalisation décrite è la figure 2, des indicateurs individuels 50

sont prévus dans chacun des émetteurs-récepteurs 42 pour la surveil-

lance individuelle de chacune des voies 3 fréquences vocales dans chacun des systèmes des sites- de cellules 340 Comme il sera décrit ultérieurement en détails, chacun des émetteurs-récepteurs 42 comprend un émetteur 52 et un récepteur 54 (figure 3) qui sont couplés par la liaison 56 a l'antenne 24 et au système de commande de réseau 32 via une ligne 58 representant la connexion vocale a 4 fils mentionnée ci-dessuso Les signaux de

commande ci-dessus mentionnés sont couplés entre les émetteurs-

récepteurs et le multiplexeur 44 par les lignes 60 et par la ligne 62 entre le multiplexeur 44 et le système 320 On voit également a la figure 2 un schéma de principe simplifié décrivant les éléments constitutifs du système de commande de réseau 32. On sait que le fonctionnement général d'un système de commande de réseau tel que le système 32 est bien connu et, par conséquent, la présentation de la figure 2 a été simplifie,afin de ne représenter que les composants nécessaires ' la compréhension du fonctionnement de la présente invention. Le système 32 comprend un équipement de commutation 64 se raccordant aux lignes 58, les lignes 3 4 fils 58 permettant la ll L2566562 transmission dans les deux sens de signaux vocaux entre les émetteurs-récepteurs et l'équipement de commutation 64. L'équipement de commutation 64 permet la commutation de signal entre différentes

voies parmi les voies attribuées dans les différentes cellules 22.

Une unité de commande logique 66, une mémoire 68 et un ordinateur 70 sont associés à l'équipement de commutation de canaux 64. La mémoire 68 stocke les identifications des abonnés communiquant entre eux ainsi que l'identification des voies spécifiques qui sont utilisées

pour ces transmissions. Cette mémoire comprend également les iden-

tités des voies disponibles et qui peuvent être utilisées par les abonnés. L'ordinateur 70 est connecté à l'unité logique 66 et à la mémoire 68 pour commanderaux équipements de commutation 64 d'établir des connexions entre les diverses voies afin de connecter les abonnés

individuels engagés dans leurs communications res-

pectives. On réalise donc des transmissions dans les deux sens entre un poste d'abonné mobile 46 et une antenne 24 en empruntant

une liaison 26. Le trajet de transmission dans les deux sens se conti-

nue de l'antenne 24 en passant par une ligne 56 jusqu'à l'émetteur-

récepteur 42, puis, de là, en empruntant la ligne 58 vers l'équipe-

ment de commutation 64.

Le système de commande du réseau 32 comprend, par ailleurs, une unité de transfert 72 connectée entre l'ordinateur 70 et l'unité de commande logique 66. Grâce à cette connexion, l'ordinateur 70 conduit une commutation de voies pour accomplir une procédure de transfert. L'unité de transfert 72 est impliquée dans les procédures de prise de décisions qui déterminent quand et si un transfert doit être institué. Alors que l'unité de transfert 72 est représentée séparément de l'ordinateur 70 afin de faciliter l'explication de l'invention, il faut comprendre que dans un système commercial, les procédures de prise de décisions seraient effectuées 3 l'intérieur des circuits de l'ordinateur 70 exécutant un programme approprié. Certes, dans le cas o un trafic important pourrait surcharger l'ordinateur- les circuits de transfert peuvent toujours être proposés comme une unité additionnelle distincte du calculateur dont les circuits sont connectés comme indiqué par

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l'unité de transfert 72 de la figure 2. L'unité de commande logique 66 répond aux signaux sur la ligne 62 provenant du multiplexeur statistique 44 pour l'application de ces signaux à la mémoire 68, a

l'ordinateur 70 et à l'unité de transfert 72 en accord avec le proto-

cole et l'identité des signaux respectifs. Les signaux de commande produitspar l'ordinateur 70 et l'unité de transfert 72 sont appliqués a l'unité logique 66 pour transmission au multiplexeur 44 via la ligne 62. En particulier, l'unité de transfert 72 est sensible aux signaux présents sur la ligne 60 en provenance de l'indicateur 50 de la voie à fréquences vocales demandant un transfert. L'ordinateur 70 transmet sur les lignes 62 et 60 les mots de commande de fréquence au

synthétiseur de fréquences 48 qui se trouve dans un émetteur-

récepteur 42 pour accorder ce dernier de façon a localiser un posted'abonné mobile spécifique 46. Avant un transfert, l'unité de transfert 72 reçoit un signal de chacune des cellules 22 d'un ensemble de la figure 1 entourant un poste d'abonné mobile 46, ces signauxprovenant des indicateurs 50 des Emetteurs-récepteurs désignés 42 des cellules respectives, afin d'obtenir un ensemble de mesures de la puissance du signal telle qu'elle est observée dans chacune des cellules entourant le poste mobile. A l'aide de l'ordinateur 70 et en utilisant des programmes tels qu'ils sont actuellement employés

dans les systèmes radiotéléphoniques cellulaires, l' ordina-

teur 70, avec l'unité de transfert 72, compare les amplitudes relatives des signaux ou la qualité des signaux respectifs 50 pour déterminer quelle est la cellule qui reçoit le meilleur signal. Le

transfert est commandé à la cellule qui reçoit le meilleur signal.

En se référant également a la figure 3, on comprendra mieux

la description des éléments constitutifs d'un émetteur-récepteur 42

et de son fonctionnement en procédure de transfert selon la présente invention. La figure 3 représente l'émetteur 52, le récepteur 54, le synthétiseur 48 et l'indicateur 50 précédemment mentionnés. En outre, l'émetteur-récepteur 42 comporte un décodeur 74 connecté à la ligne 60 pour le décodage des signaux a formatage numérique sur la ligne 60 pour fournir les signaux de commande sur la ligne 76 qui seront utilisés par le récepteur 54 et l'indicateur 50. Le récepteur 54 comprend un

pré-amplificateur à bande large 78, un mélangeur 80, un filtre passe-

bande 82, un amplificateur 84, un démodulateur 86, un commutateur 88,

et un oscillateur 90. L'indicateur 50 comporte un détecteur d'ampli- tude 92, un filtre passe-bas 94, un modem 96 et un comparateur 98.

En service, l'émetteur 52 reçoit un signal vocal sur deux des fils de la ligne 58 et transmet le signal par la ligne 56 à l'antenne 24 vers un poste d'abonné mobile 46. L'amplificateur 78 du récepteur 54 reçoit les signaux de la station 46 via

l'antenne 24 et la ligne 56. Les fréquences d'émission et de récep-

tion sont suffisamment espacées le long du spectre de fréquences pour empêcher toute interférence significative entre les signaux émis et les signaux reçus. Le pré-amplificateur 78 a une largeur de bande suffisante pour couvrir toutes les fréquences qui peuvent être transmises dans la voie à fréquences vocales provenant de la station mobile 46. L'oscillateur 90 fournit un signal de référence ayant une fréquence fixe, ce signal étant couplé par le commutateur 88 au mélangeur 80. Le mélangeur 80 mélange le signal de sortie du pré-amplificateur 78 au signal de référence pour constituer un signal de fréquence intermédiaire destiné au filtre 820 La bande passante du filtre 82 est égale à la largeur de bande d'une seule voie à fréquences vocales, soit environ 3 500 Hz. La fréquence du signal de référence est préréglée en fonction de la voie spécifique sur lequel

le récepteur 54 est accordé.

Ainsi, un seul signal vocal d'entrée passera par le filtre 82, qui correspond a la valeur de la fréquence sur laquelle l'oscillateur 90 a été prérégloé. Le signal de sortie du filtre 82 est amplifié par l'amplificateur 84 et appliqué au démodulateur 860 Selon que le poste mobile 46 utilise la modulation d'amplitude, la modulation de phase ou la modulation de fréquence, le démodulateur 86 comprend des circuits de démodulation connus pour démoduler soit

la modulation d'amplitude, soit la modulation de phase, soit la modu-

lation de fréquence pour la transmission du signal vocal sur les

deux fils de la ligne 58. Ainsi, le signal reçu par l'émetteur-

récepteur 42 est appliqué via la ligne 58 et la liaison de communi-

cation 30 au système de commande de réseau 32

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L'indicateur 50 fonctionne comme suit - le détecteur 92 reçoit le signal vocal à la fréquence intermédiaire en provenance de l'amplificateur 84 et en détecte l'amplitude ou la qualité. Le signal

de sortie du détecteur 92 est appliqué au filtre 94 dont le temps de.

réponse est de l'ordre de 10 a 100 millisecondeso Ainsi, l'action combinée du détecteur 92 et du filtre 94 permet de fournir un signal à la sortie du filtre 94 qui correspond a la valeur moyenne de l'amplitude du signal vocal d'arrivée dont la moyenne a été calculée sur un intervalle de temps compris entre 10 et 100 millisecondes comme indiqué auparavant. La largeur de bande du filtre 94 est donc nettement inférieure h celle du filtre 82 afin que le signal de sortie du filtre 94 ne soit qu'une mesure de 1' affaiblissement du signal vocal d'entrée. Toutes les fluctuations rapides affectant le signal vocal d'arrivée sont égalisées par le filtre 94, Le signal de sortie du filtre 94 peut donc être considéré comme une mesure filtrée de l'amplitude du signal vocal d'entréeo La mesure d'amplitude de sortie du filtre 94 est comparée par le comparateur 98 a un signal de référence provenant d'une source de référence 100 pour fournirun signal de sortie lorsque l'amplitude mesurée ou la qualité du signal chute au-dessous de la valeur du signal de référence. Le signal de sortie du comparateur 98 est donc utilisé comme une demande de transfert qui est transmise via la ligne 60 et le multiplexeur 44 au système de commande de réseau 320 La demande de

transfert par le comparateur 98 se produit chaque fois que l'ampli-

tude mesurée de la voie h fréquences vocales tombe au-dessous du signal

de référence préréglé de la source 100o La description que l'on vient

de donner du fonctionnement correspond a l'utilisation de l'émetteur-

récepteur 42 pour la transmission de la parole et des données par une voie a fréquences vocales assignéeo Selon la présente inventionD l'émetteur-récepteur 42 peut également être utilisé comme élément constitutif d'une voie d'accès; dans ce cas, l'émetteur-récepteur 42 participe à la fonction de

localisation pour déterminer dans quelle cellule 22 doit être trans-

férée un poste d'abonné mobile 460 En principe, plusieurs émet-

teurs 42 d'une grappe de cellules entourant le poste mobile 46

doivent participer à l'exécution de la fonction de la localisation.

L'émetteur-récepteur 42 dans chacune des cellules est accordé sur la fréquence de la voie de transmission de parole du poste mobile particulier 46 qui a demandé un transfert. Les émetteurs-récepteurs 42 respectifs participant à la fonction de localisation fournissent un ensemble de mesures du signal transmis de l'abonné tel qu'il est reçu dans les cellules 22 correspondantes. Ces mesures sont ensuite transmises par les lignes 60 au système de commande de réseau 32 qui compare alors la puissance du signal mesuré afin de sélectionner la cellule 22 qui présente le signal le plus puissant. La station mobile 46 est ensuite transférée a la cellule 22 presentant le meilleur signal. Il faut également noter que l'indicateur 50 sert à mesurer la puissance d'un signal vocal reçu parle récepteur 54 lorsque le récepteur 42 fonctionne en mode normal de transmission d'un signal vocal le long d'une voie pré- affectéeo Cela est dû au fait qu'un signal de sortie est produit par le filtre 94 que l'émetteur-récepteur 42 soit accordé sur sa voie d'émission assignée

ou qu'il soit accordé pour la fonction de localisation. En consé-

quence, à titre de variante de la procédure de transfert, l'amplitude mesurée d'un signal ou sa qualité peuvent également être fournies par l'émetteur-récepteur 42 qui transmet le signal vocal de la source mobile 46 qui a demandé le transfert. Dans la variante, la procédure de transfert du système de commande du réseau 34 prévoit

également la comparaison de la mesure d'amplitude de l'émetteur-

récepteur précédemment mentionné aux mesures de plusieurs autres

émetteurs-récepteurs. Dans le cas ou l'émetteur-récepteur 42 précé-

demment mentionné qui assure la transmission du poste mobile 46 avant le transfert présenterait un signal meilleur que celui des

autres émetteurs-récepteurs participant à la localisation, la procé-

dure de transfert serait retardée jusqu'au moment o la mesure du signal fournie par une autre cellule dépasse celle indiquée par l'imetteurrécepteur procédant alors à la transmission duposte mobile. L'émetteurrécepteur 42 passe du fonctionnement normal à la

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fonction de localisation lorsqu'il reçoit un mot de commande numé-

rique transmis sur la ligne 60 et provenant du multiplexeur 44 qui aboutit au décodeur 74. Le décodeur 74 décode le mot de commande pour fournir un signal sur la ligne 76 qui active le modem 96 et le commutateur 88. Le modem 96 comprend un circuit de conversion analogique- numérique classique pour convertir le signal analogique apparaissant à la sortie du filtre 94 en un mot-numérique multibit qui est transmis le long de la ligne 60 vers le multiplexeur 44 puis via la ligne 62 vers le système de commande de réseau 32. Le signal transmis par la ligne 96 est celui de l'amplitude du signal vocal reçu par le récepteur 54. Des l'activation du commutateur 88, une fréquence variable de référence provenant du synthétiseur 48 est appliquée par le commutateur 88, au lieu de la fréquence de référence fixe, au mélangeur 80. Le synthétiseur de. fréquence 48 emploie des circuits commerciaux classiques tels qu'une boucle a verrouillage de phase utilisant un diviseur numérique sur la boucle de réaction,

lequel diviseur fonctionne en réponse a un mot de commande de fré-

quence engendré dans le système de commande de réseau 32 et appliqué

via le multiplexeur 44 et la ligne 60 au synthétiseur 48. En utili-

sant le signal de référence fourni par le synthétiseur 48, le récep-

teur 54 est accordé sur une valeur transmise différente du signal vocal provenant d'un poste d'abonné mobile 46. Le-signal de commande de fréquence estproduit par l'ordinateur 70 (figure 2) en coopération avec l'unité de transfert 72 et la mémoire 68 D il est appliqué a tous les émetteurs-récepteurs 42 qui participent a la localisation. Ainsi, les récepteurs 54 des émetteurs-récepteurs respectifs 42 sont tous accordés sur la même fréquence de transmission du poste mobile 46. Avant le transfert, le poste mobile 46 émet sur une fréquence pré-attribuée, la fréquence est stockée dans la mémoire 68. La fonction de localisation est donc assurée en accordant les récepteurs 54 sur la valeur de la fréquence qui se trouve dans la mémoire 68 pour un poste spécifique du

poste mobile 46 qui a demandé un transfert. -

La figure 4 est un diagramme utile pour expliquer le fonctionnement de l'ordinateur 70 (figure 2) qui utilise les données

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de transfert fournies par l'émetteur-récepteur 42 (figure 3). On suppose que l'unité de transfert 72 contient une mémoire-tampon 102 qui stocke les informations obtenues des émetteurs-récepteurs 42 participant a la fonction de localisation. Ainsi, les données des émetteurs-récepteurs 42 provenant du multiplexeur 44 via la ligne 62 sont séparées au niveau de l'unité de commande logique 66, les

signaux de transfert étant dirigés vers la mémoire-tampon 102.

L'organigramiecommence avec le bloc 120 o l'ordinateur 70 execute sa fonction habituelle de commutation des communications qui ordonne à l'équipement de commutation 64 de procéder aux connexions désirées entre les divers abonnés et les diverses. A un point du programme de la fonction de commutation des communications, 1'ordinateur lit la mémoire- tampon 102 pour savoir s'il y a eu des demandes de transfert, lesquelles demandes sont indiquées dans le bloc 122. Il peut résulter de cette lecture, au bloc 124, qu'aucune demande n'a été faite, auquel cas la fonction de commutation de communications

est reprise. Si une demande a été faite, au bloc 126, la mémoire-

tampon est lue pour donner l'identification de la voie que le poste mobile 46 utilise. En accord avec le formatage des données, les signaux de transfert transmis par un émetteur-récepteur 42 au multiplexeur 44 sont formatés et reçoivent une identification de voie. En se référant i l'exemple précédant d'un système cellulaire possédant 333 voies, o toute voie n'est utilisée que par un abonné mobile a la fois, l'identification de voie permet également

l'identification de la cellule et de l'abonné.

Lorsque l'ordinateur obtient l'identité de la voie a partir de laquelle a été demandée une procédure de transfert, il effectue alors trois fonctions distinctes identifiées respectivement par les blocs 128, 130 et 132. Dans le bloc 128, il s'adresse a la mémoire 68 pour obtenir la fréquence d'émission correspondante du poste mobile. Au bloc 130, un sous- programme classique est mis en oeuvre pour déterminer l'identité des cellules 22 contiguës a la cellule

d'o a été demandée une procédure de transfert. Au bloc 132, l'iden-

tité de la voie d'émission en service est stockée, cette voie étant

celle a partir de laquelle a été demandée une procédure de transfert.

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A la fin du sous-programme de détermination des cellules contiguës du bloc 130, l'ordinateur s'adresse à la mémoire 68 (bloc 134) pour obtenir l'identification des voies libres a l'intérieur

des cellules contiguës respectives. Lorsqu'il obtient l identifica-

tion des voies libres, l'ordinateur poursuit par le bloc 136 en pro-

duisant des signaux de commande qui ordonnent l'accord des récep-

teurs des voies libres sur la fréquence d'émission du poste

mobile demandant le transfert. Cette opération s'effectue en appli-

quant le signal de commande de fréquence au synthétiseur 48 de chacun des émetteurs-récepteurs 42 et en appliquant le signal de

commande aux décodeurs 74 des émetteurs-récepteurs 42 respectifs.

En réponse m la commande des émetteurs-récepteurs de loca-

lisation 42 de passer sur la fréquence fournie par le synthétiseur de fréquence 48 des émetteurs-récepteurs 42 respectifs, et donc de

s'accorder sur l'émission de l'abonné mobile, les émetteurs-

récepteurs de localisation 42 commencent a fournir des données aux terminaux de sortie de leurs modems respectifs 960 En conséquences l'ordinateur poursuit ses opérations, au bloc 138, en lisant la mémoiretampon 102 pour obtenir la puissance ou la qualité du signal telles qu'elles ont été mesurées par les émetteurs-récepteurs 42 des cellules participant b la fonction de localisation. Apres quoi, au bloc 140, un sous-programme classique est lancé pour comparer le signal et pour sélectionner la cellule et la voie presentant le meilleur signal. Au bloc 142, l'identité de la voie présentant le meilleur signal est comparée b l'identité de la voie présentement stockée au bloc 132. Il résulte de cette comparaison, au bloc 144, que si la voie actuelle présente toujours un signal meilleur que celui des autres voies sur lesquelles une procédure de transfert peut être tentée, l'opération revient alors au bloc 120 et l'ordinateur reprend ses fonctions normales de commutation de communications. Ceci

donne le temps b l'abonné mobile de se déplacer vers une autre posi-

tion o une autre voie peut détecter un meilleur signal. Dans le cas o la comparaison au bloc 144 montre que le signal de la voie présent n'est pas aussi bon que celui de la voie sélectionnée au bloc 140,

l'ordinateur ordonne alors une procédure de transfert au bloc 146.

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L'opération de transfert se déroule alors conformément aux principes établis selon lesquels les fréquences de la nouvelle liaison 26 sont

transmises à l'abonné mobile pour comm tation-automatique de l'émet-

teur et du récepteur de l'abonné sur les fréquences de la nouvelle voie.

Comme indiqué dans la description précédente, cette

invention constitue une amélioration des systèmes radiotéléphoniques mobiles cellulaires o un émetteur-récepteur normalement utilisé sur le site d'une cellule pour la transmission de la conversation dans une voie pré-attribuée peut désormais être utilisé pour une autre fonction telle que la localisation d'un poste mobile. On obtient cette fonction supplémentaire en fournissant à l'émetteur-récepteur une possibilité d'accord par laquelle l'émetteur-récepteur peut être accordé sur une autre.bande de fréquences lorsqu'il reçoit un signal de commande numérique. Un jeu de transducteurs est utilisé avec les circuits de transfert-dans le système de commande de réseau pour fournir un ensemble de mesures de signaux qui sont comparées afin de déterminer le meilleur signal. La cellule présentant le meilleur signal est considérée comme étant la cellule vers laquelle doit être transférée le poste mobile. Grâce au système de la présente invention, il n'est désormais plus nécessaire de réserver un émetteur-récepteur distinct pour les fonctions de localisation à c8té de

ceux des voies de transmission de conversations. ces émetteurs-

récepteurs peuvent désormais assurer les deux fonctions avec une augmentation importante du nombre'd'abonnés qui peuvent être desservis par le système radiotéléphonique mobile cellulaire. La présente invention peut être mise en oeuvre facilement au sein d'un système cellulaire existant car les circuits d'accord supplémentaires requis pour la fonction de localisation peuvent être intégrés a l'électronique des émetteurs-récepteurs des postes de chaque cellule, équipés de l'antenne et d'autres éléments constitutifs du système de transmission sur le site de la cellule. Un autre poste situé dans les limites d'une grappe de cellules et dans laquelle est installé le système-de commande de réseau n'exigerait, pour l'essentiel, aucune modification de ses

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circuits puisque les circuits actuels de l'ordinateur et de la procédure de transfert peuvent être utilisés pour réaliser

l'invention apres modification de la programmation existante.

Il est entendu que la réalisation de la présente invention décrite cidessus n'est donnée qu'à titre indicatif et que des

spécialistes de cette technique pourraient apporter des modifica-

tions à cette réalisation.

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Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Système de transmission mobile cellulaire o des

postes mobiles équipés d'émetteurs-récepteurs peuvent communi-

quer entre-eux, le système étant organisé en un ensemble de cellules ou chaque cellule comporte un poste pour communiquer avec des postes individuels parmi lesdits postes mobiles, un ensemble de voies de transmission affectées h chacune desdites cellules, chacune desdites voies étant disponible pour transmettre une communication de l'un desdits postes mobiles, l'ensemble de voies attribuées a l'une desdites cellules différant de l'ensemble de voies attribuées a une deuxième desdites cellulescontiguè de la première, le poste de la cellule dans chacune desdites cellules ayant un récepteur accordé sur chacune des voies respectives attribuées à la cellule, pour la réception du signal des postes mobiles a l'intérieur de la cellule, une grappe desdites cellules ayant un système de commande de réseau par lequel lesdits postes de la cellule communiquent entre-eux ledit système de commande de réseau fonctionnant conjointement avec un appareillage de transfert pour transférer un poste mobile d'une première desdites cellules 3 une deuxième desdites cellules lorsque le poste mobile se déplace de la première cellule a la deuxième

cellule, ledit appareillage de transfert &tant sensible 3 la puis-

sance ou m la qualité des signaux d'un poste mobile contrBlés dans un groupe de cellules contiguës a la première desdites cellules caractérisé en ce que chacun des récepteurs (54) des postes de sites comprend des moyens (48) pour accorder le récepteur sur une voie d'une cellule contiguë, permettant ainsi, par une voie libre, d'observer le signal d'un poste mobile dans une cellule contiguë et en ce que 1' appareillage de transfert comprend: - des dispositifs pour activer les moyens d'accord (48) dans l'un desdits récepteurs dans chacune de plusieurs desdites cellules pour la réception d'une voie attribu&e h une autre desdites cellules, fournissant ainsi des signaux de mesure indiquant la puissance ou la qualité du signal d'un poste mobile dans une autre desdites cellules, - des dispositifs (102) pour mémoriser le signal mesuré d'un

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groupe de cellules contiguës une autre cellule - des dispositifs (70) couplés au moyens de mémorisation pour comparer les signaux de mesure et pour sélectionner le meilleur des signaux de mesure, - des dispositifs pour désigner la cellule associée au meilleur signal mesuré pour bénéficier d'une procédure de transfert de l'émetteur-r&cepteur. 2. Systçme de transmission cellulaire conformement b la revendication 1 et caractérisé en ce qu'il comprend: - des dispositifs (50) associés à chacun desdits récepteurs pour mesurer la puissance ou la qualité du signal doun poste mobile reçu par le récepteur dans la voie attribuée initialement au poste mobile, pour fournir un signal de contrble indiquant la puissance ou la qualité du signal mesure au poste de la cellule ot le poste mobile est situe; - lesdits dispositifs de mémorisation (102) de iVappareillage de transfert (32) mémorisant également ledit autre signal de contrôlSe, retardant ainsi une procédure de transfert d'une premiere cellule vers une deuximiie cellule jusqu' ce que le signal X la deuxime

cellule soit meilleur que le signal de la première cellule.

3. Système de transmission mobile cellulaire conform-

ment 3 la revendication 1, caractérisé en ce que, de plus, des moyens (98) dans le récepteur de ladite voie attribuée initialement permettent de comparer le signal b un signal de référence, lesdits moyens de comparaison signalant une demiande de transfert lorsque ledit signal

de ladite voie attribuée tombe en-dessous dudit signal de référence.

4. Système radiotilêphonique mobile cellulaire compre-

nant un groupe de cellules, chacune étant équipée d'un poste ayant

un système de transmission comprenant un ensemble d'émetteurs-

récepteurs pré-affectés I des voies démission spécifiques pour assurer des transmissions des postes mobiles situés dans les limites de la cellule, appliquant une méthode de transfert par réattribution d'une portion de l'émetteur-récepteur pour utilisation dans une fonction de localisation d'un poste mobile pendant une procédure de transfert d'un poste mobile entre cellules, ladite méthode

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étant caractérisée en ce qu'elle comprend: - la mémorisation de l'identité de la voie attribuée a ur poste mobile dans une première desdites cellules - l'identification de voies libres dans d'autres cellules contiguës à la première desdites cellules; - dans l'émetteur- récepteur de chacun desdites voies libres,l'accord d'une partie réceptrice sur la fréquence de réception de ladite voie attribuée

- le contrôle du signal du poste mobile reçu par-

chacune desdites voies libres; - la sélection du meilleur signal observé et l'ordre d'un transfert de la station mobile de ladite première cellule vers la

cellule présentant le meilleur signal.

, Dans un système mobile cellulaire, une méthode conforme à la revendication 4,caractérisée en ce que, de plus, elle prévoit des étapes de: - contrBle du signal sur la voie attribuée - comparaison dudit meilleur signal au signal de la voie attribuée, et; - retardement d'un transfert lorsque le signal de la voie

attribuée est meilleur que ledit meilleur signal.

6. Dans un système mobile cellulaire, une méthode conforme à la re-

vendication 5 caractérisée.en ce qu'elle comprend en outre le rétablis-

sement de l'accord de la partie réceptrice de l'émetteur-récepteur de chaque voie libre sur une fréquence fixe pré-attribuée, la fin d'une procédure de transferto