FR2719438A1 - Procédé et système de mise en Óoeuvre d'un réseau de télécommunications cellulaire à cellules mobiles. - Google Patents

Abstract

Un réseau (10) comporte un système (12) et un ensemble d'unités d'abonnés (14). Des satellites (16) appartenant au système se déplacent sur des orbites terrestres basses et forment des cellules mobiles (40) à la surface de la Terre. Une configuration de zones statiques qui couvre la zone de desserte du système est définie sur une carte. Le système découvre les zones statiques pour les unités d'abonnés. Lorsqu'une communication d'arrivée doit être envoyée à une unité d'abonné, la zone statique de l'unité d'abonné est convertie en identités de faisceaux qui forment les cellules qui coïncident avec ladite zone statique. Un signal d'appel est émis à destination de ces seules cellules. Les unités d'abonnés surveillent des signaux d'identification de zones qui identifient les zones statiques coïncidant avec les cellules où les signaux sont émis. Lorsque la zone statique connue par le système n'est pas parmi les zones statiques identifiées, une unité d'abonné engage une communication de réenregistrement.

Description

La présente invention concerne de façon générale des réseaux de

télécommunications cellulaires. Plus particulièrement, l'invention concerne de

semblables réseaux, dans lesquels des cellules se déplacent par rapport à la Terre.

Dans un réseau de télécommunications cellulaire classique, le spectre utilisé par le réseau pour effectuer des services de télécommunications est divisé en plusieurs parties, et ces parties sont affectées à des cellules géographiques en fonction d'un schéma de réutlisation. Le schéma de réutilisation définit comment

les parties du spectre sont "réutilisées" dans des cellules mutuellement séparées.

Des cellules situées à proximité les unes des autres se voient affectées des parties

différentes du spectre de manière qu'il n'y ait pas d'interférences dans ces cellules.

Les éléments constituants du réseau sont configurés de façon à limiter la portée de leurs signaux de télécommunications de façon à empêcher les interférences dans

les cellules auxquelles des parties communes de spectre ont été réaffectées.

Dans les réseaux de télécommunications cellulaires classiques, des unités d'abonnés mobiles sont libres de se déplacer en tous sens, mais, typiquement, les cellules ne se déplacent pas. Au fur et à mesure du temps, des ensembles d'équipements importants, par exemple des centraux de télécomunications mobiles (MTSO), ont été mis au point pour soutenir les réseaux de télécommunications cellulaires classiques. Dans certains réseaux, par exemple le réseau "Groupe Spécial Mobile" (GSM), les MTSO suivent la trace des unités mobiles qui se trouvent à l'intérieur de leurs zones de desserte. Lorsque des unités mobiles passent dans de nouvelles cellules, elles informent le système de leur présence, et le MTSO met à jour un code qui identifie la cellule dans laquelle l'unité mobile est maintenant placée. Ainsi, lorsqu'une communication d'arrivée destinée à l'unité mobile apparaît, le système sait dans quelle cellule transmettre les

signaux d'appel.

Ce schéma classique permet aux réseaux de télécommuications cellulaires dans lesquels les cellules sont statiques d'atteindre parfaitement leurs buts. Le réseau ne doit mettre à contribution les ressources disponibles en matière de spectre que dans la cellule o une unité mobile réside, et non pas sur toute la zone de desserte couverte par le réseau. De plus, seule une quantité réduite des ressources en mémoire et en capacité de traitement est utilisée pour maintenir les enregistrements courants du MTSO concernant l'emplacement des unités mobiles

et pour identifier les endroits o il faut diriger les communications d'arrivée.

Toutefois, lorsqu'un réseau de télécommunications cellulaire utilise des cellules qui se déplacent par rapport à la Terre, le schéma classique permettant de suivre les positions des unités mobiles cesse de pouvoir être utilisé d'un point de vue pratique. Lorsque des cellules se déplacent, les unités mobiles se trouvent dans de nouvelles cellules à un moment ou à un autre indépendamment de leur propre déplacement. Si l'on utilisait le schéma classique, la quantité de ressources en matière de traitements auxiliaires qui serait nécessaire pour garder le système informé au sujet des cellules à l'intérieur desquelles chaque unité d'abonné se trouve deviendrait excessive, car toutes les unités mobiles utiliseraient de façon

incessante les ressources du réseau pour informer le système sur leurs positions.

Ainsi, l'invention a pour avantage qu'elle fournit un réseau de

télécommunications cellulaire amélioré et une unité d'abonné améliorée.

Un autre avantage de l'invention est qu'elle fournit un réseau de télécommunications cellulaire dans lequel des communications d'arrivée sont

adressées par l'intermédiaire de cellules mobiles.

Un autre avantage de l'invention est qu'elle permet d'utiliser un équipement cellulaire à cellules statiques déjà existant, par exemple des MTSO, en

liaison avec un réseau de télécommunications celullaire à cellules mobiles.

Un autre avantage est qu'elle ne demande qu'une petite quantité des

ressources en matière de spectre pour suivre les positions des unités d'abonnés.

Un autre avantage est qu'elle ne demande qu'une petite quantité des ressources en matière de mémoire et de traitement pour suivre les positions des

unités d'abonnés.

Un autre avantage est que l'unité d'abonné notifie au réseau de télécommunications les moments o le signal d'identification de zone reçu ne concorde pas avec des signaux connus antérieurs et informe le réseau de

télécommunications du signal d'identification reçu concernant une nouvelle zone.

Les avantages ci-dessus, ainsi que d'autres avantages de l'invention, sont obtenus, sous une certaine forme, à l'aide d'un système de télécommunications cellulaire à cellules mobiles qui possède des unités d'abonnés, o les communications ont lieu par l'intermédiaire de faisceaux d'antennes qui forment des cellules mobiles et dans lesquels des unités d'abonnés reçoivent le cas échéant

des communications d'arrivée sous la forme d'une partie de ces communications.

Le système fonctionne selon un procédé permettant de déterminer o il faut diriger les communications d'arrivée. Ce procédé demande que soit définie une configuration de zones statiques de façon que l'une des unités d'abonnés réside dans l'une des zones statiques. La zone statique considérée, o l'unité d'abonné considérée réside, est identifiée. Une demande d'envoi d'une communication d'arrivée à cette unité d'abonné considérée est reçue. En réponse à la réception de cette demande, le faisceau d'antenne qui forme une première cellule, cette première cellule comcidant avec la zone statique considérée dans laquelle l'unité d'abonné considérée réside, est déterminé. Un message est alors transmis via le faisceau d'antenne qui forme la première cellule.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise

à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, dans lesquels des numéros de référence identiques se rapportent à des éléments identiques, et o: - la figure 1 est une illustration simplifiée montrant un environnement dans lequel un réseau de télécommunications conçu selon l'invention peut fonctionner; - la figure 2 est une première représentation d'une petite partie d'une zone de desserte associée au réseau de télécommunications; la figure 3 est une deuxième représentation de la petite partie de la zone de desserte présentée sur la figure 2; - la figure 4 est un organigramme montant un traitement d'installation du système effectué par une partie système du réseau; - la figure 5 montre une table d'une première partie de structure de mémoire du système; - la figure 6 montre une table d'une deuxième partie de structure de mémoire du système; - la figure 7 est un organigramme montrant un traitement de réenregistrement du système effectué par le système; - la figure 8 est un organigramme montrant un traitement de communication d'arrivée du système effectué par le système; - la figure 9 est un organigramme montrant un traitement continu du fond du système effectué par le système; - la figure 10 est un organigramme montrant un traitement de réengistrement d'unité d'abonné effectué par une unité d'abonné conçue selon l'invention; et - la figure 11 est un organigramme d'un traitement d'attente d'unité

d'abonné effectué par l'unité d'abonné.

Sur la figure 1, on peut voir une représentation simplifiée d'un environnement à l'intérieur duquel fonctionne un réseau de télécommunications 10. Le réseau 10 est un réseau de télécommunications cellulaire à cellules mobiles. Le réseau 10 comporte des composants 12 du système, qu'on appellera ci-après le système 12, et un ensemble pouvant atteindre des millions d'unités d'abonnés 14. Le réseau 10 peut aussi ne comporter que quelques unités d'abonnés 14, et la figure 1 n'en montre qu'une seule, pour ne pas encombrer le dessin. Le système 12 comporte une constellation de satellites 16, dont la figure 1 ne montre qu'un seul exemplaire. Les satellites 16 sont placés sur des orbites autour de la Terre. La configuration préférée pour la constallation de satellites 16 permet à celle-ci de se trouver en vue de chaque point de la surface de la Terre, à tout moment, par l'intermédiaire d'au moins un satellite 16. Comme cela est bien connu, les satellites 16 se déplacent constamment sur leurs orbites respectives, et donc par rapport à la Terre. Dans les modes de réalisation préférés, les satellites 16 se déplacent sur des orbites dont l'altitude est comprise entre 500 et

1000 km, au-dessus de la Terre, et à une vitesse d'environ 25 000 km/h.

Le système 12 comporte en outre un ou plusieurs centraux de télécommunications mobiles (MTSO) 18. Au titre des MTSO 18, on utilise des MTSO classiques, comme ceux du réseau GSM (Groupe Spécial Mobile). Les MTSO sont disposés sur la surface de la Terre et sont destinés à être en communication de données avec les satellites 16 qui sont proches d'eux via des liaisons de radiocommunications 20. Les satellites 16 sont également en communication de données entre eux via d'autres liaisons de télécommunication de données (non représentées). Chaque MTSO 18 est de préférence associé à une ou plusieurs régions géopolitiques particulières, comprenant par exemple un ou plusieurs pays, et chaque MTSO 18 commande les communications du réseau pour la région qui lui est associée. Les MTSO 18 sont connectés à des réseaux publics de télécommunications (PSTN) 22, de la part desquels des communications dirigées vers des abonnés du réseau 10 peuvent être reçues et à destinations desquels des communications émises par des abonnés du réseau 10 peuvent être envoyées. Chaque MTSO 18 est connecté à un dispositif de commande 24 et est en communication de données avec lui. Le dispositif de commande 24 représente un dispositif de traitement de données, par exemple un ordinateur. Le dispositif de commande 24 est connecté à une mémoire 26 et est en communication de données avec elle. La mémoire 26 mémorise des tables, des bases de données, des listes, et d'autres structures de mémorisation qui sont destinés à être utilisés, comme discuté ci-après de facçon plus détaillée, dans la mise en oeuvre d'un mode de réalisation préféré de l'invention. De plus, la mémoire 26 contient des données qui servent d'instructions pour le dispositif de commande 24 et qui, lorsqu'elles sont exécutées par le dispositif de commande 24, font exécuter par le système 12 des traitements

qui seront discutés ci-après.

De façon générale, le réseau 10 possède un grand nombre de noeuds. Chaque unité d'abonné 14, chaque satellite 16, chaque MTSO 18 et, ou bien, chaque dispositif de commande 24 représente un noeud du réseau 10. Chaque noeud du réseau 10 est en communication de données avec d'autres noeuds du réseau 10 via diverses liaisons de télécommunication. De plus, chaque noeud du réseau 10 peut être en communication de données avec d'autres dispositifs

téléphoniques dispersés de part le monde par l'intermédiaire des PSTN 22.

Les unités d'abonnés 14 sont configurées de façon à pouvoir communiquer avec les satellites 10 sur des parties du spectre électromagnétique qui sont attribuées par les services gouvernementaux associés aux diverses régions géopolitiques. Bien que ceux-ci ne soient pas représentés sur la figure 1, les unités d'abonnés peuvent être configurées sous la forme de dispositifs radio programmables qui contiennent des microprocesseurs et d'autres moyens de commande exécutant des instructions détenues en mémoire et servant à faire effectuer par les unités d'abonnés 14 des tâches voulues. Le réseau 10 tient compte du déplacement des unités d'abonnés 14 en tout endroit de la surface ou du voisinage de la surface de la Terre, mais rien n'oblige les unités d'abonnés à se déplacer. Le système 12 fournit de manière souhaitable différents services aux unités d'abonnés 14. Par exemple, ces services peuvent comprendre l'établissement de connexions, de circuits, de canaux de transmission de données, etc., nécessaires à l'acheminement d'une communication d'arrivée à destination d'une unité

d'abonné 14 ou d'une communication de départ venant d'une unité d'abonné 14.

Ces services peuvent comprendre en outre un traitement de réengistrement par l'intermédiaire duquel une unité d'abonné 14 informe le système 10 de sa position de façon que les futures communications d'arrivée puissent être correctement

envoyées à la zone dans laquelle l'unité d'abonné 14 est susceptible de se trouver.

Des services de télécommunications, y compris des communications peuvent être établis entre deux unités d'abonnés 14 ou entre une quelconque unité d'abonné 14 et un poste téléphonique d'un PSTN. Des communications peuvent être établies entre deux points quelconque de la Terre, si l'on suppose que les autorisations voulues ont été obtenues dans les juridictions géopolitiques o ces points se trouvent et que tout autre demande imposée par ces juridictions a été satisfaite. En termes généraux, chaque unité d'abonné 14 communique avec le système 12 pendant l'établissement d'une comunication et pendant le reengistrement. Un satellite 16 donné forme une "empreinte" cellulaire 28 sur la surface de la Terre. Chaque satellite 16 comporte une antenne à plusieurs faisceaux 30. Chaque antenne 30 projette de nombreux faisceaux distincts 32 en direction de la surface de la Terre sous de nombreux et divers angles, à partir du satellite 16. La figure 1 représente le diagramme d'une configuration de cellules 40 résultante, que les faisceaux 32 forment à la surface de la Terre. Chaque

faisceau 32 est associé à une cellule 40 suivant une correspondance biunivoque.

Les cellules 40 se déplacent sur la surface de la Terre en liaison avec le déplacement des satellites 16. En raison des vitesses, pouvant être assez élevées, auquelles les satellites 16 se déplacent, les unités d'abonnés 14 peuvent ne résider à

l'intérieur d'une quelconque cellule que pendant quelques minutes.

L'homme de l'art aura compris que les faisceaux multiples 32 formés par l'antenne 30 définissent une géométrie et n'impliquent pas un sens particulier de communication. En d'autres termes, les communications peuvent être émises et, ou bien, reçues via les faisceaux 32 projetés par l'antenne 30 en direction de la surface de la Terre. Pour des raisons de simplification, la représentation de la figure 1 montre des cellules 40 et une "empreinte" 28 se présentant sous la forme approximative d'ellipses distinctes dont les chevauchements et les vides ne sont que relativement mineurs. Toutefois, l'homme de l'art sait que, en pratique, les lignes d'égales intensités projetées par les faisceaux 32 des antennes 30 des satellites 16 peuvent avoir, en réalité, des formes très différentes, que les lobes latéraux des antennes peuvent déformer les configurations, que certaines cellules 40 peuvent couvrir des zones plus grandes que d'autres, et qu'on peut

trouver des chevauchements fort importants entre cellules 40.

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, tous les satellites 16 sont configurés sensiblement comme décrit sur la figure 1. Ainsi, d'autres satellites 16 (non représentés) forment d'autres semblables "empreintes" 28 (non représentées). De manière souhaitable, une converture continue de cellules 40 s'étend sensiblement sur toute la surface de la Terre. Par conséquent, le système 12 couvre une large zone de desserte, qui est grossièrement équivalente à l'ensemble de la surface de la Terre, et le système 12 peut gérer simultanément jusqu'à

plusieurs milliers de cellules mobiles 40 différentes.

De façon générale, des unités d'abonnés 14 surveillent les signaux diffusés par les satellites 16 afin de pouvoir capter les messages d'appel qui leurs sont destinés. Un message d'appel transporte des données identifiant une unité d'abonné 14 particulière à laquelle une communication d'arrivée est destinée. Le système 12 maintient les enregistrements qui identifient les positions des unités 14. Lorsque des communications d'arrivée sont présentes, des messages d'appel sont envoyés dans le plus petit nombre possible de cellules 40 de facçon à ne pas gaspiller les ressources spectrales de toutes les autres cellules 40. Ces quelques

cellules sont identifiées via les positions enregistrées des unités d'abonnés 14.

Sur Terre, différentes régions géopolitiques ont des frontières géopolitiques communes 50. Comme discuté ci-après, le réseau 10 tient compte des frontières géopolitiques 50 de sorte que des entités géopolitiques différentes, par exemple des pays ou des groupes de pays peuvent exercer des influences différentes sur les services de télécommunications délivrés par le système 12 à l'intérieur de leurs juridictions. Par exemple, le système 12 peut modifier les services de télécommunications fournis à une unité d'abonné 14 en fonction de la

région géopolitique dans laquelle l'unité d'abonné 14 réside à un moment donné.

Ces exigences particulières peuvent comprendre l'autorisation ou l'interdiction de certains services ou bien la fixation de tarifs ou de charges particuliers pour les

services fournis à l'intérieur de la juridiction d'une entité géopolitique.

La figure 2 est une représentation simplifiée d'une petite partie de la zone de desserte du réseau 10. Pour prendre en compte l'enregistrement des positions d'unités d'abonnés 14, pour conserver la compatibilité avec les MTSO classiques 18, et, ou bien, pour tenir compte des frontières géopolitiques 50, le réseau 10 emploie une configuration 52 de zones statiques 54 qui s'étend sur la zone de desserte du réseau 10. La configuration 52 comprend une carte utilisée par le réseau 10 pour adresser des communications d'arrivée par l'intermédiaire de cellules mobiles 40. Comme représenté sur la figure 2, de manière souhaitable, les zones synthétiques 54 ne se chevauchent pas entre elles. De plus, les zones statiques 54 peuvent varier en ce qui concerne la taille et la forme. L'homme de l'art comprendra que les zones statiques 54 sont considérées comme statiques par rapport aux cellules mobiles 40. Il peut arriver de temps à autre que la configuration 52 de zones statiques 54 soit remaniée, soit augmentée, ou bien varie d'une quelconque autre manière lorsque le système 12 tire avantage d'un tel

changement.

Lorsqu'une zone statique 54 se trouve au voisinage d'une frontière géopolitique 50, la forme de cette zone statique 54 peut suivre celle de la frontière 50, comme indiqué par les zones statiques 54', de façon que les zones statiques 54 n'enjambent pas la frontière 50. Lorsque les zones statiques 54 sont définies de façon à suivre les frontières géopolitiques 50, des opérations de réengregistrement sont susceptibles de se produire lorsque des unités d'abonnés 14 traversent des frontières 50. Les opérations de réenregistrement permettent au système 12 d'identifier la position des unités d'abonnés et de modifier les services

selon ce qui est demandé par les juridictions géopolitiques respectives.

La configuration 52 s'étend sur des régions habitées de la Terre, et la densité de population de ces régions habitées varie. Par exemple, des zones urbaines 56 sont des régions à haute densité de population, dans lesquelles une plus grande concentration en unités d'abonnés 14 est susceptible d'exister. Par conséquent, la taille des zones statiques 54 peut varier en fonction de la densité de population.Plus particulièrement, on peut définir ces zones statiques 54 plus petites dans des régions ayant une densité de population plus forte, comme illustré en liaison avec les zones statiques 54 dans lesquelles se trouvent des zones

urbaines 56.

De façon typique, les communications d'arrivée sont adressées à des zones 56 à forte densité de population en plus grand nombre qu'à des zones moins peuplées.De plus, comme les cellules 40 se déplacent de façon continue sur les zones statiques 54, de nombreuses cellules 40 coïncideront moins souvent avec des zones statiques 54 plus petites qu'avec de plus grandes zones statiques 54. Par conséquent, pour des zones 56 à forte densité de population qui sont placées dans des zones statiques 54 petites, un grand nombre de communications d'arrivée pourront être annoncées par l'intermédiaire de messages d'appel diffusés à destination d'une unique cellule 40. Ces messages d'appel ne doivent pas nécessairement être diffusés dans d'autres cellules 40 gérées par le système 12, ce

qui économisera les ressources en matière de spectre.

Dans le contexte de l'invention, des cellules 40 et des zones statiques 54 coïncident lorsqu'au moins une partie de l'une d'elles s'étend sur au moins une partie de l'autre. Une zone statique 54 et une cellule 40 peuvent coïncider même si une partie de la zone statique 54 n'est pas recouverte par la

cellule 40, et même si une partie de la cellule 40 ne couvre pas la zone statique 54.

A titre d'exemple, la figure 2 montre une zone statique 54" qui est l'une des zones statiques 54 dans lesquelles le système 12 estime qu'une unité d'abonné particulière particulière 14 réside. Un code d'identification de zone 54 représente un code de zone statique connu par le système. La figure 2 montre que trois des cellules 40, désignées par les références 42, 44 et 46 coïncident avec la zone statique 54" au

moment correspondant à la représentation de la figure 2.

Pour pouvoir assurer qu'un signal de message d'appel va être reçu par une unité d'abonné 14 se trouvant dans la zone statique 54", le systèmel2 peut diffuser le signal de message d'appel dans chacune des trois cellules 42, 44 et 46 coïncidant avec cette zone. Toutefois, l'unité d'abonné 14 peut s'être déplacée depuis qu'elle a informé le système 12 de sa position. Par conséquent, le code

connu par le système peut être quelque peu périmé.

La figure 3 est une autre représentation simplifiée de la petite partie de la zone de desserte au moment o est décrite la figure 2. La figure 3 diff'ere de la figure 2 en ce qu'il y a été inséré une région statique 58 qui est reliée à la zone statique 54". En particulier, la zone statique est entourée par une limite 62. La limite 62 de la région statique 58 est configurée de manière à se trouver à une distance prédéterminée en deçà de la limite 60 de la zone statique 54". Des régions statiques 58 analogues (non représentées) peuvent entourer d'autres zones

statiques 54.

Le système 12 peut connaître la position d'une unité d'abonné 14 avec un degré de précision qui est proportionnel à la zone statique 54". Toutefois, le système 12 peut envoyer un signal de message d'appel à destination de l'unité d'abonné 14 dans la région statique 58 afinm d'augmenter les chances que l'unité d'abonné 14 reçoive le signal.Comme illustré sur la figure 3, cinq des cellules 40, désignées par les numéros de référence 42, 44, 46, 48 et 49, coincident avec la région statique 58, et le système 12 peut diffuser le signal de message d'appel dans la totalité de ces cinqs cellules 40. Les cellules 40 dans lesquelles le système 12 diffuse un signal de message d'appel à destination d'une unique unité d'abonné 14 sont appelées un groupe cible de cellules 40. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, les cellules 42, 44, 46, 48 et 49 sont des membres du groupe cible de

cellules 40.

Les figures 4 à 11 représentent des traitements et des structures de mémorisation qui sont mis en oeuvre par divers noeuds du réseau pour réaliser des modes de réalisation préférés de l'invention. Dans les modes de réalisation préférés de l'invention, toutes les unités d'abonnés 14 effectuent, indépendamment, sensiblement les mêmes traitements. De même, un satellite 16, un MTSO 18 et un dispositif de commande 24 (voir la figure 1) effectuent respectivement des traitements sensiblement identiques à ceux effectués par les autres satellites 16, les autres MTSO 18 et les autres dispositifs de commande 24. Puisque chaque noeud du système 12, à savoir les satellites 16, les MTSO 18 et les dispositifs de commande 24, peut être en communication de données avec d'autres noeuds du système 12, la localisation précise et la distribution des traitements effectués collectivement par le système 12 sont des considérations moins importantes. Du point de vue d'une unité d'abonné 14, les traitements du système peuvent être effectués par n'importe quel noeud du système 12 ou peuvent être répartis entre

plusieurs noeuds.

La figure 14 est un organigramme montrant un traitement 64 d'établissement du système, qui est effectué par le système 12. En termes généraux, le traitement 64 établit les structures de mémorisation qui sont utilisées dans la mise en oeuvre d'un mode de réalisation préféré de l'invention. Ces structures de mémorisation ne doivent pas nécessairement être établies ensemble, comme indiqué par la figure 4. Au contraire, les diverses structures de mémorisation sont simplement établies de façon qu'elles puissent être disponibles pour être utilisées en liaison avec d'autres traitements qui seront discutés ci-après. Elles peuvent être

mises à jour lorsque cela est nécessaire.

Le traitement 64 effectue une tâche 66 qui consiste à définir et à enregistrer une configuration 52 de zones statiques 54 (voir les figures 2 et 3). La configuration 52 de zones statiques 54 est définie et enregistrée dans une carte 68 de définition des zones statiques, dont un exemple schématisé est présenté sur la figure 5. Les formes et les tailles des zones statiques 54 sont définies par des règles de zones. Des techniques connues de l'homme de l'art qui permettent de définir des zones de façon compatible avec les nécessités des traitements de données sont utilisées pour définir les règles de zones. La tâche 66 affecte en outre des codes uniques de zones statiques dans la carte 68 de façon que chaque zone statique 54 possède son propre code de zone statique. Comme discuté ci-dessus, les zones statiques 54 sont, de manière souhaitable, définies de façon qu'une unité d'abonné 14 quelconque (voir les figures 1 à 3) de la zone de desserte du

système 12 (voir la figure 1) se trouve dans une et une seule zone statique 54.

Le traitement 64 effectue une tâche 70 consistant à définir une table d'éphémérides 72, dont un exemple schématisé est présenté sur la figure 6, pour un laps de temps à venir. Les satellites 16 (voir la figure 1) se déplacent autour de la Terre sur des orbites relativement stables et prévisibles. Ainsi, les positions des satellites 16 peuvent être calculées à l'avance et mémorisées en relation avec les 1l moments o les satellites 16 se trouveront à ces positions. Par conséquent, la table d'éphémérides 72 peut enregistrer la position de chaque satellite 40 (voir la figure 1) formé par chaque faisceau 32 (voir la figure 1) de chaque satellite 16 pour divers instants. La table 72 précise chaque zone statique 54 ainsi que la ou les cellules 40 qui coïncident avec cette zone statique 54 à des instants précisés. Les cellules 40 peuvent être spécifiées par identification des faisceaux 32 et des

satellites 16 qui forment les cellules 40. L'organigramme sort du traitement 64 de façon que le système 12 puisse

effectuer d'autres traitements une fois que la carte 68 des zones statiques

(voir la figure 5) et la table d'éphémérides 72 (voir la figure 6) ont été établies.

La figure 7 est un organigramme montrant un traitement 74 de réenregistrement du système, effectué par le système 12. En termes généraux, le traitement 74 est effectué lorsque des communications de réenregistrement ont lieu entre le système 12 et une unité d'abonné 14. En particulier, le traitement 74 a lieu lorsque le système 12 reçoit de la part d'une unité d'abonné 14 un message qui demande le réenregistrement de cette unité d'abonné 14 en liaison avec le système 12. Le message de réenregistrement transporte l'identité (ID) de l'unité d'abonné 14 effectuant la demande, ainsi que des données qui indiquent la position de l'unité d'abonné.Les données de position peuvent indiquer plus spécialement des coordonnées géographiques, transporter des données Doppler, des données de propagation, l'identification des cellules et, ou bien, des données temporelles qui peuvent être converties en une coordonnée géographique, ou bien elles peuvent

transporter un code de zone statique.

Le traitement 74 effectue une tâche 76, pour sortir ensuite afin que le système 12 puisse effectuer d'autres traitements. La tâche 76 enregistre la zone statique 54 o l'unité d'abonné 14 réside. Cette zone statique 54 peut être identifiée directement à partir de données transportées dans le message de réenregistrement ou bien peut être déterminée à partir de coordonnées géographiques à l'aide de la carte 68 de définition des zones statiques (voir la figure 5). Le code de la zone statique est enregistré dans un registre d'abonnés 78, dont un exemple simplifié est présenté sur la figure 6. Le registre d'abonnés 78 associe un code de zone statique et d'autres données d'unité d'abonné pour chaque unité d'abonné 14 qui est en train d'être traitée par un MTSO 18 (voir la figure 1). L'enregistrement d'un code de zone statique peut "écraser" un code de zone statique antérieur qui a été enregistré pour l'unité d'abonné 14 de façon que les enregistrements du MTSO soient mis à jour et que la zone statique 54 courante de l'unité d'abonné soit connue du système 12. Ce code de zone statique devient le code de zone statique connu du système

pour ce qui concerne l'unité d'abonné 14.

Après sa sortie, le traitement 74 peut se répéter à un certain moment dans l'avenir lorsque le système 12 reçoit une autre demande de réenregistrement de la part d'unité 14. En répétant le traitement 74, le système 12 peut suivre le

déplacement de l'unité d'abonné 14.

La figure 8 est un organigramme montrant un traitement 80 de communication d'arrivée du système, qui est effectué par le système 12. En termes généraux, le traitement 80 est effectué lorsque le système 12 reçoit un message qui demande au système 12 d'adresser une communication d'arrivée à une unité d'abonné 14. Le message identifie l'unité d'abonné 14 par l'intermédiaire d'un

code ID.

Le traitement 80 effectue une tâche 82 qui consiste à obtenir la zone statique 54 de l'unité d'abonné identifiée. La tâche 82 peut trouver la zone statique 54 de l'unité d'abonné en consultant le registre d'abonnés 78 (voir la figure 6). Ensuite, une tâche 84 prédit un temps de délivrance pour un message d'appel que le système 12 va émettre. Ce temps de délivrance se situe dans le futur proche. La prédiction peut être effectuée par addition d'une durée prédéterminée à l'instant courant. Selon une autre possibilité, la prédiction peut être effectuée par définition d'un instant qui servira d'instruction qu'un satellite doit suivre en

émettant un signal de message d'appel.

Après la tâche 84, une tâche 86 transforme le code de zone statique obtenu ci-dessus lors de la tâche 82 et le temps de délivrance obtenu ci- dessus lors de la tâche 84 en une identité de faisceau. La tâche 86 peut consulter la table d'éphémérides 72 pour exécuter sa conversion. Après la tâche 86, une tâche interrogative 88 détermine si une autre cellule 40 est en coïncidence avec la région statique 58 (voir la figure 3) qui est liée à la zone statique 54. La tâche 88 peut, de manière souhaitable, traiter les données contenues dans la table d'éphémérides 72 de facçon à ajouter l'identité d'une cellule supplémentaire au groupe de cellules cibles en train d'être formé. Si une autre cellule coïncide avec la région statique 58,

l'organigramme boucle sur la tâche 86 pour identifier cette cellule.

L'organigramme reste en boucle sur les tâches 86 et 88 jusqu'à ce que tous les

membres du groupe cible de cellules aient été identifiés.

Lorsqu'aucune autre cellule 40 ne coïncide avec la région statique 58, une tâche 90 donne instruction au ou aux satellites 16 spécifiés du groupe cible de cellules de délivrer un message d'appel dans un ou plusieurs faisceaux 32. Cette instruction transporte l'identification (ID) de l'unité d'abonné 14 à laquelle le message d'appel est en train d'être adressé. Comme discuté ci-dessus, l'instruction

peut indiquer aussi l'instant auquel le message doit être délivré.

Apres la tâche 90, une tâche 92 est exécutée de facçon à utiliser le ou les satellites 16 spécifiés pour émettre le message d'appel. Le message d'appel sera transporté parmi les signaux de messages d'appel qui sont diffusés dans toutes les cellules 40 qui sont membre du groupe cible de cellules. Chaque signal de message d'appel couvre une étendue géographique approximativement équivalente à la cellule 40 danis laquelle il est émis. Apres la tâche 92, l'organigramme sort du

traitement 80, et le système 12 passe à d'autres traitements.

La figure 9 est un organigramme montrant un traitement 94 continu du fond du système, effectué par le système 12. En termes généraux, le système exécute de façon continue le traitement 94 de facçon à diffuser des données de position et que, ainsi, les unités d'abonnés 14 sachent quand elles doivent s'engager

dans des communications de réenregistrement.

Le traitement 94 effectue une tâche 96 qui consiste à obtenir une liste de zones statiques 54 se trouvant en coïincidence avec un faisceau 32 à un moment donné. La tâche 96 peut consulter la table d'éphémérides 72 (voir la figure 6) pour obtenir cette liste. L'instant sélectionné lors de la tâche 96 représente un moment du proche avenir o un satellite 16 émettra un signal d'identification de zones, comme discuté ci-après. Le faisceau particulier 32 auquel la tâche 96 s'adresse

varie lorsque le traitement 94 se déroule suivant une boucle continue.

Apres la tâche 96, une tâche 98 utilise le satellite 16 pour diffuser le signal d'identification de zones. Le signal d'identification de zones comporte, de manière souhaitable, des codes de zones statiques permettant d'identifier les zones statiques 54 qui coïncident avec la cellule 40 formée par le faisceau 32 du satellite au moment o le signal est émis. Ensuite, une tâche 100 identifie un faisceau 32 suivant par l'intermédiaire duquel un signal d'identification de zones sera émis, et l'organigramme boucle sur la tâche 96. L'organigramme reste de façon permanente dans cette boucle. Par conséquent, dans chaque cellule 40, le système 12 diffuse des données identifiant les zones statiques 54 qui coincident avec la cellule 40 au

moment o les données sont émises.

La figure 10 est un organigramme montrant un traitement 102 de réenregistrement d'unité d'abonné, qui est effectué par une unité d'abonné 14. En termes généraux, l'unité d'abonné 14 effectue de façon permanente le traitement 102 afin de déterminer lorsqu'elle doit s'engager dans des communications de réenregistrement avec le système 12. Par l'intermédiaire du traitement 102 ainsi exécuté par l'ensemble des unités d'abonnés 14, le réseau 10 tente d'obtenir un équilibre voulu des fréquences de réenregistrement. Un trop grand nombre de réenregistrements n'est pas souhaitable, car les ressources en matière de spectre seront gaspillées en communications de réenregistrement, qui sont des signaux auxiliaires, et qui, sinon, auraient pu être utilisés pour des communications payantes. Un trop petit nombre de réenregistrements n'est pas non plus souhaitable, puisque les unités d'abonnés 14 ne peuvent pas recevoir de messages d'appel associés à des communications d'arrivée lorsque le système 12 contient des données périmées pour les codes de zones statiques connus par le système. Le traitement 102 effectue une tâche 104 qui vise à contrôler un signal d'identification de zones. Le signal d'identification de zones est, de manière souhaitable, le signal émis dans la cellule 40 o se trouve l'unité d'abonné 14 au moment o elle le reçoit. Comme discuté ci-dessus en liaison avec la figure 9, ce signal transporte une liste de codes de zones statiques, et la tâche 104 obtient cette liste. Après la tâche 104, une tâche interrogative 106 examine la liste des codes de zones statiques afin de déterminer si le code de zone statique connu par le système est compris dans cette liste. Comme discuté ci-après, l'unité d'abonné 14 enregistre le code connu par le système de façon qu'il puisse être trouvé dans sa mémoire au cours de la tâche 106. Aussi longtemps que le code connu par le système est compris dans la liste, l'unité d'abonné 14 sera en mesure de recevoir des signaux de messages d'appel qui lui sont adressés et aucun réenregistrement

n'est nécessaire. Par conséquent, l'organigramme boucle sur la tâche 104.

Lorsque la tâche 106 détermine que le code connu par le système n'est pas compris dans la liste transportée par le signal d'identification de zones, alors l'unité d'abonné 14 s'est déplacée d'une distance importante par rapport à la

position qu'elle avait lorsqu'elle a été eregistrée la dernière fois par le système 12.

Lorsque le code connu par le système n'est pas dans la liste, une tâche 108 ou bien une tâche 108' est exécutée, selon le mode de réalisation particulier de l'invention

qui est mis en oeuvre.

La tâche 108 suit les listes de codes de zones statiques contenues dans les signaux d'identification de zones reçus afin de déterminer un code de zone statique valable pour sa zone statique 54 courante. Tandis que l'unité d'abonné 14 contrôle les signaux d'identification de zones pendant un certain temps, certains des codes de zones statiques compris dans les listes peuvent être présents à un moment, disparaître ensuite, puis réapparaître ultérieurement. D'autres codes de zones statiques peuvent être présents pendant plus longtemps, ou même être présents de facçon continue. La tâche 108 peut sélectionner, au titre du code valable, le code de zone statique qui reste présent pendant la plus longue durée. La tâche 108' faisant le pendant de la tâche 108 utilise une technique différente pour déterminer la position de l'unité d'abonné 14. La tâche 108' peut obtenir des données qui sont produites par un système de localisation, comme le GPS (Global Positioning System), le système Loran, ou un autre système analogue de navigation aérienne. Selon une autre possibilité, la tâche 108' peut collaborer avec un satellite 16 pour mesurer des données Dopler, un retard de propagation et d'autres paramètres pour les signaux échangés entre le satellite 16 et l'unité

d'abonné 14.

Après la tâche 108 ou 108', une tâche 110 envoie un message de réenregistrement au système 12. Le message de réenregistrement informe le système 12 sur l'identité de l'unité d'abonné et sur sa position. La position peut être transportée par l'intermédiaire d'un code de zone statique si la tâche 108 a été exécutée ou par l'intermédiaire de coordonnées géographiques ou de données qui peuvent être transformées en coordonnées géographiques si la tâche 108' a été

exécutée.

Ensuite, une tâche 112 enregistre un nouveau code de zone statique connu par le système en vue de son utilisatio dans la tâche 106 ci-dessus indiquée, puis boucle sur la tâche 104. Le code de zone statique connu par le système qui est enregistré dans la tâche 112 peut avoir été communiqué à l'unité d'abonné 14 par le stystème 12, en réponse au message de réenregistrement. En bouclant sur la tâche 104, le traitement 102 se répète de sorte que l'unité d'abonné 14 peut déterminer le moment o elle s'est déplacée au-delà de la portée des signaux de messages d'appel pouvant lui être envoyés, à l'avenir, par le système La figure 11 est un organigramme montrant un traitement 114 d'attente de l'unité d'abonné, qui est effectué par une unité d'abonné 14. En termes généraux, l'unité d'abonné 14 effectue le traitement 114 à chaque fois qu'elle est mise sous tension et qu'elle n'est pas, par ailleurs, engagée dans des opérations de

réenregistrement, d'établissement de communications, de poursuite de com-

munications, ou de suppression de communications.

Le traitement 114 effectue une tâche 116 visant à contrôler l'émission de signaux de messages d'appel par le système 12. Lorsqu'un signal d'appel est détecté, une tâche interrogative 118 détermine si l'identification (ID) de l'unité d'abonné est ou non transportée par ce signal d'appel. Si le signal d'appel ne transporte pas l'identification de l'unité d'abonné, alors le signal d'appel n'est pas en train d'être adressé à l'unité d'abonné 14 et est plus probablement en train d'être adressé à une autre unité d'abonné 14. Dans ce cas, l'organigramme boucle sur la

tâche 116 afin de continuer à surveiller les signaux d'appel.

Lorsque la tâche 118 détecte un signal de message d'appel qui transporte l'identification (ID) de l'unité d'abonné, une tâche 120 est exécutée pour faire démarrer un établissement de communication avec le système 12. Après la tâche 120, l'organigramme sort du traitement d'attente 114 afin d'effectuer une opération d'établissement de communication, une opération de poursuite de communication et une opération de suppression de communication, ainsi que

d'autres traitements.

En résumé, la présente invention fournit un réseau de télécommunications cellulaire perfectionné. Un réseau de télécommunications cellulaire est produit, dans lequel des communications d'arrivée sont adressées par l'intermédiaire de cellules mobiles. L'équipement cellulaire actuellement existant, qui utilise des cellules statiques, comme les MDSO, peut être utilisé en liaison avec un réseau de télécommunications cellulaire à cellules mobiles. Cet équipement actuellement existant suit les unités d'abonnés dans des zones statiques plutôt que dans les cellules. Les zones statiques sont converties en cellules lorsque le besoin s'en fait sentir. Seule une petite partie des ressources en matière de spectre est nécessaire pour suivre la position des unités d'abonnés. Les réenregistrements n'ont lieu que lorsque cela est nécessaire et non à chaque fois qu'une unité d'abonné se trouve dans une nouvelle cellule. Seule une petite quantité des ressources en matière de mémoire et de traitement est nécessaire pour

suivre la position des unités d'abonnés.

L'invention a été décrite ci-dessus en liaison avec des modes de réalisation préférés. Des variantes sont toutefois possibles. Par exemple, l'homme de l'art aura compris que les unités d'abonnés et le système peuvent effectuer de nombreux traitements supplémentaires qui ne sont pas directement associés à l'invention et qui n'ont pas été discutés ici. De plus, l'homme de l'art comprendra que les organigrammes présentés ici sont destinés à présenter l'invention et que des techniques différentes de mise en oeuvre de programmes ne conduisant pas nécessairement eux-même à une présentation sous forme d'organigrammes peuvent être conçues. En particulier, chaque tâche discutée ici peut être interrompue pour permettre au programme d'effectuer des tâches de fond ou d'autres tâches. De plus, l'ordre particulier des tâches peut être modifié, et des techniques particulières employées pour mettre en oeuvre les tâches peuvent

différer d'un système à l'autre.

Par conséquent, et bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure

d'imaginer, à partir des procédés et des systèmes dont la description vient d'être

donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et

modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de mise en oeuvre d'un système de télécommunications cellulaire à cellules mobiles dans lequel des communications s'effectuent par l'intermédiaire de faisceaux d'antennes qui forment des cellules mobiles, et des unités d'abonnés reçoivent le cas échéant des communications d'arrivée par l'intermédiaire d'une partie desdites communications, ledit procédé mettant en oeuvre ledit système afin de déterminer o il faut diriger lesdites communications d'arrivée et étant caractérisé par les opérations suivantes: définir une configuration de zones statiques de façon qu'une desdites unités d'abonnés réside dans une desdites zones statiques; identifier celle desdites zones statiques dans laquelle ladite unité d'abonné considérée réside; recevoir une demande visant à envoyer une communication d'arrivée à ladite unité d'abonné considérée; déterminer, en réponse à ladite opération de réception, quel est celui desdits faisceaux d'antennes qui forme une première desdites cellules, ladite première cellule coïncidant avec ladite zone statique considérée; et émettre un message par l'intermédiaire de celui desdits faisceaux

d'antennes qui forme ladite première cellule.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: ladite opération de définition comprend l'opération consistant à affecter des codes de zones statiques auxdites zones statiques; et ladite opération d'identification comprend l'opération qui consiste à enregistrer celui desdits codes de zones statiques qui correspond à la zone

considérée desdites zones statiques dans laquelle ladite unité d'abonné se trouve.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: ladite zone statique considérée est entourée par une limite; ladite opération de détermination détermine un groupe cible desdites cellules o ladite première cellule est un membre dudit groupe cible de cellules, et chaque membre dudit groupe cible de cellules coincide avec une région statique dont la limite se trouve au moins une distance prédéterminée au-delà de ladite limite de ladite zone statique considérée; et ladite opération d'émission comprend l'opération qui consiste à émettre ledit message par l'intermédiaire de ceux desdits faisceaux d'antennes qui forment

ledit groupe cible de cellules.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: ladite configuration de zones statiques couvre des régions habitées à densité de population variable; et ladite opération de définition comprend l'opération qui consiste à faire varier la taille desdites zones statiques en fonction de ladite densité de population.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: ladite configuration de zones statiques couvre diverses juridictions géopolitiques qui possèdent des frontières géopolitiques; et ladite opération de défminition comprend l'opération qui consiste à configurer les formes desdites zones statiques de façon quelles soient adaptées

auxdites frontières géopolitiques.

6. Procédé de mise en oeuvre d'unités d'abonnés dans un système de télécommunications cellulaire à cellules mobiles, o des unités d'abonnés s'engagent le cas échéant dans des communications de réenregistrement afin d'informer le système sur les positions des unités d'abonnés, le procédé mettant en oeuvre une desdites unités d'abonnés afin de déterminer le moment o il faut permettre une communication de réenregistrement et étant caractérisé par les opérations suivantes: obtenir des donnée de zone statique qui identifient une première zone d'une pluralité de zones statiques, ladite unité d'abonné se trouvant dans ladite première zone; surveiller un signal d'identification de zones diffusé par ledit système, ledit signal d'identification de zones transportant des données qui identifient une ou plusieurs desdites zones statiques qui coïncident avec une cellule à laquelle ledit signal d'identification de zones est envoyé; et permettre ladite communication de réenregistrement lorsque ladite zone statique considérée n'est pas identifiée comme l'une desdites zones se trouvant à l'intérieur de ladite cellule à laquelle ledit signal d'identification de

zones est envoyé.

7. Système (10) de télécommunications cellulaire à cellules mobiles, dans lequel des communications sont gérées sur une large zone de desserte et dans lequel des communications d'arrivée destinées à des unités d'abonnés ne sont dirigées que sur une partie seulement de ladite zone de desserte, ledit système étant caractérisé par: un ou plusieurs noeuds (16) du système qui projettent une pluralité de faisceaux d'antennes mobiles (32) qui forment des cellules mobiles (40); un moyen servant à définir une configuration (52) de zones statiques (54) qui forment collectivement ladite large zone de desserte; un moyen servant à identifier une zone considérée parmi lesdites zones statiques, dans laquelle l'une desdites unités d'abonnés se trouve; et un dispositif de commande (24) qui est en communication de données avec ledit moyen de définition, ledit moyen d'identification et au moins un desdits noeuds du système, le dispositif de commande étant configuré de façon à répondre lorsqu'une demande visant à adresser une communication d'arrivée à ladite unité d'abonné considérée apparaît, à déterminer quel faisceau d'antenne forme une première desdites cellules, ladite première cellule coïncidant avec ladite zone considérée parmi lesdites zones statiques, et à donner instruction audit noeud considéré du système qui correspond à ladite première cellule d'émettre un signal d'appel dans ladite première cellule, ledit signal d'appel transportant des données

qui identifient ladite unité d'abonné considerée.

8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que: ladite zone statique considérée est entourée par une limite; et ledit dispositif de commande est en outre configuré de façon à déterminer un groupe cible desdites cellules, o ladite première cellule est membre dudit groupe cible de cellules, et chaque membre dudit groupe cible de cellules coincide avec une région statique dont la limite se trouve à au moins une distance prédéterminée au-delà de ladite limite de ladite zone statique considérée, et à donner instruction que ledit signal d'appel soit émis par l'intermédiaire de ceux

desdits faisceaux d'antennes qui forment ledit groupe cible de cellules.

9. Unité d'abonné destinée à être utilisée dans un système de télécommunications cellulaire dans lequel des communications sont gérées sur une large zone de desserte, ladite unité d'abonné étant caractérisée par: un moyen servant à surveiller un signal d'identification de zones; un moyen servant à comparer ledit signal d'identification de zones avec une liste de codes de zones statiques; et

un moyen servant à communiquer audit système de télécommu-

nications cellulaire ledit signal d'identification de zones lorsque ledit signal

d'identification de zones n'est pas sur ladite liste de codes de zones statiques.

10. Unité d'abonné destinée à être utilisée dans un système de télécommunications cellulaire dans lequel des communications sont gérées sur une large zone de desserte, ladite unité d'abonné étant caractérisée par: un moyen servant à surveiller un signal d'identification de zones; un moyen servant à comparer ledit signal d'identification de zones avec une liste de codes de zones statiques; un moyen servant à déterminer la position de ladite unité d'abonné; et un moyen servant à communiquer ladite position audit système de télécommunications cellulaire lorsque ledit signal d'identification de zones n'est

pas sur ladite liste de codes de zones statiques.