FR2900007A1

FR2900007A1 - Procede de diffusion de donnees multimedia par synchronisation controlee des instants de diffusion des stations de base d'un reseau fdma/tdma et utilisation d'une frequence porteuse commune

Info

Publication number: FR2900007A1
Application number: FR0651336A
Authority: FR
Inventors: Jacques Achard; Luc Dartois
Original assignee: Evolium SAS
Current assignee: Evolium SAS
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-10-19
Also published as: EP1845743A1; CN101060658A; US20070242669A1; WO2007116041A1

Abstract

Un procédé est dédié à la diffusion de données multimédia dans des sessions multimédia établies au sein d'un réseau de communication de type FDMA/TDMA comprenant des cellules (C1-C3) associées à des stations de base (BTS1-BTS3) propres à diffuser les données multimédia vers des terminaux de communication mobile (MS). Ce procédé consiste, d'une part, à synchroniser de façon contrôlée, par rapport à une horloge de référence, les instants de diffusion de données multimédia identiques, relatives à une même session multimédia, au sein de chaque station de base concernée par cette session multimédia, et d'autre part, à configurer chacune des stations de base concernées de sorte qu'elles diffusent pendant des durées choisies les données multimédia identiques de la session multimédia au moyen d'au moins une fréquence porteuse commune choisie et dans au moins une tranche temporelle commune choisie.

Description

PROCÉDÉ DE DIFFUSION DE DONNÉES MULTIMÉDIA PAR SYNCHRONISATION CONTRâLÉE

DES INSTANTS DE DIFFUSION DES STATIONS DE BASE D'UN RÉSEAU FDMA/TDMA ET UTILISATION D'UNE FRÉQUENCE PORTEUSE COMMUNE L'invention concerne les réseaux de communication de type FDMA/TDMA ( Frequency Division Multiple Access/Time Division Multiple Access - multiplexage fréquentiel / multiplexage temporel), et plus précisément la diffusion de données multimédia par de tels réseaux, à destination de terminaux de communication mobile. On entend ici par réseaux de communication de type FDMA/TDMA tous les réseaux de communication mobile ou cellulaire mettant en oeuvre un multiplexage fréquentiel et temporel, comme par exemple les réseaux de type GSM/GPRS/EDGE. Par ailleurs, on entend ici par données multimédia tout type d'ensemble de données ou de contenu destiné à être diffusé en plusieurs sites sensiblement simultanément au moyen d'une même session multimédia, par exemple de type MBMS (pour Multimedia Broadcast and Multicast Service ). On notera que le mot multimédia ne doit pas être interprété de façon restrictive, c'est-à-dire exclusivement comme un mélange de média. II pourra par conséquent s'agir de données de fichiers (ou data ), ou de données de voix, ou de données de programmes de télévision ou encore de données de vidéo, notamment, ou de toute combinaison de telles données.

En outre, on entend ici par terminal de communication mobile tout équipement de communication mobile (ou portable ou encore cellulaire) capable d'échanger par voie d'ondes des données multimédia avec un autre équipement, comme par exemple un serveur de diffusion dans le cas d'un service de type MBMS. Par conséquent, il pourra par exemple s'agir d'un téléphone mobile (ou cellulaire), d'un assistant personnel numérique (ou PDA) communicant, d'un ordinateur portable (ou laptop ), ou d'un récepteur dédié (par exemple de type MBMS), pouvant être par exemple embarqué 2 2900007 dans un véhicule notamment pour permettre la réception de programmes de télévision ou de vidéos. Dans certains réseaux de type FDMA/TDMA, et en particulier dans ceux de type GSM/GPRS/EDGE, la diffusion de données multimédia se fait 5 au moyen de sessions multimédia (par exemple de type MBMS) pour lesquelles des ressources ont été allouées. Plus précisément, on alloue dans chaque cellule concernée par une session multimédia un certain nombre de tranches temporelles (ou timeslots ) sur une ou plusieurs porteuses. Afin d'éviter les interférences destructives entre signaux radio provenant de lo cellules voisines, les fréquences des porteuses utilisées varient d'une cellule à l'autre en fonction de règles de planification du réseau. En raison de l'utilisation d'agrégats de fréquences (une fréquence par cellule) dans le cadre du mécanisme dit de réutilisation de fréquences (ou frequency reuse ), l'efficacité spectrale de ce mode d'allocation de 15 ressources n'est pas optimal. Par exemple, un opérateur souhaitant diffuser en parallèle deux sessions MBMS nécessitant chacune quatre tranches temporelles (ou timeslots ), dans un réseau GSM utilisant des porteuses de 200 kHz et des agrégats de 21 fréquences, devra allouer une porteuse de 200 kHz pour ce service dans chaque cellule, et donc au total une bande de 20 fréquences de 21 x 200 kHz, soit 4,2 MHz, pour la diffusion de ce service sur l'ensemble de son réseau. Par ailleurs, dans un réseau de type GSM/GPRS/EDGE certains services de diffusion de données multimédia, comme par exemple la télévision mobile, requièrent des débits élevés, de l'ordre de 60 kbits/s et par 25 canal de télévision. Or, pour pouvoir atteindre ces débits, on peut être amené à utiliser, pour chaque canal de télévision, à titre d'exemple illustratif, quatre tranches temporelles sur les huit que comportent les trames GSM. Par conséquent, pour diffuser de nombreux canaux de télévision un opérateur de réseau doit utiliser de nombreuses fréquences porteuses différentes, ce qui 30 n'est pas toujours possible compte tenu de la faible efficacité spectrale et de la bande de fréquences limitée allouée à l'opérateur. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation dans les réseaux de type FDMA/TDMA, et en particulier dans ceux de type GSM/GPRS/EDGE. 3 2900007 Elle propose à cet effet un procédé dédié à la diffusion de données multimédia dans des sessions multimédia, établies au sein d'un réseau de communication de type FDMA/TDMA comprenant des cellules associées à des stations de base propres à diffuser les données multimédia vers des s terminaux de communication mobile. Ce procédé de diffusion se caractérise par le fait qu'il consiste, en combinaison : - à synchroniser de façon contrôlée, par rapport à une horloge de référence, les instants de diffusion de données multimédia identiques, relatives à une lo même session multimédia, au sein de chaque station de base concernée par cette session multimédia, et - à configurer chacune des stations de base concernées afin qu'elles diffusent pendant des durées (d'émission) choisies les données multimédia identiques de la session multimédia au moyen d'au moins une fréquence 15 porteuse commune choisie et dans au moins une tranche temporelle commune choisie. On entend ici par synchronisation contrôlée aussi bien une synchronisation sensiblement simultanée (c'est-à-dire simultanée aux erreurs de calage près), qu'une synchronisation par décalages constants. 20 Le procédé de diffusion selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - en présence d'un mécanisme de saut de fréquences (ou frequency hopping ) instauré au sein du réseau et consistant à changer la fréquence 25 de diffusion des stations de base selon une grille temporelle choisie, on peut configurer chacune des stations de base concernées afin qu'elles diffusent pendant chaque durée choisie définie par la grille temporelle les données multimédia identiques de la session multimédia dans au moins une tranche temporelle commune choisie et au moyen d'au moins une 30 fréquence porteuse commune choisie, la fréquence porteuse commune variant lors des durées successives conformément à la grille temporelle ; en l'absence de mécanisme de saut de fréquences, on peut configurer chacune des stations de base concernées afin qu'elles diffusent en 4 2900007 permanence les données multimédia identiques de la session multimédia dans au moins une tranche temporelle commune choisie et au moyen d'au moins une fréquence porteuse commune choisie ; on peut synchroniser les instants de diffusion des données multimédia s identiques, relatives à une même session multimédia, au sein de chaque station de base concernée par la session multimédia, afin qu'elles diffusent sensiblement simultanément (typiquement à la microseconde près en cas de synchronisation de type GPS) les données multimédia identiques de la session multimédia ; lo on peut synchroniser les instants de diffusion des données multimédia identiques, relatives à une même session multimédia, au sein de chaque station de base concernée par la session multimédia, afin qu'elles diffusent les données multimédia identiques de la session multimédia avec des décalages respectifs constants et choisis par rapport à des instants de 15 référence ; > les décalages constants peuvent par exemple être choisis en fonction des environnements respectifs des stations de base et/ou en fonction des types de dispositifs de lutte contre les trajets multiples des signaux provenant de stations de base voisines que comprennent les terminaux 20 de communication mobile ; on peut configurer chacune des stations de base concernées afin qu'elles diffusent pendant chaque durée choisie les données multimédia identiques de la session multimédia dans un nombre (par exemple compris entre deux et cinq) de tranches temporelles communes, successives et choisies ; 25 - on peut configurer chacune des stations de base concernées afin qu'elles diffusent pendant chaque durée choisie les données multimédia identiques de la session multimédia au moyen d'une seule fréquence porteuse commune à chacune des tranches temporelles communes, successives et choisies ; 30 on peut transmettre aux stations de base les données multimédia à diffuser après leur avoir adjoint un marqueur temporel représentatif de l'instant de leur diffusion, sur l'interface radio, défini par rapport à l'horloge de référence ; 5 2900007 - on peut configurer chaque élément de réseau qui est placé sur le trajet emprunté par les données multimédia marquées à transmettre afin que l'élément de réseau suivant (sur le trajet) transmette ces données multimédia marquées avant l'instant de diffusion qui est représenté par 5 le marqueur temporel, augmenté d'une marge temporelle choisie en fonction de la position de l'élément de réseau considéré sur le trajet ; en cas de segmentation, dans un élément de réseau situé sur le trajet, des paquets, contenant les données multimédia marquées, en blocs de données de taille inférieure, adaptés au transport sur 10 l'interface radio, l'élément de réseau transmet les blocs aux éléments de réseau qui sont situés en aval sur le trajet après leur avoir associé une date limite d'émission devant être respectée ; on peut par exemple synchroniser de façon contrôlée les stations de base en calant leurs horloges internes par rapport à l'horloge de référence d'un 15 système de radionavigation par satellites. L'invention porte également sur un dispositif ou système permettant de mettre en oeuvre le procédé présenté ci-avant. L'invention est particulièrement bien adaptée, bien que de façon non exclusive, aux données multimédia transmises sous forme de sessions 20 multimédia de type MBMS. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre de façon très schématique et fonctionnelle une partie 25 d'un réseau GSM dans lequel peut être mis en oeuvre un procédé de diffusion de données multimédia selon l'invention, -les figures 2A et 2B illustrent des agrégats de trois cellules et les fréquences utilisées dans celles-ci, respectivement dans le cas d'un réseau de l'art antérieur sans saut de fréquence et dans le cas d'un réseau sans 30 saut de fréquence implémentant l'invention, - les figures 3A et 3B illustrent des agrégats de trois cellules et les fréquences utilisées dans celles-ci, respectivement dans le cas d'un réseau 6 2900007 de l'art antérieur avec saut de fréquence et dans le cas d'un réseau avec saut de fréquence implémentant l'invention, la figure 4 illustre une situation dans laquelle un terminal mobile MS est situé à égale distance d'une station de base associée à une première 5 cellule et d'une station de base associée à une seconde cellule de dimension sensiblement identique à la première cellule, ainsi que des diagrammes temporels correspondant pour la partie inférieure gauche à la situation dans le cas d'un réseau de l'art antérieur et pour la partie inférieure droite à la situation dans le cas d'un réseau implémentant io l'invention, la figure 5 illustre une situation dans laquelle un terminal mobile MS est situé à l'intersection entre deux cellules sectorisées disposant chacune de leur propre antenne d'émission, et la figure 6 illustre une situation dans laquelle un terminal mobile MS est 15 situé à des distances différentes d'une station de base associée à une première cellule et d'une station de base associée à une seconde cellule de dimension inférieure à la première cellule, ainsi que des diagrammes temporels correspondant pour la partie inférieure gauche à la situation dans le cas d'un réseau de l'art antérieur et pour la partie inférieure droite à 20 la situation dans le cas d'un réseau implémentant l'invention. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a pour objet de permettre l'optimisation de l'efficacité spectrale de la diffusion de données multimédia dans un réseau de type 25 FDMAITDMA. Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que le réseau de type FDMAITDMA est un réseau de type GSM/GPRS/EDGE. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type de réseau. Elle concerne en effet tous les réseaux de type FDMA/TDMA dans lesquels se pose un problème 30 d'efficacité spectrale de diffusion de données multimédia. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les données multimédia sont diffusées par le réseau de type FDMA/TDMA, vers des terminaux de communication mobile, dans des 7 2900007 sessions multimédia de type MBMS (Multimedia Broadcast and Multicast Service). Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type de session multimédia. Elle concerne en effet toutes les sessions multimédia destinées à diffuser sensiblement en même temps, par voie d'ondes, à destination de terminaux s de communication mobile des multiplex identiques contenant des ensembles de données multimédia identiques (ou des contenus identiques) de tout type, et notamment des données de fichiers (ou data), ou des données de voix, ou des données de programmes de télévision, ou des données de vidéo, ou encore toute combinaison de telles données. io En outre, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les terminaux de communication mobile sont des téléphones mobiles (ou cellulaires). Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type de terminal. Elle concerne en effet tous les équipements de communication mobile (ou portable ou encore cellulaire) capables d'échanger par voie d'ondes des 15 données multimédia avec un autre équipement (mobile ou non). Par conséquent, il pourra également s'agir d'assistants personnels numériques (ou PDAs) communicants, d'ordinateurs portables (ou laptops ), ou des récepteurs dédiés (par exemple aux services MBMS), pouvant être par exemple embarqués dans des véhicules notamment pour permettre la 20 réception de programmes de télévision ou de vidéos. Comme cela est illustré sur la figure 1, un réseau GSM peut, d'une façon très schématique mais néanmoins suffisante à la compréhension de l'invention, être résumé à un réseau de coeur (ou Core Network en anglais) CN couplé à un réseau d'accès radio (appelé BSS), lui-même 25 raccordé à un système de gestion de réseau NMS (pour Network Management System ), non représenté. Le réseau d'accès radio comporte principalement des stations de base (appelées BTSs) BTSi et des contrôleurs de réseau radio ou noeuds (appelés BSCs) BSCj, raccordés entre eux. 30 Chaque station de base BTSi est associée à au moins une cellule (logique) Ci couvrant une zone radio (ou zone de couverture) dans laquelle des terminaux mobiles MS peuvent établir (ou poursuivre) des liaisons radio, et notamment recevoir des données multimédia diffusées. 8 2900007 Dans l'exemple illustré, seules trois cellules (C1-C3, i = 1 à 3) ont été représentées. Mais, l'indice i peut prendre n'importe quelle valeur non nulle. Par ailleurs, dans l'exemple illustré, chaque station de base BTSi est associée à une unique cellule Ci. Mais, une station de base BTSi peut être associée à 5 plusieurs cellules Ci. Chaque contrôleur de réseau radio BSCj est associé à au moins une cellule (logique) Ci et donc couplé à au moins une station de base BTSi. Dans l'exemple illustré, seuls deux contrôleurs de réseau radio (BSC1 et BSC2, j = 1 et 2) ont été représentés. Le contrôleur BSC1 est couplé aux stations de io base BTS1 et BTS2, tandis que le contrôleur BSC2 est couplé à la station de base BTS3. Mais, l'indice j peut prendre n'importe quelle valeur non nulle. Le réseau de coeur CN comprend des équipements de réseau qui pour certains sont raccordés notamment aux contrôleurs de réseau radio BSCj. Parmi ces équipements on peut notamment citer su moins un noeud 15 SGSN (pour Serving GPRS Support Node ), raccordé notamment à des contrôleurs de réseau radio BSCj, et au moins un noeud GGSN (pour Gateway GPRS Support Node ) connecté au noeud SGSN et assurant la connexion du réseau de coeur CN à un réseau de services RS (par exemple de type IP) matérialisant les services mis à la disposition des utilisateurs des 20 terminaux mobiles par l'opérateur du réseau GSM, et en particulier les services de diffusion des données multimédia. Les sessions multimédia (ici de type MBMS) sont établies entre le réseau de services RS (et plus précisément un ou plusieurs serveurs de données multimédia) et une ou plusieurs stations de base BTSi, via le noeud 25 GGSN, un noeud SGSN, et un ou plusieurs contrôleurs de réseau radio BSCj. L'invention propose un procédé dédié à la diffusion de données multimédia par des stations de base BTSi dans de telles sessions multimédia. Ce procédé de diffusion consiste à effectuer une combinaison d'au moins deux opérations. 30 Une première opération consiste à synchroniser les instants de diffusion de données multimédia identiques, relatives à une même session multimédia, de toutes les stations de base BTSi qui sont concernées par cette session multimédia. Selon l'invention, cette synchronisation des instants de 9 2900007 diffusion se fait de façon contrôlée par rapport à une horloge de référence. Cette horloge de référence peut par exemple être celle d'un système de radionavigation par satellites (de type RNSS ou GNSS). Mais, il peut également s'agir plus simplement d'une horloge interne du réseau GSM. 5 La synchronisation contrôlée des stations de base BTSi se fait par exemple en calant leurs horloges internes respectives de façon choisie par rapport à l'horloge de référence. On entend ici par synchronisation contrôlée aussi bien une synchronisation sensiblement simultanée (c'est-à-dire simultanée aux erreurs lo de calage près), qu'une synchronisation par décalages constants. La synchronisation simultanée consiste à caler sensiblement exactement de la même façon par rapport à l'horloge de référence les horloges de toutes les stations de base BTSi qui sont concernées par une session multimédia afin qu'elles diffusent sensiblement simultanément des 15 données multimédia identiques de cette session multimédia à des instants de référence choisis. La synchronisation par décalages constants consiste à décaler par rapport à l'horloge de référence avec des valeurs de décalage constantes et choisies les horloges respectives des stations de base BTSi qui sont 20 concernées par une session multimédia afin qu'elles diffusent les données multimédia identiques de la session multimédia avec ces décalages respectifs constants et choisis par rapport à des instants de référence choisis. Ce second type de synchronisation (par décalages constants) est destiné à limiter autant que faire se peut les interférences destructives qui 25 peuvent survenir dans un terminal mobile MS lorsqu'il est situé en bordure de deux cellules voisines et qu'il reçoit avec des décalages temporels et/ou des déphasages incompatibles deux signaux contenant les mêmes données et diffusés par les deux stations de base BTSi, associées aux deux cellules voisines, sur les mêmes tranches temporelles et sur au moins une même 30 fréquence, comme on le verra plus loin lors de la description de la seconde opération. Il est rappelé que les terminaux mobiles MS comportent généralement un dispositif de lutte contre les trajets multiples subis par les lo 2900007 signaux, habituellement appelé égaliseur (ou equalizer en anglais), capable de compenser des petits décalages temporels entre les différents trajets subis par un même signal, typiquement de l'ordre de 1 ps à quelques ps, afin de pouvoir additionner de façon constructive leurs contributions s énergétiques. De tels égaliseurs peuvent être utilisés pour la recombinaison cohérente des signaux MBMS en provenance d'au moins deux cellules voisines, émis sur une même fréquence porteuse et sur des mêmes tranches temporelles. Du fait des différences d'environnements (ou de configurations lo topologiques) des stations de base BTSi leurs portées radio peuvent varier d'une cellule à une autre. C'est par exemple le cas lorsqu'une cellule urbaine de petite dimension est voisine d'une cellule rurale de grande dimension. Dans ce cas, un terminal mobile MS situé en bordure des deux cellules peut recevoir deux signaux identiques en provenance des stations de base BTSi is de ces deux cellules avec des décalages temporels bien supérieurs à ceux que son égaliseur est capable de compenser. II est également possible qu'un terminal mobile MS soit placé à l'intersection de deux cellules de dimensions identiques, à égale distance des stations de base correspondantes, et qu'il reçoive sensiblement 20 simultanément des signaux identiques mais en opposition de phase, provenant de ces deux cellules. Dans ce cas, l'égaliseur du terminal mobile MS ne sera pas capable de reconstituer le signal émis par chacune des deux stations de base. Par conséquent, en décalant de façon constante et appropriée les 25 instants de diffusion respectifs des stations de base BTSi qui sont concernées par une session multimédia on peut compenser les écarts temporels et/ou les oppositions de phase introduits par les différences d'environnements (ou de configurations topologiques) de ces stations de base BTSi et/ou par la position d'un terminal mobile MS par rapport auxdites stations de base BTSi. 30 Par exemple, on choisit de retarder les instants de diffusion des stations de base BTSi qui sont associées à des cellules de petites dimensions (par exemple des cellules urbaines) par rapport aux instants de diffusion des stations de base BTSi qui sont associées à des cellules de grandes 11 2900007 dimensions (par exemple des cellules rurales). Il est important de noter qu'en variante ou en complément les décalages constants peuvent être également choisis en fonction des types respectifs des égaliseurs des terminaux mobiles MS. En effet, on peut 5 envisager que les égaliseurs des terminaux mobiles MS soient capables de compenser une partie des écarts temporels en réception (notamment supérieurs à environ 1 ps ou quelques ps) et donc que l'on détermine les décalages constants des synchronisations des stations de base BTSi en fonction de leurs environnements respectifs et de l'écart temporel maximal 10 supporté par les égaliseurs. La seconde opération du procédé selon l'invention (qui est combinée à la première) consiste à configurer chacune des stations de base BTSi, qui sont concernées par une même session multimédia, afin qu'elles diffusent pendant des durées choisies les données multimédia identiques de cette 15 session multimédia, d'une part, au moyen d'au moins une fréquence porteuse commune choisie, et d'autre part, dans au moins une tranche temporelle commune choisie. Les durées pendant lesquelles les stations de base BTSi (concernées par une même session multimédia) sont contraintes à diffuser des données 20 multimédia identiques au moyen d'au moins une même fréquence porteuse varient selon que le réseau implémente ou non un mécanisme de saut de fréquences (ou frequency hopping ). En l'absence de mécanisme de saut de fréquences, il n'y a pas lieu de modifier la ou les fréquences communes qui sont utilisées par des stations 25 de base BTSi pour diffuser des données multimédia identiques pendant une même session multimédia. Par conséquent, on configure chacune de ces stations de base BTSi afin qu'elles diffusent en permanence les données multimédia identiques de la session multimédia dans au moins une tranche temporelle commune choisie et au moyen d'au moins une fréquence porteuse 30 commune choisie. En présence d'un mécanisme de saut de fréquences, le réseau contraint les stations de base BTSi à changer leur(s) fréquence(s) porteuse(s) de diffusion selon une grille temporelle choisie définissant les fréquences à 12 2900007 utiliser et les durées d'utilisation associées. Par conséquent, les stations de base BTSi sont configurées de manière à changer la ou les fréquences communes utilisées pour la diffusion des données multimédia d'une session multimédia à chaque expiration de la durée d'utilisation associée. En d'autres 5 termes, elles diffusent pendant chaque durée choisie (définie par la grille temporelle) les données multimédia identiques de la session multimédia dans au moins une tranche temporelle commune choisie et au moyen d'au moins une fréquence porteuse commune associée à la durée concernée. Le nombre de tranches temporelles qui sont allouées à une session 10 multimédia dépend du débit dont elle a besoin. II peut bien entendu être égal au nombre total de tranches temporelles que comporte une trame GSM, c'est-à-dire huit. Mais, il est important de rappeler qu'il est inutile d'allouer à une session multimédia plus de tranches temporelles que ne peut en traiter un terminal mobile MS. Aujourd'hui, les terminaux mobiles MS peuvent traiter au 15 maximum cinq tranches temporelles consécutives. Par conséquent, il est actuellement préférable de ne pas attribuer plus de cinq tranches temporelles consécutives à une session multimédia. Par exemple, pour une application de type télévision mobile requérant un débit de l'ordre de 60 kbits/s par canal de télévision (et donc par session 20 multimédia), on peut typiquement allouer quatre tranches temporelles consécutives à chaque canal de télévision (et donc à la session multimédia associée). Mais, on pourrait allouer un autre nombre de tranches temporelles à une même session, par exemple deux ou trois, notamment pour d'autres applications que la diffusion de canaux de télévision. 25 Dans un réseau GSM selon l'invention, le nombre de tranches temporelles nécessaires à une session multimédia demeure identique à celui nécessaire dans un réseau GSM de l'art antérieur. Mais, contrairement à ce qui se passe dans un réseau GSM de l'art antérieur, dans un réseau GSM selon l'invention toutes les cellules qui sont concernées par des sessions 30 multimédia communes peuvent utiliser des fréquences communes pour chacune de ces sessions multimédia communes. Par conséquent, il est possible, à titre d'exemple non limitatif, de diffuser en parallèle de très nombreux canaux de télévision, permettant ainsi d'accroître très notablement 13 2900007 l'efficacité spectrale. Lorsque l'on alloue au moins deux tranches temporelles à une session multimédia, on utilise de préférence la même fréquence porteuse pour chacune de ces tranches temporelles allouées. Mais, cela n'est pas 5 obligatoire. Il est également préférable, bien que non obligatoire, que les tranches temporelles allouées à une même session multimédia soient consécutives. Par ailleurs, lorsqu'au moins deux sessions multimédia se partagent les tranches temporelles d'une trame, on peut utiliser une même fréquence lo porteuse pour toutes ces tranches temporelles. Par exemple, si l'on veut diffuser les données multimédia de trois canaux de télévision dans une cellule, on peut utiliser les quatre premières tranches temporelles et les quatre dernières tranches temporelles d'une première trame GSM respectivement pour les premier et deuxième canaux de télévision, et diffuser cette première 15 trame GSM avec une première fréquence porteuse, et utiliser quatre tranches temporelles d'une seconde trame GSM pour le troisième canal de télévision, et diffuser cette seconde trame GSM avec une seconde fréquence porteuse. Mais, cela n'est pas obligatoire. On peut en effet envisager d'utiliser des fréquences porteuses différentes pour les tranches temporelles allouées 20 aux différentes sessions multimédia. En fait et d'une manièregénérale, l'allocation des ressources radio pour une session MBMS revient à choisir une fréquence porteuse (ou une suite de telles fréquences porteuses avec une loi de saut associée dans le cas du saut de fréquences) et un ensemble de une à cinq tranches temporelles sur cette fréquence porteuse. Lorsqu'il y a 25 plusieurs sessions MBMS simultanées, elles peuvent occuper des allocations disjointes ou communes suivant les caractéristiques de débit des sessions. Par exemple, pour les canaux de télévision, l'allocation la plus simple consiste à donner à chaque canal des ressources différentes et indépendantes de celles allouées aux autres canaux. 30 Pour que les stations de base concernées par une session multimédia puissent diffuser de façon synchronisée (aux décalages temporels constants près) des données multimédia identiques de cette session multimédia, il faut qu'elles reçoivent simultanément ces données multimédia. 14 2900007 Pour ce faire, on peut par exemple envisager que les serveurs de données multimédia (du réseau de service RS) adjoignent aux données multimédia des marqueurs temporels représentatifs de l'instant de leur diffusion défini par rapport à l'horloge de référence. Ainsi, lorsque les contrôleurs de réseau radio 5 ou les unités de contrôle de paquets (ou PCU pour Packet Control Unit ) reçoivent les données multimédia devant être diffusées par les stations de base auxquelles ils sont couplés, ils analysent les marqueurs temporels adjoints à ces données multimédia et peuvent transmettre simultanément ces dernières aux stations de base concernées en fonction des instants de lo diffusion représentés par ces marqueurs temporels adjoints. II est rappelé que dans un réseau GSM/GPRS/EDGE un PCU est logiquement associé à un contrôleur de réseau radio (BSC), est chargé des aspects GPRS/EDGE liés à la transmission radio, et se trouve situé entre une station de base (BTS) et le noeud SGSN qui est couplé au contrôleur de réseau radio (BSC) contrôlant 15 cette station de base (BTS). La mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut nécessiter des adaptations logicielles et/ou électroniques d'un ou plusieurs équipements de réseau, ainsi qu'éventuellement des terminaux mobiles. Par exemple, les égaliseurs des terminaux mobiles peuvent être 20 adaptés afin de compenser des écarts temporels en réception supérieurs à ceux actuellement compensés. Des adaptations peuvent être introduites du serveur de diffusion de données (par exemple de type MBMS) jusqu'aux stations de base (BTSs) afin d'assurer globalement (dans tout le réseau) la synchronisation de l'envoi des 25 données. Par exemple, chaque paquet de données multimédia peut se voir adjoindre par le serveur de diffusion (MBMS) un marqueur temporel représentatif du temps (date limite) auquel il doit être émis sur l'interface radio par rapport à un temps de référence (temps GPS par exemple). Par ailleurs, chaque élément de réseau, présent sur le trajet passant par le serveur de 30 diffusion (MBMS), le noeud GGSN, le(s) noeud(s) SGSN, les contrôleurs de réseau radio (BSC) ou PCUs et les stations de base (BTSs), doit être adapté de sorte que l'émission des données multimédia vers le noeud suivant du trajet se fasse avant la date limite représentée par le marqueur temporel, avec 15 2900007 une marge temporelle d'autant plus grande que l'élément de réseau est situé en amont dans la chaîne (de manière à laisser un peu de temps aux éléments situés en aval). En outre, au bout du trajet, les stations de base (BTSs), synchronisées de façon contrôlée, doivent assurer l'émission des données 5 multimédia à l'instant précis représenté par le marqueur temporel contenu dans le paquet correspondant. Il faut également prendre en compte les opérations de segmentation qui ont lieu en cours de trajet. En effet, le paquet initial est par exemple transmis par le serveur de diffusion sous la forme d'un datagramme IP, et à lo un certain endroit situé en aval, au plus tard au niveau d'un PCU ou d'une station de base (BTS), ce datagramme IP va être segmenté en blocs de données de taille inférieure, adaptés au transport sur l'interface radio. L'élément de réseau qui effectue cette segmentation doit alors transmettre les blocs aux éléments de réseau en aval en associant à chaque bloc une date 15 limite d'émission qui devra être respectée par les éléments en aval. Par ailleurs, il est important d'assurer au niveau de la couche physique de chaque station de base que les datagrammes et leur segmentation correspondent à des automates prédictifs de sorte que l'on puisse garantir la chronologie et l'instant d'émission sur l'interface radio des 20 mêmes contributions (ou blocs) de chaque datagramme depuis des sites voisins (ou stations de base voisines), aux éventuels décalages constants (fixes) programmés près de la synchronisation contrôlée des stations de base. L'invention porte également sur un dispositif ou système permettant de mettre en oeuvre le procédé décrit ci-avant. Plus précisément, ce dispositif 25 ou système comprend tous les équipements ou toutes les partie(s) d'équipements qui doivent être adapté(e)s conformément à ce qui a été décrit ci-avant, de manière à permettre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Comme on va le montrer ci-après, sur des exemples représentatifs en 30 référence aux figures 2 à 6, l'invention permet d'augmenter de façon significative l'efficacité spectrale de la diffusion de données multimédia, typiquement d'un facteur d'environ 3 à un facteur d'environ 20 selon les scénarios et contraintes de planification du réseau. 16 2900007 On se réfère maintenant aux figures 2A et 2B pour illustrer l'intérêt conféré par l'invention dans le cas d'un réseau sans saut de fréquence. Plus précisément, la figure 2A illustre une partie des cellules d'un réseau de l'art antérieur, tandis que la figure 2B illustre une partie des cellules d'un réseau s implémentant l'invention. On suppose ici qu'il y a dans chaque cellule deux émetteurs-récepteurs (TRXs), le premier étant intégralement utilisé pour la diffusion de données multimédia, alors que le second est utilisé pour du trafic GSM "classique" (GSM circuit ou GPRS/EDGE point à point). Pour des questions lo de simplification, on considère ici que la zone de couverture du réseau est subdivisée en agrégats (ou clusters en anglais) de trois cellules, ce qui fait que l'invention ne permet qu'une multiplication par un facteur trois de l'efficacité spectrale pour la diffusion des données multimédia. Mais, le gain en efficacité spectrale apporté par l'invention est d'autant plus grand que le 15 nombre de cellules d'un d'agrégat est élevé. Cette efficacité spectrale multipliée par trois dans l'exemple des figures 2A et 2B résulte du fait que trois fréquences F1, F2 et F3 sont nécessaires pour diffuser les données multimédia dans le cas du réseau de l'art antérieur (figure 2A), tandis qu'une unique fréquence F1 commune à 20 toutes les cellules est suffisante pour diffuser les mêmes données multimédia dans le cas du réseau implémentant l'invention (figure 2B). On se réfère maintenant aux figures 3A et 3B pour illustrer l'intérêt conféré par l'invention dans le cas d'un réseau avec saut de fréquence. Plus précisément, la figure 3A illustre une partie des cellules d'un réseau de l'art 25 antérieur, tandis que la figure 3B illustre une partie des cellules d'un réseau implémentant l'invention. On suppose ici qu'il y a dans chaque cellule deux émetteurs-récepteurs (TRXij, avec i = 1 à 3, et j = 1 et 2), le premier (Tril) étant intégralement utilisé pour la diffusion de données multimédia et sautant, à titre 30 purement illustratif, sur trois fréquences, alors que le second (TRi2) est utilisé pour du trafic GSM "classique" (GSM circuit ou GPRS/EDGE point à point) et saute, à titre purement illustratif, sur quatre fréquences. Pour des questions de simplification, on considère ici que la zone de 17 2900007 couverture du réseau est subdivisée en agrégats de trois cellules, mais le principe reste valable quel que soit le nombre de cellules de l'agrégat. Par ailleurs, pour faciliter les explications, la terminologie du GSM a été adoptée ; HSN signifie donc Hopping Sequence Number (numéro de 5 séquence de saut) et désigne un type de loi de saut. Les principes du saut de fréquence dans un réseau GSM sont par exemple décrits dans les spécifications techniques TS 45.002 du 3GPP. En outre, pour des questions de simplification de la figure et de l'explication, la porteuse BCCH n'a pas été représentée sur les figures 3A et 3B. 10 Comme on peut l'observer sur la figure 3B, l'invention permet d'utiliser les mêmes fréquences (F1, F2, F3), mais les unes après les autres, et la même loi de saut (HSN1) pour la diffusion des données multimédia dans toutes les cellules du réseau, alors que dans le réseau de l'art antérieur trois fois trois fréquences (F1 ou F4 ou F7), (F2 ou F5 ou F8) et (F3 ou F6 ou F9) 15 sont nécessaires pour parvenir au même résultat. Par conséquent, dans un réseau implémentant l'invention, à un instant donné, les données multimédia sont émises sur une même fréquence commune (F1 ou F2 ou F3) dans toutes les cellules du réseau, laquelle change au fil du temps au rythme de la loi de saut. Là encore, le gain en efficacité spectrale pour la diffusion de 20 données multimédia correspond à la taille de l'agrégat cellulaire, soit ici un facteur trois. Dans les exemples décrits ci-avant en référence aux figures 2 et 3 on a supposé qu'un seul émetteur TRX était utilisé pour la diffusion de données multimédia dans une cellule ou un secteur. Mais cette supposition résulte d'un 25 souci de simplification des explications et n'est nullement nécessaire. Il est en effet possible de n'utiliser que certaines tranches temporelles (ou timeslots ) (de préférence contigus) d'un émetteur (TRX) donné pour cette diffusion et la norme GSM permet d'associer un ensemble de fréquences et une loi de saut pour ces tranches temporelles seulement. L'invention reste 30 bien sûr également applicable dans le cas où, dans chaque cellule ou secteur, plusieurs émetteurs (TRXs) sont associés à la diffusion de données multimédia. On se réfère tout d'abord à la figure 4 pour illustrer l'intérêt conféré 18 2900007 par l'invention dans le cas de deux cellules Cl et C2 de dimensions sensiblement identiques. Ici, un terminal mobile MS est situé à égale distance d'une station de base BTS1 associée à la cellule Cl et d'une station de base BTS2 associée à la cellule C2. Dans un souci de simplification, on considère s ici, d'une part, que le signal reçu par le terminal mobile MS en provenance de la station de base BTS1 n'a pas subi de trajets multiples, ou autrement dit que l'on a une propagation en vision directe sans réflexion ni réfraction, et d'autre part, que le signal reçu par le terminal mobile MS en provenance de la station de base BTS2 n'a pas non plus subi de trajets multiples. lo Par ailleurs, afin de simplifier l'explication, on s'intéresse ici à la réponse impulsionnelle échantillonnée du canal de transmission entre la station de base BTS1 et le terminal mobile MS, et

entre la station de base BTS2 et le terminal mobile MS. II est rappelé que la notion de réponse impulsionnelle échantillonnée d'un canal de transmission est bien connue de 15 l'homme de l'art. En d'autres termes, on suppose que la station de base BTS1 émet une impulsion à l'origine des temps (t=0) (dans la pratique, il s'agit d'une simplification étant donné que les stations de base émettent des bits ou des symboles d'information qui sont modulés sur une porteuse). Cette impulsion est reçue atténuée mais non déformée (en l'absence de trajets multiples) par 20 le terminal mobile MS un instant r plus tard. Si la station de base BTS2 émet la même impulsion au même moment que la station de base BTS1 (c'est-à-dire à l'origine des temps (t=0), dans le cas où il n'y a pas de décalage temporel entre les deux stations de base), alors cette impulsion est également reçue atténuée mais non déformée l'instant T plus tard par le terminal mobile 25 MS. Les oscillateurs locaux des émetteurs des deux stations de base BTS1 et BTS2, qui servent à la mise sur porteuse, n'étant pas synchronisés, et du fait qu'il peut y avoir de petites différences de marche (au sens de l'optique) entre les trajets BTS1-MS et BTS2-MS, les deux signaux reçus par 30 le terminal mobile MS en provenance des stations de base BTS1 et BTS2 peuvent être en opposition de phase. Comme ils sont par ailleurs de même amplitude, ils s'annulent au sein du récepteur du terminal mobile MS, si bien que l'égaliseur de ce dernier n'est pas capable de reconstituer l'impulsion 19 2900007 d'origine. Si maintenant on introduit, conformément à l'invention, un décalage temporel contrôlé b entre les émissions des deux stations de base BTSI et BTS2, comme illustré sur la partie inférieure droite de la figure 4, les deux 5 impulsions seront reçues à des instants différents par le terminal mobile MS et donc ne peuvent pas s'annuler quelles que soient leurs phases. L'égaliseur du terminal mobile MS est alors en mesure de reconstituer l'impulsion initiale en combinant les deux impulsions reçues. Dans la pratique, la présence de trajets multiples fait qu'une lo annulation rigoureuse du signal en provenance de l'une des deux stations de base BTS1 et BTS2 par le signal provenant de l'autre station de base est peu probable, mais on peut néanmoins avoir une atténuation considérable du signal que le principe du décalage temporel contrôlé selon l'invention permet d'éviter.

15 On se réfère maintenant à la figure 5 pour illustrer l'intérêt conféré par l'invention dans le cas d'un terminal mobile MS situé à peu près à égale distance de deux émetteurs Al et A2 associés à des cellules sectorisées Cl et C2 (ou secteurs) différent(e)s et appartenant à une même station de base BTS (qui peut comprendre également au moins un autre émetteur A3 associé 20 à un autre secteur C3). La liaison descendante, utilisée pour la diffusion de données multimédia, entre la station de base BTS et le terminal mobile MS, est assurée par l'intermédiaire d'une antenne d'émission Ai (ici i = 1 à 3) différente pour chaque secteur (Ai). Lorsque le terminal mobile MS se trouve à la 25 frontière entre deux secteurs adjacents (comme illustré), il se trouve à peu près à égale distance des antennes d'émission Al et A2 des deux secteurs Cl et C2, et les conditions de propagation entre ces antennes Al et A2 et le terminal mobile MS sont très voisines. On est donc dans un cas similaire à celui décrit ci-avant en référence à la figure 4, et le décalage temporel 30 contrôlé permet d'éviter une annulation du signal reçu par le terminal mobile MS. Sur la figure 5, les références SI et S2 représentent respectivement le signal émis par l'antenne Al et reçu par le terminal mobile MS et le signal émis par l'antenne A2 et reçu par le terminal mobile MS. Ils sont représentés 20 2900007 par des lignes courbes afin que l'on puisse les distinguer. On se réfère maintenant à la figure 6 pour illustrer l'intérêt conféré par l'invention dans le cas de deux cellules Cl et C2 de dimensions différentes. Ici, un terminal mobile MS est situé au voisinage de la périphérie des deux s cellules Cl et C2, si bien que la différence des distances entre le terminal mobile MS et la station de base BTS1 associée à la cellule Cl, d'une part, et la station de base BTS2 associée à la cellule C2, d'autre part, est très importante. Dans ce cas, si aucun décalage temporel n'est appliqué entre les io deux stations de base BTS1 et BTS2, les signaux reçus par le terminal mobile MS en provenance des deux stations de base BTS1 et BTS2 peuvent présenter un écart temporel excédant les capacités de combinaison de son égaliseur (comme illustré sur la partie inférieure gauche de la figure 6). Le récepteur du terminal mobile MS va donc se caler sur l'un des deux signaux 15 reçus, l'autre signal reçu représentant une interférence qu'il ne sera pas possible de supprimer. Si maintenant un décalage temporel contrôlé est introduit conformément à l'invention (comme illustré sur la partie inférieure droite de la figure 6), l'écart temporel de réception des deux signaux dans le récepteur du 20 terminal mobile MS peut être réduit de manière à permettre à son égaliseur de combiner les deux signaux. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de procédé de diffusion de données multimédia décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art 25 dans le cadre des revendications ci-après. 21

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de diffusion de données multimédia dans des sessions multimédia établies au sein d'un réseau de communication de type s FDMAITDMA comprenant des cellules (Ci) associées à des stations de base (BTSi) propres à diffuser lesdites données multimédia vers des terminaux de communication mobile (MS), caractérisé en ce qu'il consiste i) à synchroniser de façon contrôlée, par rapport à une horloge de référence, les instants de diffusion de données multimédia identiques, relatives à une même session 10 multimédia, au sein de chaque station de base (BTSi) concernée par ladite session multimédia, et ii) à configurer chacune desdites stations de base concernées (BTSi) de sorte qu'elles diffusent pendant des durées choisies lesdites données multimédia identiques de ladite session multimédia au moyen d'au moins une fréquence porteuse commune choisie et dans au 15 moins une tranche temporelle commune choisie.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en présence d'un mécanisme de saut de fréquences instauré au sein dudit réseau et consistant à changer la fréquence de diffusion desdites stations de base (BTSi) selon une grille temporelle choisie, on configure chacune desdites 20 stations de base concernées (BTSi) de sorte qu'elles diffusent pendant chaque durée choisie définie par ladite grille temporelle lesdites données multimédia identiques de ladite session multimédia dans au moins une tranche temporelle commune choisie et au moyen d'au moins une fréquence porteuse commune choisie, ladite fréquence porteuse commune variant lors 25 des durées successives conformément à ladite grille temporelle.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en l'absence de mécanisme de saut de fréquences, on configure chacune desdites stations de base concernées (BTSi) de sorte qu'elles diffusent en permanence lesdites données multimédia identiques de ladite session multimédia dans au 30 moins une tranche temporelle commune choisie et au moyen d'au moins une fréquence porteuse commune choisie.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on synchronise les instants de diffusion des données multimédia identiques, 22 2900007 relatives à une même session multimédia, au sein de chaque station de base (BTSi) concernée par ladite session multimédia, de sorte qu'elles diffusent sensiblement simultanément lesdites données multimédia identiques de ladite session multimédia. s

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on synchronise les instants de diffusion des données multimédia identiques, relatives à une même session multimédia, au sein de chaque station de base (BTSi) concernée par ladite session multimédia, de sorte qu'elles diffusent lesdites données multimédia identiques de ladite session multimédia avec des lo décalages respectifs constants et choisis par rapport à des instants de référence.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits décalages constants sont choisis en fonction des environnements respectifs desdites stations de base (BTSi) et/ou en fonction des types de dispositifs de 15 lutte contre les trajets multiples entre signaux provenant de stations de base voisines que comprennent lesdits terminaux de communication mobile (MS).

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on configure chacune desdites stations de base concernées (BTSi) de sorte qu'elles diffusent pendant chaque durée choisie lesdites données multimédia 20 identiques de ladite session multimédia dans un nombre de tranches temporelles communes, successives et choisies.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit nombre de tranches successives est compris entre deux et cinq.

9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que 25 l'on configure chacune desdites stations de base concernées (BTSi) de sorte qu'elles diffusent pendant chaque durée choisie lesdites données multimédia identiques de ladite session multimédia au moyen d'une seule fréquence porteuse commune à chacune desdites tranches temporelles communes, successives et choisies. 30

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on transmet auxdites stations de base (BTSi) lesdites données multimédia à diffuser après leur avoir adjoint un marqueur temporel représentatif de l'instant de leur diffusion, sur l'interface radio, défini par rapport à ladite 23 2900007 horloge de référence.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on configure chaque élément de réseau placé sur le trajet emprunté par lesdites données multimédia marquées à transmettre de sorte que l'élément de s réseau suivant sur ledit trajet transmette lesdites données multimédia marquées avant ledit instant de diffusion représenté par ledit marqueur temporel, augmenté d'une marge temporelle choisie en fonction de la position dudit élément de réseau considéré sur ledit trajet.

12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'en cas de io segmentation, dans un élément de réseau dudit trajet, des paquets contenant lesdites données multimédia marquées en blocs de données de taille inférieure, adaptés au transport sur l'interface radio, ledit élément de réseau transmet lesdits blocs aux éléments de réseau, situés en aval sur ledit trajet, après leur avoir associé une date limite d'émission devant être respectée. 15

13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on synchronise de façon contrôlée lesdites stations de base (BTSi) en calant leurs horloges internes par rapport à une horloge de référence d'un système de radionavigation par satellites.