WO2003032663A1 - Reseau de radiotelephonie mobile etendu - Google Patents

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WO2003032663A1
WO2003032663A1 PCT/IB2002/003952 IB0203952W WO03032663A1 WO 2003032663 A1 WO2003032663 A1 WO 2003032663A1 IB 0203952 W IB0203952 W IB 0203952W WO 03032663 A1 WO03032663 A1 WO 03032663A1
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WO
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network
xbts
mesh
base station
base stations
Prior art date
Application number
PCT/IB2002/003952
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English (en)
Inventor
Roger Khawand
Original Assignee
Schlumberger Systemes
Schlumberger Malco, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/16—WPBX [Wireless Private Branch Exchange]

Definitions

  • the present invention relates to mobile radiotelephony networks. It also relates to telephone devices made available to the public, also called public telephones, which are in particular connected to the public telephone switching network.
  • the current mobile radiotelephony networks whatever their nature: GSM, CDMA, TDMA, AMPS, D-AMPS or even PCS, were initially designed to ensure telecommunications between users and were therefore more particularly developed to transmit the voice.
  • GSM mobiles do not exceed the speed of 9.6 kbits / second while a connection by the public telephone switching network via a computer and a modem can reach 56.6 kbits / second.
  • the solution currently being studied by mobile radio operators consists in increasing both the density of the network and in particular that of the radio subsystem which provides via relays that are base stations and controllers. , the geographic coverage of a given area, and to modify the technology used to increase performance, particularly in terms of information throughput.
  • the installation for example, of a new base station supposes the purchase or the rental of a suitable site, the actual installation of the base station and its connection to the rest of the network and in particular to its associated controller.
  • GPRS General Packet for Radio Services
  • EGPRS Enhanced General Packet for Radio Services
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • the implementation of these new technologies therefore obliges operators to change the existing networks as a whole, which also represents particularly costly investments.
  • the present invention therefore relates to a mobile radiotelephony network having increased performance in terms of availability and speed of the information transmitted and this, without causing significant additional cost, thanks in particular to the use of the public telephone switching network and in particular to public telephones which are connected to it.
  • the mobile radiotelephony network is characterized in that it comprises:
  • radio subsystem comprising at least a first base station mesh and a second base station mesh as well as the base station controllers; the first mesh base stations communicating directly with their associated base station controllers by specific means; each base station of the second mesh communicating its associated base station controller via the telephone line of a telephone terminal and an existing telecommunications network.
  • each base station of the second mesh is directly established with a telephone terminal with which it is associated.
  • all or part of the base stations of the second mesh are connected to the telephone lines of the telephone terminals with which said base stations are located.
  • part of the base stations of the second mesh is connected to the telephone line of a telephone terminal with which these base stations are not located, the connections are then operating through a local type intermediate network (LAN) and appropriate hubs (HUB).
  • LAN local type intermediate network
  • HUBB appropriate hubs
  • the telephone terminals are public telephones.
  • the base stations of the second mesh communicate with their associated controllers by means of high-speed telephone lines of ADSL type using the TCP / IP protocol.
  • the base stations of the second mesh communicate with their associated controllers via the public telephone switching network or the Numéris network.
  • the base stations of the second mesh communicate with their associated controllers via the Internet network.
  • the controllers associated with the base stations of the second mesh communicate with the management and routing subsystem via an existing telecommunications network such as the public telephone switching network or the Numéris network or even the Internet network.
  • the base stations of the second mesh cooperate with a plurality of communication interfaces allowing different mobile stations to access an existing telecommunications network such as the public network telephone switching network or the Numéris network or even the Internet network.
  • FIG. 1 is an example of architecture of a mobile telephone system known to date
  • FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 showing an example of architecture of a mobile telephone network according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a view similar to Figure 2 showing a second embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a schematic view of an extended base station used by the mobile telephone network according to the present invention.
  • This architecture which is for example that of a GSM network but also that of CDMA, TDMA, AMPS, D-AMPS or even PCS networks, makes it possible to ensure digital communications between mobile telephones and between mobile telephones and sets landlines of the Public Switching Telephone Network (PSTN).
  • PSTN Public Switching Telephone Network
  • This standard PLMN mobile architecture consists of PT (mobile station) radiotelephones, Base Station System (BSS) radio subsystems, and Network and Switching Sub-system (NSS) management and routing subsystems .
  • PT mobile station
  • BSS Base Station System
  • NSS Network and Switching Sub-system
  • a BSS radio subsystem is a piece of equipment which covers a specific geographical area.
  • the BSS radio subsystem provides a control function using BSC (Base Station Controller) controllers and a radio transmission function supported by BTS (Base Transceiver Station) base stations.
  • BSC Base Station Controller
  • BTS Base Transceiver Station
  • Each BTS base station covers a territory called a cell. This manages the connections with PT mobile phones using an interface called radio interface.
  • BTS base stations are connected directly to BSC base station controllers, by wired site or by radio.
  • the communications between a BTS base station and its BSC base station controller are defined by an interface called the Abis interface.
  • Communication between the BSC base station controllers and the NSS management and routing subsystem is also done by wired site or over the air, using an interface called A.
  • the NSS management and routing subsystem is mainly composed of a set of elements hereinafter called MSC, HLR and VLR.
  • the MSC (Mobile Service Switching Center) elements are switching centers for the mobile radio service responsible for routing communications from and to PT mobile phones as well as to the public telephone switching network PSTN.
  • Each MSC element is connected by interfaces A to a set of BSC base station controllers as well as to the other MSC elements of the network.
  • Each MSC element is also connected to HLR and VLR elements.
  • HLR elements are databases where subscriber parameters are saved; they also contain information for each PT telephone to locate it, which is updated permanently.
  • the VLR elements are databases in which the precise locations of PT mobile telephones in the call area are recorded.
  • the structure of the PLMN mobile telephone networks is therefore cellular, its capacity is obtained by meshing the territory using cells each served by a base station.
  • FIG. 2 there is shown an extended mobile telephone network XPLMN (Extended Public Land Network) according to the present invention.
  • This network consists of MS mobile stations (Mobile Station), XBSS extended radio subsystems and ENSS management and routing subsystems.
  • mobile station MS is meant physical equipment which is used by a user who travels through the geographical area covered by the XPLMN network.
  • This mobile station can be a mobile radiotelephone terminal but also: a laptop or an electronic diary communicating by infrared link, a VT (Vending Terminal) ATM accepting payments by radiofrequency calls using Blue Tooth technology, an audio player in format MP3 suitable for downloading music programs via infrared link, etc.
  • the XBSS extended radio subsystem includes two base station meshes: the EBSS mesh and the PBSS mesh.
  • the first mesh referenced EBSS consists of a network of BTS base stations in every respect similar to those used in the BSS radio subsystem illustrated in FIG. 1. These BTS base stations are distributed so as to ensure all or part coverage of the entire geographic territory corresponding to the network.
  • the BTS base stations are conventionally connected to BSC base station controllers by Abis interfaces, BSC base station controllers which are in turn connected to the NSS management and routing subsystem by interfaces A.
  • This first EBSS mesh can therefore perfectly consist of the radio subsystem of an existing radiotelephony network.
  • the second XBSS mesh is made up of XBTS base stations and associated XBSC base station controllers.
  • the XBTS base stations are designed according to a technology similar or not to that of the base stations of the first EBSS mesh.
  • XBTS stations are more particularly adapted to be connected to an existing wired communication network, whether: the public telephone switching network PSTN / PSTN, the Numéris ISDN / ISDN network, the Internet network or even a network local private LAN (Local Area Network), this already existing wired network being able to transmit data between XBTS stations and XBSC associated controllers.
  • an existing wired communication network whether: the public telephone switching network PSTN / PSTN, the Numéris ISDN / ISDN network, the Internet network or even a network local private LAN (Local Area Network), this already existing wired network being able to transmit data between XBTS stations and XBSC associated controllers.
  • these XBTS base stations are located in the immediate vicinity of public telephones PP (Pay Phone). These XBTS stations are then connected to public PP telephones, also called telephone booths. Preferably, these XBTS stations are directly integrated into these public PP telephones.
  • Public telephones are terminals of the public telephone switching network PSTN intended to be momentarily used by a user to communicate with a subscriber of the network; these telephones include in particular appropriate means of collection allowing their users to pay for the calls requested.
  • the physical location of XBTS base stations can be done in various ways. XBTS stations can be directly integrated into the terminals of public telephones, which are then specially designed to allow this integration. XBTS stations can also be located outside PP public telephones.
  • the interface between the XBTS base stations and the XBSC base station controllers can remain of the Abis type, the link being provided via the PSTN network by means of broadband modems, not shown, of the ADSL, HDSL, DSL or well again V90.
  • communications between XBTS and XBSC are done according to the TCP / IP communication protocol in accordance with the technical recommendations of the IETF ("Internet Engineering Task Force").
  • these communications between the XBTS and the XBSC preferably use the Internet network. It should be noted that when using the Internet, it is possible to create via appropriate encryption / decryption means private virtual networks (VPN or Virtual Private Network) not accessible to third parties.
  • XBSC base station controllers can be located in a completely different region or even in another country!
  • the connection of the XBTS base station to the line of the public telephone PP with which it is associated can be carried out as follows.
  • the public telephone PP is connected to a physical line of ADSL type.
  • the PP public telephone has its own electronic card integrating the functionalities necessary for the operation of a public telephone and in particular the Modem function.
  • the PP telephone is then connected to the line via a filter or splitter capable of separating voice and data.
  • the XBTS station which integrates coding in packet mode according to the TCP / IP protocol, is connected to an ADSL Modem / Router which is also connected to the aforementioned filter.
  • a frequency band for example 0 - 4 kHz, will then remain allocated to the transmission of the voice transmitted / received by the public telephone PP, while the rest of the frequencies is allocated to the transmission of the data transmitted / received by the station.
  • XBTS It should be noted that if the public telephone transmits not voice but data, using for example the TCP / IP protocol, then the public telephone and the base station uses the same ADSL Modem / Router. Obviously, the Modem and Router functions can be performed by the same device or by two separate devices.
  • a modem and an ADSL broadband router makes it possible on the same copper line to simultaneously transmit several communications and in particular: the voice of a user using the PP public telephone, several voices 'users (up to seven or more) from MS mobile phones and from XBTS, as well as data downloaded from the Internet to a user's MS mobile phone and also from XBTS.
  • XBTS type base station
  • a public telephone makes it possible to share certain resources and in particular the electrical supply of the two devices.
  • the rest of the radiotelephone network remains unchanged.
  • the ENSS management and routing subsystem is composed in a similar way to the NSS subsystem described with reference to Figure 1.
  • the XBSC controllers are connected to the MSC switching centers for the mobile radio service of the management subsystem and NSS routing either directly by conventional interfaces A or also by the public telephone switching network PSTN by means of broadband modems not shown of the ADSL, HDSL, DSL type, etc.
  • PSTN public telephone switching network
  • ISDN Numéris network
  • these communications can use the TCP / IP protocol.
  • the mobile station user is able to benefit from a wide choice of service. Indeed, it benefits in particular when it is a mobile radiotelephone from the functionalities of a conventional mobile telephone network PLMN but also it can by approaching a XBTS base station benefit from additional services, namely better network accessibility due to the significant transmission capacity allowed by the use of the PSTN network.
  • the use of public telephones to receive XBTS stations has many advantages and in particular to make the location of XBTS stations easily identifiable for users, and to allow installation and connection to the PSTN network particularly easy.
  • the density of public telephones coinciding particularly well with the density of the population and its movements or centers of interest this results in a design particularly suited to the needs of users and therefore a low risk of seeing the network saturated.
  • by integrating XBTS stations with public telephones it is possible to ensure deployment of the XBSS subsystem at a relatively low cost since the infrastructures relating to public telephones already exist.
  • the PSTN network offers low service costs, it is possible to reduce the operator costs of the XPLMN extended mobile radio network.
  • these XBTS base stations can be located in places other than public telephones, the only constraint being the need to connect the XBTS stations to an existing wired network such as the PSTN network.
  • FIG. 3 An alternative embodiment of the invention has been shown in FIG. 3. This embodiment is in all respects similar to that described with reference to FIG. 2, with the exception of the fact that all public telephones equipped with a radio station XBTS base of the second XBSS mesh are not connected to ADSL broadband lines. Only some PPhd public telephones are connected to such lines. The other PPld telephones are connected to conventional telephone lines. In this case, the XBTSld stations associated with the PPld telephones are not connected to the PSTN network via the lines of these telephones but to a LAN network such as a local wireless network of the Cordless type in order to be connected to a HUB hub which is itself connected to the ADSL line of a PPhd public telephone.
  • a LAN network such as a local wireless network of the Cordless type
  • FIG. 4 there is shown schematically the new features offered to the user by the use of XBTS base stations connected to an existing wired network such as the PSTN network.
  • the base station XBTS is integrated into a public telephone PP.
  • the base station is connected to the PSTN network via a high-speed modem, for example using ADSL (Asymmetrical Digital Suscriber Line) technology which distributes frequencies between the Internet and the telephone.
  • ADSL Asymmetrical Digital Suscriber Line
  • other high speed modem technologies can be used such as ISDN, DSL etc ... so as to increase bandwidth and speed.
  • the XBTS base station is configured, in particular by means of a battery of interfaces, to operate with a wide range of radiotelephone communication protocols such as GSM, CDMA, TDMA, AMPS, etc. so that it can be used by different mobile radio networks.
  • the XBTS base station could only be configured to operate according to a communication protocol, that used by the network, for example GSM.
  • the XBTS base station is configured to accept communications of smaller amplitudes such as those using the DECT, BlueTooth or infrared protocols. Obviously again this arrangement is not limiting of the present invention.
  • the PP public telephone is able to offer a whole range of services.
  • the first service provided is the classic public telephone service, which remains unchanged. Then, there is the base station service for mobile phones in the XPLMN network, this service strengthens the mesh of the network cells and therefore offers better capacity for processing incoming and outgoing calls, even if the number of users is large. and this, thanks to a considerably reduced size of the cells of the network.
  • Another possible service consists, by means of an MP3 audio player device, of downloading an infrared recording in MP3 format from the Internet via the public telephone.
  • VT vending Machine
  • the VT machine then communicates the amount to be debited to its server via the public telephone using a Blue Tooth link.
  • This machine VT therefore not requiring a fixed link with the PSTN network can thus be easily installed and moved in the environment of the public telephone PP.
  • WLLPP Wireless Local Loop Public
  • Phone can also be deployed in the vicinity of the public telephone by being connected to the PSTN network, not by costly wired lines to set up, but by a CDMA or other link, via the PP public telephone.
  • This PP public telephone can also be used to communicate between a FLTS (Fixed line Telephone Service) building equipped with a local radiotelephony installation and the PSTN public switching network.
  • the connection between this radiotelephony installation and the PSTN network is then ensured by the public telephone PP and this, thanks to a WAN (Wide Area Network) using a PCS link.
  • FLTS Fixed line Telephone Service
  • WAN Wide Area Network
  • the density and therefore the quality of this mobile radio network are greatly increased, with an additional cost in terms of infrastructure. relatively weak since existing sites are used and the links between these base stations and the rest of the network elements are made through an existing wired network such as the PSTN network.
  • the density of the network is increased where the XPLMN network is heavily used, that is to say in the highly urbanized or very frequented zones like the stations since these zones have a high rate of equipment. on public telephones.
  • the use of the PSTN network to link the XBTS base stations to the XBSC controllers allows better management of the latter and easier installation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Réseau de radiotéléphonie mobile (XPLMN) caractérisé en ce qu'il comporte :- un sous-système radio (XBSS) et un sous-système de gestion et d'acheminement (ENSS) ;- ledit sous-système radio comportant au moins un premier maillage (EBSS) de station de base (BTS) et un second maillage (PBSS) de stations de base (XBTS) ainsi que les contrôleurs de stations de base (BSC, XBSC) ;- les stations de base (BTS) dudit premier maillage (EBSS) communiquant directement avec leurs contrôleurs de station de base associés (BSC) par des moyens spécifiques ;- chaque station de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) communiquant son contrôleur de station de base associé (XBSC) par l'intermédiaire de la ligne téléphonique d'un terminal téléphonique (PP) et d'un réseau de télécommunication existant (PSTN, IDSN, Internet, LAN).

Description

RESEAU DE RADIOTELEPHONIE MOBILE ETENDU
La présente invention concerne les réseaux de radiotéléphonie mobile. Elle concerne également les appareils de téléphone mis à la disposition du public, encore appelés téléphones publics, qui sont notamment connectés au réseau public de commutation téléphonique.
. Les réseaux de radiotéléphonie mobile actuels et ce, quelle que soit leur nature : GSM, CDMA, TDMA, AMPS, D-AMPS ou encore PCS, ont été initialement conçus pour assurer des télécommunications entre usagers et ont donc été plus particulièrement développés pour transmettre la voix.
Aujourd'hui, ces réseaux sont soumis à la double contrainte de devoir satisfaire un nombre toujours plus important d'usagers et de transmettre de plus en plus d'informations à haut débit, en particulier pour accéder au réseau mondial que constitue Internet. Ainsi, les mobiles GSM ne dépassent pas le débit de 9,6 kbits/ seconde alors qu'une connexion par le réseau public de commutation téléphonique via un ordinateur et un modem peut atteindre les 56,6 kbits/ seconde.
Pour satisfaire à ces exigences, la solution actuellement étudiée par les opérateurs de radio téléphonie mobile consiste à augmenter à la fois la densité du réseau et en particulier celle du sous-système radio qui assure via les relais que sont les stations de base et les contrôleurs, la couverture géographique d'une zone déterminée, et de modifier la technologie utilisée pour accroître les performances notamment en terme de débit d'informations.
Cette augmentation de la densité et des performances des réseaux de radiotéléphonie oblige toutefois à de lourds investissements financiers tant en terme technologique que d'infrastructure.
L'implantation, par exemple, d'une nouvelle station de base suppose l'achat ou la location d'un emplacement approprié, l'installation proprement dite de la station de base et son raccordement au reste du réseau et notamment à son contrôleur associé.
Pour ce qui est des nouvelles technologies actuellement étudiées pour augmenter les performances des réseaux de radiotéléphonie mobile, on peut citer le GPRS (acronyme anglo-saxon pour General Packet for Radio Services) qui permet d'atteindre des débits théoriques de 144 kbits/ seconde en regroupant les données par paquets au lieu d'être découpées et envoyées par tranches de quelques bits, l'EGPRS (Enhanced General Packet for Radio Services) pouvant atteindre les 384 kbits/ seconde en changeant la modulation des ondes radio, et surtout l'UMTS (Universal Mobile Télécommunication System) qui permet jusqu'à 2 Mégabits/ seconde. Ces nouvelles technologies et en particulière la dernière à savoir l'UMTS nécessitent une évolution des fréquences (2 GHz au lieu des 900 ou 1800 d'aujourd'hui) mais aussi des algorithmes de codage, des téléphones, des antennes et des différents relais. La mise en oeuvre de ces nouvelles technologies obligent donc les opérateurs à changer les réseaux actuels dans leur ensemble, ce qui représente également des investissements particulièrement coûteux. La présente invention vise donc un réseau de radiotéléphonie mobile ayant des performances accrues en terme de disponibilité et de débit des informations transmises et ce, sans entraîner de surcoût important, grâce notamment au recours au réseau public de commutation téléphonique et en particulier aux téléphones publics qui lui sont connectés.
Selon l'invention, le réseau de radiotéléphonie mobile est caractérisé en ce qu'il comporte :
- un sous-système radio et un sous-système de gestion et d'acheminement ; - le sous-système radio comportant au moins un premier maillage de station de base et un second maillage de stations de base ainsi que les contrôleurs de stations de base ; les stations de base du premier maillage communiquant directement avec leurs contrôleurs de station de base associés par des moyens spécifiques ; chaque station de base du second maillage communiquant son contrôleur de station de base associé par l'intermédiaire de la ligne téléphonique d'un terminal téléphonique et d'un réseau de télécommunication existant.
Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, chaque station de base du second maillage est directement implantée auprès d'un terminal téléphonique auquel elle est associée. Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, tout ou partie des stations de base du second maillage sont connectées aux lignes téléphoniques des terminaux téléphoniques auprès desquels lesdites stations de base sont implantées. Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, une partie des stations de base du second maillage est connectée à la ligne téléphonique d'un terminal téléphonique auprès desquels ces stations de base ne sont pas implantées, les connexions s'opêrant alors à travers un réseau intermédiaire de type local (LAN) et des concentrateurs (HUB) appropriés.
Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, les terminaux téléphoniques sont des téléphones publics. Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, les stations de base du second maillage communiquent avec leurs contrôleurs associés par l'intermédiaire de lignes téléphonique à haut débit de type ADSL en utilisant le protocole TCP/IP.
Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, les stations de base du second maillage communiquent avec leurs contrôleurs associés par l'intermédiaire du réseau public de commutation téléphonique ou du réseau Numéris.
Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, les stations de base du second maillage communiquent avec leurs contrôleurs associés par l'intermédiaire du réseau Internet. Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, les contrôleurs associés aux stations de base du second maillage communiquent avec le sous- système de gestion et d'acheminement par l'intermédiaire d'un réseau de télécommunication existant tel que le réseau public de commutation téléphonique ou le réseau Numéris ou bien encore le réseau Internet.
Selon une autre caractéristique du réseau de radiotéléphonie mobile objet de la présente invention, les stations de base du second maillage coopèrent avec une pluralité d'interfaces de communication permettant à différentes stations mobiles d'accéder à un réseau de télécommunication existant tel que le réseau public de commutation téléphonique ou le réseau Numéris ou bien encore le réseau Internet.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de différents modes de réalisation de l'invention, présentés à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est un exemple d'architecture d'un système de téléphonie mobile connue à ce jour ; la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 montrant un exemple d'architecture d'un réseau de téléphonie mobile selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 montrant un second mode de réalisation de la présente invention ; la figure 4 est une vue schématique d'une station de base étendue utilisée par le réseau de téléphonie mobile selon la présente invention. L'architecture de principe d'un réseau de téléphonie mobile PLMN
(acronyme anglo-saxon pour Public Land Mobile Network) connue aujourd'hui est représenté sur le schéma synoptique de la figure 1.
Cette architecture, qui est par exemple celle d'un réseau GSM mais aussi celle des réseaux CDMA, TDMA, AMPS, D-AMPS ou encore PCS, permet d'assurer des communications numériques entre des téléphones mobiles et entre des téléphones mobiles et des postes fixes du réseau public de commutation téléphonique PSTN (Public Switching Téléphone Network) .
Cette architecture standard de téléphonie mobile PLMN se compose de radiotéléphones mobiles PT (mobile station), de sous-systèmes radio BSS (Base Station System), et de sous-systèmes de gestion et d'acheminement NSS (Network and Switching Sub-system).
Un sous-système de radio BSS est un équipement qui assure la couverture d'une zone géographique déterminée. Le sous-système radio BSS assure une fonction de contrôle à l'aide de contrôleurs de stations de base BSC (Base Station Controller) et une fonction de transmission radio supportée par des stations de base BTS (Base Transceiver Station). Chaque station de base BTS couvre un territoire appelé cellule. Celle-ci gère les liaisons avec les téléphones mobiles PT à l'aide d'une interface appelée radio interface. Les stations de base BTS sont connectées directement à des contrôleurs de stations de base BSC, par voie filaire en site propre ou par voie hertzienne. Les communications entre une station de base BTS et son contrôleur de station de base BSC sont définies par une interface appelée interface Abis. Les communications entre les contrôleurs de station de base BSC et le sous-système de gestion et d'acheminement NSS se fait également par voie filaire en site propre ou par voie hertzienne, à l'aide d'une interface appelée A.
Le sous-système de gestion et d'acheminement NSS est composé principalement d'un ensemble d'éléments dénommés ci-après MSC, HLR et VLR. Les éléments MSC (Mobile Service Switching Center) sont des centres de commutation pour le service radio mobile chargé de l'acheminement des communications à partir et vers les téléphones mobiles PT ainsi que vers le réseau public de commutation téléphonique PSTN. Chaque élément MSC est relié par des interfaces A à un ensemble de contrôleurs de stations de base BSC ainsi qu'aux autres éléments MSC du réseau. Chaque élément MSC est également relié à des éléments HLR et VLR. Les éléments HLR sont des bases de données où sont enregistrés les paramètres des abonnés ; ils contiennent par ailleurs pour chaque téléphone PT une information permettant de le localiser qui est mise à jour de façon permanente. Enfin, les éléments VLR sont des bases de données où sont enregistrées les localisations précises des téléphones mobiles PT en zone d'appel.
La structure des réseaux de téléphonie mobile PLMN est donc cellulaire, sa capacité est obtenue en maillant le territoire à l'aide de cellules desservies chacune par une station de base.
En se reportant à la figure 2, on a présenté un réseau de téléphonie mobile étendu XPLMN (Extended Public Land Network) selon la présente invention. Ce réseau se compose de stations mobiles MS (Mobile Station), de sous-systèmes de radio étendu XBSS et de sous- systèmes de gestion et d'acheminement ENSS.
Par station mobile MS, il faut entendre un équipement physique qui est utilisé par un usager qui se déplace à travers la zone géographique couverte par le réseau XPLMN. Cette station mobile peut- être un terminal radiotéléphonique mobile mais aussi : un ordinateur portable ou un agenda électronique communiquant par liaison infrarouge, un distributeur automatique VT (Vending Terminal) acceptant les paiements par appels radiofréquences utilisant la technologie Blue Tooth, un lecteur audiophonique au format MP3 apte à télécharger des programmes musicaux par liaison infrarouge, etc.
Le sous-système radio étendu XBSS comprend deux maillages de stations de base : le maillage EBSS et le maillage PBSS.
Le premier maillage référencé EBSS est constitué d'un réseau de stations de base BTS en tout point similaires à celles utilisées dans le sous-système radio BSS illustré à la figure 1. Ces stations de bases BTS sont réparties de façon à assurer tout ou partie de la couverture de l'ensemble du territoire géographique correspondant au réseau. Pour ce premier maillage, les stations de base BTS sont classiquement connectées à des contrôleurs de stations de base BSC par des interfaces Abis, contrôleurs de station de base BSC qui sont à leur tour connectés au sous-système de gestion et d'acheminement NSS par des interfaces A.
Ce premier maillage EBSS peut donc parfaitement être constitué par le sous-système radio d'un réseau de radiotéléphonie existant.
Le second maillage XBSS est lui constitué de stations de base XBTS et de contrôleurs de station de base XBSC associés. Les stations de base XBTS sont conçues selon une technologie similaire ou non à celle des stations de base du premier maillage EBSS. Les stations XBTS sont plus particulièrement adaptées pour être raccordées à un réseau de communication filaire déjà existant et ce, que ce soit : le réseau public de commutation téléphonique PSTN/ RTC, le réseau Numéris ISDN/ RNIS, le réseau Internet ou bien encore un réseau privatif local LAN (Local Area Network), ce réseau filaire déjà existant étant apte à transmettre les données entre les stations XBTS et des contrôleurs associés XBSC.
Selon le mode de réalisation particulier de l'invention qui a été représenté à la figure 2, ces stations de bases XBTS sont localisées au voisinage immédiat de téléphones publics PP (Pay Phone). Ces stations XBTS sont alors connectées aux téléphones publics PP, encore appelés cabines téléphoniques. De préférence, ces stations XBTS sont directement intégrées à ces téléphones publics PP.
Les téléphones publics sont des terminaux du réseau public de commutation téléphonique PSTN destinés à être momentanément utilisés par un usager pour communiquer avec un abonné du réseau ; ces téléphones comportent notamment des moyens d'encaissement appropriés permettant à leurs usagers de payer les communications demandées. L'implantation physique des stations de base XBTS peut se faire de diverses manières. Les stations XBTS peuvent être directement intégrées aux terminaux des téléphones publics qui sont alors spécialement conçus pour permettre cette intégration. Les stations XBTS peuvent également être disposées à l'extérieur des téléphones publics PP.
L'interface entre les stations de base XBTS et les contrôleurs de stations de base XBSC peut demeurer de type Abis, la liaison étant assurée via le réseau PSTN par l'intermédiaire de modems à haut débit non figurés du type ADSL, HDSL, DSL ou bien encore V90. De préférence toutefois, les communications entre les XBTS et les XBSC se font selon le protocole de communication TCP/IP conforme aux recommandations techniques de l'IETF (« Internet Engineering Task Force »). De même selon le mode de réalisation représenté à la figure 2, ces communications entre les XBTS et les XBSC utilisent de préférence le réseau Internet. Il est a noter que dans le cas de l'utilisation du réseau Internet, il est possible de créer via des moyens de chiffrement/ déchiffrement appropriés des réseaux virtuels privés (VPN ou Virtual Private Network) non accessibles aux tiers. II est à noter que l'utilisation d'Internet permet d'utiliser des contrôleurs de stations de bases XBSC qui ne sont plus nécessairement à proximité géographique des stations de bases XBTS contrôlées. Ainsi, les contrôleurs de stations de bases XBSC peuvent être implantés dans une toute autre région ou même dans un autre pays ! La connexion de la station de base XBTS à la ligne du téléphone public PP auquel elle est associée peut s'opérer de la façon suivante. Considérons que le téléphone public PP soit raccordé à une ligne physique de type ADSL. Le téléphone public PP dispose de sa propre carte électronique intégrant les fonctionnalités nécessaires au fonctionnement d'un téléphone public et notamment la fonction Modem. Le téléphone PP est alors raccordé à la ligne via un filtre ou splitter apte à séparer la voix et les données. De son côté, la station XBTS, qui intègre le codage en mode paquets selon le protocole TCP/IP, est raccordée à un Modem/ Routeur ADSL lequel est également raccordé au filtre précité. Une bande de fréquences, par exemple 0 - 4 kHz, va alors demeurer attribuée à la transmission de la voix émise /reçue par le téléphone public PP, tandis que le reste des fréquences est alloué à la transmission des données émises/ reçues par la station XBTS. Il est à noter que si le téléphone public transmet non pas de la voix mais des données, en utilisant par exemple le protocole TCP/IP, alors le téléphone public et la station de base utilise le même Modem/ Routeur ADSL. Bien évidemment, les fonctions Modem et Routeur peuvent être réalisées par un même équipement ou par deux équipements distincts. Il est à noter que l'utilisation d'un Modem et d'un Routeur haut débit ADSL permet sur une même ligne de cuivre de transmettre simultanément plusieurs communications et notamment : la voix d'un usager utilisant le téléphone public PP, plusieurs voix d'usagers (jusqu'à sept, voire plus) issus de téléphones portables MS et provenant de la XBTS, ainsi que des données téléchargées à partir d'Internet sur un téléphone portable MS d'un usager et provenant également de la XBTS. Il est également à noter que l'association entre une station de base de type XBTS et d'un téléphone public permet de partager certaines ressources et notamment l'alimentation électrique des deux appareillages. Le reste du réseau de radiotéléphonie demeure inchangé. Le sous- système de gestion et d'acheminement ENSS est composé de façon similaire au sous-système NSS décrit en regard à la figure 1. Les contrôleurs XBSC sont raccordés aux centres MSC de commutation pour le service radio mobile du sous-système de gestion et d'acheminement NSS soit directement par des interfaces classiques A soit encore par le réseau public de commutation téléphonique PSTN par l'intermédiaire de modems à haut débit non figurés du type ADSL, HDSL, DSL, etc. Bien évidemment il également possible d'utiliser le réseau Numéris (ISDN) ou bien encore le réseau Internet. De même, ces communications peuvent utiliser le protocole TCP/IP.
Grâce à ce double maillage de stations de base BTS et XBTS, l'usager de la station mobile est à même de bénéficier d'un choix étendu de service. En effet, il bénéficie notamment lorsqu'il s'agit d'un radiotéléphone mobile des fonctionnalités d'un réseau de téléphonie mobile classique PLMN mais également il peut en se rapprochant d'une station de base XBTS bénéficier de services supplémentaires, à savoir une meilleure accessibilité au réseau du fait de la capacité importante de transmission permise par l'utilisation du réseau PSTN.
L'utilisation des téléphones publics pour accueillir les stations XBTS présente de nombreux avantages et en particulier de rendre la localisation des stations XBTS facilement identifiable pour les usagers, et de permettre une installation et un raccordement au réseau PSTN particulièrement facile. Par ailleurs, la densité des téléphones publics coïncidant particulièrement bien avec la densité de la population et à ses déplacements ou centres d'intérêts, il en résulte un dimensionnement particulièrement adapté aux besoins des usagers et donc un risque peu élevé de voir le réseau saturé. D'autre part, en intégrant les stations XBTS aux téléphones publics, il est possible d'assurer un déploiement du sous-système XBSS pour un coût relativement faible puisque les infrastructures relatives aux téléphones publics existent déjà. Enfin, le recours au réseau PSTN offrant des coûts de service peu élevés, il est possible de réduire les coûts de l'opérateur du réseau de radiotéléphonie mobile étendu XPLMN.
Bien évidemment, ces stations de base XBTS peuvent être localisées dans d'autres lieux que les téléphones publics, la seule contrainte étant la nécessité de raccorder les stations XBTS à un réseau filaire existant tel que le réseau PSTN. On pourrait par exemple prévoir l'implantation des stations XBTS avec les distributeurs automatiques de billets de banque qui sont également connectés au réseau PSTN et facilement repérables par l'usager.
Une variante de réalisation de l'invention a été représentée à la figure 3. Ce mode de réalisation est en tout point similaire à celui décrit en regard de la figure 2, à l'exception du fait que tous les téléphones publics équipés de station de base XBTS du second maillage XBSS ne sont pas connectés à des lignes à haut débit ADSL. Seuls certains téléphones publics PPhd sont raccordés à de telles lignes. Les autres téléphones PPld sont raccordés à des lignes téléphoniques classiques. Dans ce, cas les stations XBTSld associées aux téléphones PPld ne sont pas raccordées au réseau PSTN via les lignes de ces téléphones mais à un réseau LAN tel qu'un réseau sans fil local de type Cordless pour être connecté à un concentrateur HUB lequel est lui raccordé à la ligne ADSL d'un téléphone public PPhd.
Ainsi dans un centre commercial, une gare, un aéroport, etc. où de nombreux téléphones publics peuvent coexister, il n'est pas nécessaire d'équiper chacun de ces téléphones d'une ligne ADSL. Seuls une partie des téléphones sont équipés d'une ligne ADSL, l'ensemble des stations de base XBTS étant alors dirigé vers les lignes ADSL par l'intermédiaire d'un réseau intermédiaire et de concentrateurs appropriés.
En se reportant à la figure 4, on a représenté de façon schématique les nouvelles fonctionnalités offertes à l'usager par l'utilisation de stations de base XBTS connectées à un réseau filaire existant tel que le réseau PSTN.
Dans l'exemple illustré à la figure 4, la station de base XBTS est intégrée à un téléphone public PP. La station de base est connectée au réseau PSTN par l'intermédiaire d'un modem haute vitesse par exemple utilisant la technologie ADSL (Asymmetrical Digital Suscriber Line) qui distribue les fréquences entre Internet et le téléphone. Bien évidemment d'autres technologies de modem haute vitesse peuvent être utilisées comme ISDN, DSL etc.... de façon à augmenter la bande passante et le débit.
Selon cet exemple de réalisation, la station de base XBTS est conformée, notamment au moyen d'une batterie d'interfaces, pour fonctionner avec une gamme étendue de protocoles de communication radiotéléphonique tels que GSM, CDMA, TDMA, AMPS..., de façon à pouvoir être utilisé par différents réseaux de radiotéléphonie mobile. Bien évidemment, la station de base XBTS pourrait n'être configurée que pour fonctionner selon un protocole de communication, celui utilisé par le réseau par exemple le GSM.
Toujours selon le mode de réalisation figuré, la station de base XBTS est conformée pour accepter des communications de moindres amplitudes telles que celles utilisant les protocoles DECT, BlueTooth ou encore infrarouge. Bien évidemment là encore cette disposition n'est pas limitative de la présente invention.
Ainsi équipé, le téléphone public PP est à même d'offrir toute une palette de prestations.
Bien évidemment la première prestation assurée est celle classique de téléphone public qui demeure inchangée. Ensuite, figure la prestation de station de base pour les téléphones mobiles du réseau XPLMN, cette prestation renforce le maillage des cellules du réseau et offre donc une meilleure capacité de traitement des appels entrants et sortants et ce même si le nombre d'usagers est important et ce, grâce à une taille considérablement réduite des cellules du réseau.
Une autre prestation possible consiste, au moyen d'un appareil lecteur audiophonique MP3, de télédécharger par une liaison infrarouge un enregistrement au format MP3 à partir d nternet via le téléphone public.
Egalement, il est possible d'utiliser facilement une machine distributrice automatique VT (Vending Machine) qui permet à des possesseurs de radiotéléphones portables d'acheter les produits contenus dans la machine par simple appel. La machine VT communique alors la somme à débiter à son serveur par l'intermédiaire du téléphone public en utilisant une liaison Blue Tooth. Cette machine VT ne nécessitant donc pas de liaison fixe avec le réseau PSTN peut ainsi être facilement installée et déplacée dans l'environnement du téléphone public PP. Des radiotéléphones publics WLLPP (Wireless Local Loop Public
Phone) peuvent également être déployés dans le voisinage du téléphone public en étant reliés au réseau PSTN, non pas par des lignes filaires coûteuses à mettre en place, mais par une liaison CDMA ou autre, en transitant par le téléphone public PP.
On peut également utiliser ce téléphone public PP pour assurer la communication entre un immeuble FLTS (Fixed line Téléphone Service) équipé d'une installation locale de radiotéléphonie et le réseau public de commutation PSTN. La connexion entre cette installation de radiotéléphonie et le réseau PSTN est alors assurée par le téléphone public PP et ce, grâce à un WAN (Wide Area Network) utilisant une liaison PCS.
On voit ainsi, qu'en associant des stations de base du réseau de radiotéléphonie mobile aux téléphones publics du réseau PSTN, on augmente fortement la densité et donc la qualité de ce réseau de radiotéléphonie mobile et ce, avec un surcoût en terme d'infrastructures relativement faible puisqu'on utilise des sites existants et que les liaisons entre ces stations de base et le reste des éléments du réseau s'effectue au travers un réseau filaire existant tel que le réseau PSTN. De façon particulièrement remarquable, la densité du réseau se trouve augmentée là où le réseau XPLMN se trouve fortement sollicité, c'est à dire dans les zones fortement urbanisées ou très fréquentées comme les gares puisque ces zones disposent d'un fort taux d'équipement en téléphones publics. De plus, l'utilisation du réseau PSTN pour relier les stations de base XBTS aux contrôleurs XBSC permet une meilleure gestion de ces derniers et une meilleure facilité d'implantation.
De plus, la possibilité offerte de communiquer selon de multiples protocoles de communication et d'accéder directement au réseau PSTN permet de nombreuses de développer de nombreuses fonctionnalités comme cela a été montré en référence à la figure 4. Bien évidemment, les fonctionnalités illustrées ne sont décrites qu'à titre d'exemples et sont absolument pas limitatives de l'ensemble des possibilités pouvant être mises en oeuvre grâce à la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Réseau de radiotéléphonie mobile (XPLMN) caractérisé en ce qu'il comporte :
- un sous-système radio (XBSS) et un sous-système de gestion et d'acheminement (ENSS) ;
- ledit sous-système radio comportant au moins un premier maillage (EBSS) de station de base (BTS) et un second maillage (PBSS) de stations de base (XBTS) ainsi que les contrôleurs de stations de base (BSC, XBSC) ; - les stations de base (BTS) dudit premier maillage (EBSS) communiquant directement avec leurs contrôleurs de station de base associés (BSC) par des moyens spécifiques ;
- chaque station de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) communiquant avec son contrôleur de station de base associé (XBSC) par l'intermédiaire de la ligne téléphonique d'un terminal téléphonique (PP) et d'un réseau de télécommunication existant (PSTN, IDSN, Internet, LAN).
2 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque station de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) est directement implantée auprès d'un terminal téléphonique (PP) auquel elle est associée.
3 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que tout ou partie des stations de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) sont connectées aux lignes téléphoniques des terminaux téléphoniques auprès desquels lesdites stations de base (XBTS) sont implantées. 4 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon l'une quelconques des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que une partie des stations de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) sont connectées à la ligne téléphonique d'un terminal téléphonique auprès desquels lesdites station de base (XBTS) ne sont pas implantées, lesdites connexions s'opérant à travers un réseau intermédiaire de type local (LAN) et des concentrateurs (HUB).
5 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits terminaux téléphoniques sont des téléphones publics (PP).
6 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites stations de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) communiquent avec leurs contrôleurs associés (XBSC) par l'intermédiaire de lignes téléphonique à haut débit de type ADSL en utilisant le protocole TCP/IP.
7 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites stations de base
(XBTS) dudit second maillage (PBSS) communiquent avec leurs contrôleurs associés (XBSC) par l'intermédiaire du réseau public de commutation téléphonique (PSTN) ou du réseau Numéris (ISDN).
8 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites stations de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) communiquent avec leurs contrôleurs associés (XBSC) par l'intermédiaire du réseau Internet. 9 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits contrôleurs (XBSC) associés auxdites stations de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) communiquent avec ledit sous-système de gestion et d'acheminement (ENSS) par l'intermédiaire d'un réseau de télécommunication existant (PSTN, IDSN, Internet, LAN) tel que le réseau public de commutation téléphonique (PSTN) ou le réseau Numéris (ISDN) ou bien encore le réseau Internet.
10 - Réseau de radiotéléphonie mobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdites stations de base (XBTS) dudit second maillage (PBSS) coopèrent avec une pluralité d'interfaces de communication (MS) permettant à différentes stations mobiles (MS) d'accéder à un réseau de télécommunication existant (PSTN, IDSN, Internet, LAN) tel que le réseau public de commutation téléphonique (PSTN) ou le réseau Numéris (ISDN) ou bien encore le réseau Internet.
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