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WO 98/51020 PCT/FR98/00925
PROCEDE D'ACHEMINEMENT DE COMMUNICATION DANS UN RESEAU PAR SATEllITE
5 La présenle invention cGncer"e de mani~re générale un réseau de
télécommunicdtiGI-s avec les ~obil~s par satellite. Plus particuliorel"e,lt,
I'invention a trait à un tel réseau dans lequel une commu- Ii~lion établie entreun terminal mobile et un autre terminal, qu'il soit mobile ou fixe, est véhicul~e
en partie à travers le ou les réseau(x) te~ (s), tels que PSTN ou ISDN.
10 Ainsi, selon des techniques connues, une commu~icdliGI, établie entre deux
terrninaux, respectivement mobile et fixe, est véhiculée (1) - à travers une
liaison par satellite, ou radio, entre le terminal mobile et une station de baseter,~:slle (ou Gateway), et (2) - à travers une liaison ter,t:sll~ entre ladite
station de base et le terminal fixe. De même, une commu"ic~io., établie
15 entre deux terminaux mobiles est véhiculée (1) - à travers une liaison par
satellite, ou radio, entre l'un des tel-"i,laux mobiles et une station de base
terrestre (ou Gateway), (2) - à travers une liaison te"esl~e (PSTN) entre
ladite station de base et une autre station de base telle~ , et enfin (3) - à
travers une liaison par s~tell te ou radio entre l'autre station de base terrestre
20 et l'autre ter",i"al mobile.
Le type de réseau concerné par l'invention est un réseau à mobilité des
terrninaux. Dans un tel réseau, d'une part chaque terrninal mobile a la
capacit~ d'~ccéder au réseau à partir de d~ nts endroits tandis qu'il se
~éphce et, d'autre part le réseau a la C~ ri~e d'identifer, localiser et joindre25 ce terminal. Pour cela, le réseau ,nel"G,ise des inf(,",~dtions de loc~ sa1ion
du terminal, ces i"ror",dlio"s étant mises à jour par une procédure
d'illsoli~Jtion, dite de mise à jour de localisation
Selon la tec~"~ ue anl~rieure, chaque terminal mobile ~cc~e au réseau
ter,esL~ à travers, d'une part, un s~tellite et, d'autre part, la station de base
30 qui est la plus proche de lui. Dans la suite de la desc,i~ liun, le terme
"Gateway" sera utilisé pour désigner un ensel,lble constitué d'une station de
base et d'un Commutateur du Service Mobile, ou MSC en litterature anglo-
saxonne pour Mobile Switching Center Le choix de la station de base la plus
proche du ler",i.)al pour ~ccèder au réseau tell~sll~: a pour objectif de
35 minimiser les pertes de puissance dans la liaison entre le terminal et la
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station de base terrestre via le satellite.
- Les services offerts par les réseal~( par s~lellite se supe"uosent aux services
déjà existants délivrés par les rése~ ter,eslr~:s. Il résulte de cela une
charge de trafic plus importante, qui peut être critique, dans les rése~uY
5 telle~.lles. En outre, I'accès par chaque terminal au réseau terrestre à travers
la station de base la plus proche du terminal peut induire un coût élevé de
communication.
La demande de brevet GB-A-2281014 décrit un système de
télécommunicali~ns par satellite dans lequel la communication entre un
10 terminal mobile et un terminal fixe est acheminée à travers la station de base,
ou Gateway, qui offre le plus court chemin d'acheminement à travers le
réseau terrestre PSTN. La solution proposé dans cette demande réduit ainsi
la charge de traffic dans le réseau ten~sl~e PSTN. Elle ne résout
néanmmoins pas le problème du coût élvée de la communication qui sera
15 facturée à l'usager.
L'invention vise à remédier à cet inconvénient en fournissant un procédé
d'acheminement de communication ainsi que des terminal et station de base
pour la mise en oeuvre de ce procédé particulièrement avantageux.
A cette fin, un procédé d'acheminement d'une communication entre un
20 premier terminal qui est mobile et un second terminal dans un réseau global
de télécommunicati~l)s, ladite communication pouvant être acheminee dans
le réseau global (a) - au moins en partie à travers un réseau de
télécommunicdliG,ls par satellite en utilisant des stations de base, et (b) - aumoins en partie à travers un réseau de télécommunications terrestre
25 connecté aux stations de base, ladite communication étant acheminée à
travers une station de base Ir,ir,i",isant la distance d'acheminement de ladite
communication à travers ledit réseau de télécommunications terrestre,
est cardcterisé selon l'invention en ce qu'il comprend, avant un
établissement de ladite communication, une étape de mise à jour de
30 localisation du premier terminal dans la couverture associée à la station de
base minimisant la distance d'acheminement de la communication à travers
le reseau de télécommunications terrestre, ladite localisation mise à jour
étant différente d'une loc~lisation courante dudit premier terminal. Cette
étape est contraire à la procédure conventionnelle de mise à jour de
35 loc~lis~tion puisque la mise à jour de localisation va s'effectuer dans une
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,
couverture de station de base qui n'est pas la couverture dans laquelle le
- terminal recoit un signal de puissance maxi",ale. Il s'agit d'une mise à jour de
loc-~lisation "forcée".
Le coût de la commu"icdlion facturée à l'usager, pour ce qui se réfère au
5 réseau ter,~sl,e, qui est calculé en fonction de l'i,lfo"ndtion de localisation
préalablement mise à jour de manière "forcée", prend ainsi en col))pte le
chemin d'acheminement réèl de la communi.,~lion à travers le PSTN. Un
autre avantage de mettre à jour l'i,.ru""dtion de loc~lis~tion avant
l'établissement de la communication est de permettre la r~ce,~)lion d'un autre
10 appel, éviter la perte d'inrur,,,~liol)s transmises à l'usager, dont la loc~lis~tion
n'a pas été mise à jour, etc....
En outre, la communication est acheminée, dès lors que cela est possible,
principalement à travers les liaisons satellites, évitant ainsi une surcharge duréseau ter, eslre: et un moindre coût de la communication. Ce deMier
15 avantage provient du fait qu'une inr,d~ Jcture de réseau par satellite
possède un coût plus réduit qu'une int,dsl,ucture de réseau terrestre.
Selon une première ré~lis~tion, le premier terl"i"al est un terminal appelant,
et la mise à jour de loc~lis~tion dudit premier terminal est réalisée dans la
sous-couverture de la station de base la plus proche dudit second terminal
20 qui est un terminal appelé. Un terminal mobile pour la misé en oeuvre de
cette ré~lisation comprend des moyens pour mémoriser des informations
d'~ssoci~tion ~ssoci~nt à chacun d'une pluralité de préfixes de numéro
appelé, qui sont fonction de zones d'appel, des infor",alions d'idenlir,caliûn
de station de base, et des moyens de mise à jour de localisation dans une
25 station de base identifiée.
Selon une seconde ré~lis~tion, le premier terminal est un terminal appelé, et
la mise à jour de loc~ fion de ce premier terminal est ré~lisée dans la
station de base la plus proche du second terminal qui est un terminal
appelant. Une station de base maître pour la mise en oeuvre de cette
30 ré~lis~tion comprend alors des moyens sensibles à une information de
localisation reçue en provenal,ce de la station de base la plus proche du
second terminal pour produire une i"for",dlion de déclenchement de mise à
jour de loc~lis~tion qui est émise à destination de la station de base qui est
associée à la sous-couverture à laquelle appartient le terl"i"al appelé,
35 laquelle reemet ladite information de déclenchement de mise à jour de
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localisation à de~ti~ldtiGn du premierterminal de sorte que ce demier effectue
- une mise à jour de localisation dans la sous-couverture de la station de base
la plus proche du second terminal.
5 D'autres caractéristi~lues et avanlages de la présente invention apparaîtront
plus claire"~ent à la lecture de la desc~i,uliG,l qui suit en référence aux
dessins annexés correspondc,nl~ dans lesquels:
- la figure 1 montre une représe,ltalion scl,émati~ue d'un réseau par
satellite dans lequel est implel"ente un ,l~rocédé selon l'invention;
10- la figure 2 est un bloc-diagramme schél"dlique d'un ter",;nal pour la
mise en oeuvre de l'invention; et
- la figure 3 est un bloc-diagr~l"r"e d'une station de base maître pour
la mise en oeuvre de l'invention.
15 Dans la description qui suit il est fait l~érence aux notions élementaires demobilité des terminaux dans un réseau de télécommunications ainsi qu'à une
implémentation pratique qui fait état de la terminologie et des
Recommendations G.S.M (Global System for Mobile communication) de
l'ETSI le contenu de ces Recol"-nendations et notamment celles relatives à
20 la gestion de la mobilité (MM pour Mobility Management) étant incluses par
réference dans la présente demande. Néanmoins I'invention peut s'appliquer
à tout reseau "global" a mobilité des terminaux utilisant en combinaison un
réseau par satellite et un réseau tenasl~ tel qu'lSDN ou PSTN etc.. pour
l'acheminement des communications. IL est supposé à titre d'exemple que
25 I'accès au réseau terrestre utilise des procédures de type GSM.
En référence à la figure 1 un réseau de télécommunications pour la mise en
oeuvre de l'invention comprend un réseau terrestre du type PSTN ou ISDN
auquel sont rattachées des stations de base 2 3 et 6 fournissant un accès à
un réseau par satellite 1. Les stdlions de base accèdent au réseau ter,ast,~
30 PSTN à travers des commutateurs 201 30. Les couples 3 et 30 ainsi que 2 et
20 constituent des Gateways. Dès lors qu'un tem~i"al mobile 5 est impliqué
dans une communication, ou bien pour recevoir une communication en
provenance d'un terminal fixe 4 ou mobile ou bien pour établir une
communication avec un terminal fixe 4 ou mobile le réseau par satellite 1 est
35 utilisé. Les stations de base 2 et 3 offrent alors un accès entre le réseau
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terrestre et le réseau par satellite. Comme cela apparaîtra plus en détail
- ultérieurement, la station de base 6 est une station de base maître.
Le réseau par satellite inclut typiquement plusieurs satellites, chacun d'eux 1
définissant une couverture totale couvrant une pluralite de stations de base 2
5 et 3, cette couverture totale défi.,issant une pluralité de sous-couvertures
chacune associee ~ I'une respective des stations de base 2 et 3. En utilisant
une technique du type Accès Multiple à Divison de Fréquence, Accès
Multiple à Divison Spatiale ou encore Accès Multiple à Divison de Code ou
autre, chaque station de base ~ssociée à un s~ te ne se voit allouée
10 qu'une partie de la capacité totale d'échange de données avec le satellite 1.Typiquement, le réseau par satellite accède, à travers les statiGI ~s de base 2,3, à des bases de donnees (non représentées) de localisation des terminaux
mobiles 5. Ces bases de données mémorisent des informations de
localisation de chaque terminal mobile 5, chaque terminal mobile mettant à
15 jour au fur et à mesure de ses déplacements de telles bases de données.
Selon l'invention, en vue de minimiser, voire de rendre nulle, la distance
d'acheminement, à travers le réseau terrsetre, d'une communication établie
entre un premier terminal mobile et un second terminal, fixe ou mobile, il est
prévu une étape de mise à jour de localisation du premier terminal dans la
20 sous-couverture de la station de base qui est la plus proche du second
terminal.
Deux variantes dfflérentes doivent néanmoins être adoptées respectivement
selon que le terminal mobile 5 est un terminal appelant et un terminal appelé.
Ces deux variantes vont maintenant être étudiées successivement.
A/ Le Terminal Mobile 5 est un terminal ~pelant.
Il est fait rcf~rcnce aux figures 1 et 2 pour décrire cette première variante. Le
terminal mobile 5 est initialement enregistré dans une base de données
30 comme étant localisé dans la sous-couverture associée à la station de base 2
et pris en charge par cette station de base 2, cette station de base 2 étant la
station de base la plus proche du terminal 5. En vue d'initialiser un appel
pour établir une communication avec un terminal distant, par exemple un
terminal fixe 4, I'utilisateur du terminal mobile 5 saisit sur le clavier 50 de son
35 terminal 5 le numéro appelé. Le format de ce numéro de téléphone inclut
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successivement un préfixe de code pays CC (Country Code), un préfixe de
- code de zone NDC (National DestindliGn Code) et un numéro d'abonné SN
(Subscriber Number). Selon l'invention, le terminal mobile 5 comprend, en
outre, une ~é~oi,e 51 qui IllemGrise des inro""aliGns d'associdlion qui
5 associent à chacun d'une pluralité de pref"~es de numéro appelé CC et NDC,
qui-sont fonction de zones d'appel, des informdlions d'identification de stationde base GW. La station de base identifiée GW en fonction des infonnaLions
de préfixe CC et NDC est la station de base 3 qui est la plus proche du
terminal appelé, qui est supposé être le terminal fixe 4 sur la figure 2.
10 Cette mémoire d'~ssociation 51 peut être chargée initialement, avant la ventedu terminal mobile 5, en fonction de la position géographique des stations de
base 2, 3 et des préfixes CC et NDC associés aux zones géographiques
couvertes par ces stations de base. Elle peut egaleloent être mise à jour, par
exemple par voie radio, en fonction de l'évolution du réseau, de l'ajout de
15 nouvelle sldlions de base, de la modirlcaliGn du plan de numerotdllon, etc...A partir de cette infom~alion GW d'identification de station de base 3, le
terminal mobile 5 en déduit, si cela est nécessaire, la ressource, ou canal,
spécifique à utiliser pour accèder à cette station de base. La ressource
specifique à utiliser peut être une fréquence particulière en ~DMA, un code
20 orthogonal en CDMA, etc... En fonction de cette information, le terminal
mobile 5 émet, à destination de la station de base 3, à travers une unité
d'émission/~éce~liol1 52, un mess~ge de mise à jour de localisation UP. Ce
message est reçu par la station de base 3 qui inscrit le terminal mobile 5
dans une base de données qui lui est ~ssociée. Cette mise à jour "forcée" de
25 la loc~lisation du mobile 5 dans la sous-couverture ~ssoci~e à la station de
base 3 offre alors la possibilité au terminal 5 d'utiliser ensuite cette station de
base 3 pour établir une communication. Le terme "forcée" est utilisé ici pour
mettre en avant une caractéristique importante de l'invention selon laquelle,
contrairement aux procédures conventionnelles du type GSM dans lesquelles
30 le terminal s'inscrit toujours dans la station de base la plus proche de lui, le
terminal s'inscrit dans la station de base qui offre une minimisation de la
distance d'acheminement de la communication à travers le réseau de
télécommunicalions terrestre PSTN ou ISDN. Il peut donc se produire une
mise à jour de localisation du premier terminal dans la couverture associée à
35 la station de base minimisant la distance d'acheminement de la
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communication à travers le réseau de KlécommunicaliGns terrestre, ladite
- loc~lis~tion mise à jour étant di~rerellle d'une loc~lis~liol) courante dudit
premier terminal
Il est à noter que dans la descri~ulioi) qui précède, seul peut être utilisé le
5 préfixe CC ou le préfixe NDC au lieu des deux préfixes CC et NDC.
Après s'être inscrit, par mise à jour de localisation dans la zone de couverturede la station de base 3, le terminal 5 établit ainsi une communication avec le
ter",i"al 4, via le satellite 1 et la station de base 3 en utilisant les liaisons L1
et L3, selon une procédure conventionl.el'e. Il en résulte alors que
10 I'acheminement de la communication à travers le réseau terrestre est très
sensiblement réduit.
A la fin de la communication, le terminal mobile 5 se réinscrit
automatiquement comme appartenant à la zone de couverture de la station
de base d'origine 2. Pour cela, un espace mémoire est prévu dans le ter",inal
15 pour mémoriser une donnée d'idenLi~calion de cette station de base 2. En
pratique, cet esp~oe mémoire ainsi que la mémoire 51 peuvent être loc~isés
ou bien dans une mémoire du terminal ou bien dans une carte à puce, de
type carte SIM (Subscriber Identity Module).
20 B/ I e Terrninal Mobile 5 est un terminal appelé.
Il est maintenant fait ,éférence aux figures 1 et 3 pour expliquer cette
seconde variante de l'invention. Dans cette variante, il est supposé que le
terminal appelant est le terminal 4, le terminal mobile 5 étant le terminal
25 appelé.
Conformément aux procédures de traitement des appels entrants telles que
définies par les Recommendations G.S.M, le routage de l'appel entrant est
réalisé par le réseau terrestre PSTN sur le MSC d'entree, appelé GMSC. La
fonction MSC (Mobile Switching Center), telle que définie par les
30 Recon""andations GSM, assure le traitement et l'acheminement des appels
pour les mobiles. Dans le diagramme de la figure 1, un MSC 30 est ~ssoci~-,
ou intégré, à la station de base 3 pour former une Gateway. Ce MSC 30, en
réponse à la réception d'une demande d'etablissement recue en provenance
du terminal 4, et en résultat d'échange avec un HLR (Home Location
35 Register) gérant le mobile appelé 5, recoit une information de localis~tion du
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mobile, art)elée LAI (I oc~tion Area Identifier). En résultat de la réception de- cette information LAI, le MSC 30 vérifie si la zone de couverture associée à
cette LAI est sous sa respol1sabilité. Pour cela, le MSC 30 inclue un
programme de vériricalion. Si c'est la cas, I'appel est établi ir"r,lécJiatement à
5 travers la station de base 3. Dans le cas contraire, cette information LAI estrenvoyée, via le satellite 1, à la station de base dite maître-6, qui assure la
gestion du réseau par échange de mess~es avec les stations de base 2 et
3. Comme montré dans la figure 3, cette station de base maître 6 comprend
un émetteur/li~cepteur 60 ainsi qu'une table de con~s~ondance 61 entre
I'information LAI et la gateway (3,30) ou (2, 20) en charge des mobiles dans
la zone de couverture asssociée à cette LAI. La station de base maître 6 est
sensible à l'information de loc~lis~tion LAI reçue en provenance de la station
de base 3 la plus proche du terminal 4 pour produire une information de
déclenchement de mise à jour de loc~lis~tion qui est émise, via le satellite 1,
15 à destination de la station de base 2 qui est associée à la sous-couverture àlaquelle appartient le terminal appelé 5. Cette station de base 2 réemet alors
une inror"~alion de déclenchement de mise à jour de localisation à
destination du temminal 5 de sorte que ce dernier effectue une mise à jour de
localisation dans la sous-couverture de la station de base 3 qui est la plus
20 proche du terminal 4. Ainsi, le terminal 5 s'inscrit de manière "forcée" dans la
zone de couverture de la station de base 3. La distance d'acheminement de
la communication à travers le réseau terrestre se trouve alors réduit.
Il est à noter que dans le cas particulier pour lequel à la fois les terminaux
25 appelé et appelant sont des ten~inaux mobiles, une seule des procédures
décrites ci-dessus doit être appliquée. Par exemple, seule la procédure
décrite en B/ s'applique. Pour cela, le terminal mobile appelant comprend des
moyens pour détecter, en fonction du préfixe du numéro appelé, que le
terminal appelé est un terminal mobile Dans ce cas, ledit terminal appelant
30 ne met pas en oeuvre la procédure décrite en A/, en désactivant les moyens
de mise à jour de localisation dans une station de base Le terminal mobile
appelé met pour sa part en oeuvre la procédure décrite en B/
