FR3053550A1 - METHOD FOR ROUTING A PLURALITY OF DATA STREAMS IN A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK - Google Patents

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FR3053550A1 FR1656334A FR1656334A FR3053550A1 FR 3053550 A1 FR3053550 A1 FR 3053550A1 FR 1656334 A FR1656334 A FR 1656334A FR 1656334 A FR1656334 A FR 1656334A FR 3053550 A1 FR3053550 A1 FR 3053550A1
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Guy Pujolle
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Pierre et Marie Curie Paris 6
Universite Paris Sud Paris 11
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Pierre et Marie Curie Paris 6
Universite Paris Sud Paris 11
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Abstract

La présente invention concerne un procédé de routage d'une pluralité de flux de données dans un réseau de communication sans fil (R) comprenant une pluralité de nœuds reliés par des liens de communication sans fil, le procédé comprenant des étapes de : identification (101) d'au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres s'ils étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, détermination (102), pour chaque flux de données, d'un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de nœuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d'un système d'équations dont les chemins sont solutions, le système d'équations définissant les règles suivantes : le nombre total de nœuds à inclure dans les chemins est à minimiser ; pour chaque groupe identifié, le taux d'utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, doit être inférieur ou égal à un seuil prédéterminé ; chaque flux est à transmettre depuis un nœud source prédéterminé du réseau vers un nœud destinataire prédéterminé du réseau ; tout nœud n'étant pas destinataire et recevant un flux doit retransmettre ce flux à un seul autre nœud ; le procédé comprenant par ailleurs une désactivation (103) d'au moins un nœud du réseau qui n'est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.The present invention relates to a method of routing a plurality of data streams in a wireless communication network (R) comprising a plurality of nodes connected by wireless communication links, the method comprising steps of: identification (101) ) of at least one group of wireless communication links of the network that would interfere with each other if they were used simultaneously to transmit data, determining (102), for each data stream, a path in the network for transmitting the data stream, each path being characterized by a set of nodes of the network, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules: the total number of nodes to be included in the paths is to be minimized; for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data streams, must be less than or equal to a predetermined threshold; each stream is to be transmitted from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network; any node not receiving and receiving a stream must retransmit that stream to only one other node; the method further comprising deactivating (103) at least one node of the network that is not included in at least one of the determined paths.

Description

Titulaire(s) : UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE (PARIS 6) Etablissement public,CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS), UNIVERSITE PARIS-SUD.Holder (s): UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE (PARIS 6) Public establishment, NATIONAL CENTER FOR SCIENTIFIC RESEARCH (CNRS), UNIVERSITE PARIS-SUD.

Demande(s) d’extensionExtension request (s)

Mandataire(s) : REGIMBEAU.Agent (s): REGIMBEAU.

to4) PROCEDE DE ROUTAGE D'UNE PLURALITE COMMUNICATION SANS FIL.to4) METHOD OF ROUTING A PLURALITY WIRELESS COMMUNICATION.

DE FLUX DE DONNEES DANS UN RESEAU DEOF DATA STREAMS IN A NETWORK OF

FR 3 053 550 - A1FR 3 053 550 - A1

La présente invention concerne un procédé de routage d'une pluralité de flux de données dans un réseau de communication sans fil (R) comprenant une pluralité de noeuds reliés par des liens de communication sans fil, le procédé comprenant des étapes de: identification (101) d'au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres s'ils étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, détermination (102), pour chaque flux de données, d'un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de noeuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d'un système d'équations dont les chemins sont solutions, le système d'équations définissant les règles suivantes : le nombre total de noeuds à inclure dans les chemins est à minimiser; pour chaque groupe identifié, le taux d'utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, doit être inférieur ou égal à un seuil prédéterminé ; chaque flux est à transmettre depuis un noeud source prédéterminé du réseau vers un noeud destinataire prédéterminé du réseau; tout noeud n'étant pas destinataire et recevant un flux doit retransmettre ce flux à un seul autre noeud; le procédé comprenant par ailleurs une désactivation (103) d'au moins un noeud du réseau qui n'est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.The present invention relates to a method for routing a plurality of data streams in a wireless communication network (R) comprising a plurality of nodes connected by wireless communication links, the method comprising the steps of: identification (101 ) at least one group of wireless communication links in the network that would all interfere with each other if used simultaneously to transmit data, determining (102), for each data flow, a path in the network for transmitting the data stream, each path being characterized by a set of network nodes, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules: total number of nodes to be included in the paths is to be minimized; for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data streams, must be less than or equal to a predetermined threshold; each stream is to be transmitted from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network; any node which is not a recipient and which receives a flow must retransmit this flow to only one other node; the method further comprising deactivation (103) of at least one node of the network which is not included in at least one of the determined paths.

Figure FR3053550A1_D0001

102102

103103

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Figure FR3053550A1_D0002

ii

DOMAINE DE L'INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

L’invention se rapporte au domaine des réseaux de télécommunications, en particulier les réseaux sans fil (incluant notamment les réseaux ad hoc et les réseaux maillés).The invention relates to the field of telecommunications networks, in particular wireless networks (including in particular ad hoc networks and mesh networks).

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Un réseau sans fil comprend une pluralité de noeuds reliés entre eux par des liens de communication sans fil.A wireless network includes a plurality of nodes linked together by wireless communication links.

Il est bien connu que des noeuds suffisamment proches les uns les autres dans un tel réseau sans fil peuvent conduire à des interférences empêchant une transmission correcte de flux de données.It is well known that nodes close enough to each other in such a wireless network can lead to interference preventing proper transmission of data streams.

Pour réduire voire éliminer ces interférences dans un réseau, il a été proposé de router différents flux de données en utilisant un grand nombre de noeuds différents du réseau. Les différents flux de données passent par des chemins du réseau suffisamment éloignés les uns des autres pour ne pas créer d’interférences.To reduce or even eliminate this interference in a network, it has been proposed to route different data streams using a large number of different nodes of the network. The different data streams pass through network paths that are far enough apart from each other not to create interference.

Toutefois, une telle stratégie a pour inconvénient d’augmenter la consommation énergétique du réseau. En effet, un seul nœud actif consomme plusieurs watts, voire des centaines de watts, même s’il n’a pas de données à émettre ou à recevoir. L’utilisation conjointe d’un grand nombre de nœuds du réseau est donc très énergivore.However, such a strategy has the disadvantage of increasing the energy consumption of the network. Indeed, a single active node consumes several watts, even hundreds of watts, even if it has no data to transmit or receive. The joint use of a large number of network nodes therefore consumes a great deal of energy.

EXPOSE DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION

Un but de l’invention est de router des flux de données dans un réseau sans fil d’une manière qui permette de réduire la consommation énergétique globale du réseau sans fil.An object of the invention is to route data flows in a wireless network in a manner that reduces the overall energy consumption of the wireless network.

Il est dès lors proposé, selon un premier aspect de l’invention, un procédé de routage d’une pluralité de flux de données dans un réseau de communication sans fil comprenant une pluralité de nœuds reliés par des liens de communication sans fil, le procédé comprenant des étapes de :It is therefore proposed, according to a first aspect of the invention, a method of routing a plurality of data streams in a wireless communication network comprising a plurality of nodes connected by wireless communication links, the method including steps of:

• identification d’au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres s’ils étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, • détermination, pour chaque flux de données, d’un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de nœuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d’un système d’équations dont les chemins sont solutions, le système d’équations définissant les règles suivantes :• identification of at least one group of wireless communication links in the network which would all interfere with each other if they were used simultaneously to transmit data, • determination, for each data flow, of a path in the network for transmitting the data flow, each path being characterized by a set of network nodes, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules:

o le nombre total de nœuds à inclure dans les chemins est à minimiser, o pour chaque groupe identifié, le taux d’utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, doit être inférieur ou égal à un seuil prédéterminé, o chaque flux est à transmettre depuis un nœud source prédéterminé du réseau vers un nœud destinataire prédéterminé du réseau, o tout nœud n’étant pas destinataire et recevant un flux doit retransmettre ce flux à un seul autre nœud, • désactivation d’au moins un nœud du réseau qui n’est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.o the total number of nodes to be included in the paths is to be minimized, o for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data flows, must be less than or equal to a predetermined threshold, o each flow is to be transmitted from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network, o any node which is not a recipient and receiving a flow must retransmit this flow to only one other node, • deactivation of at least one node of the network which is not included in at least one of the determined paths.

Les règles définies par le système d’équations permettent d’obtenir des chemins solutions qui ont des nœuds en commun. En d’autres termes, ces règles conduisent à une agrégation des différents flux de données à transmettre sur des nœuds communs.The rules defined by the system of equations make it possible to obtain solution paths which have nodes in common. In other words, these rules lead to an aggregation of the different data flows to be transmitted on common nodes.

Ainsi, un grand nombre de nœuds du réseau ne font pas partie des chemins déterminés suite à la résolution du système d’équations définissant ces règles. En désactivant ces nœuds en grand nombre, la consommation énergétique consommée par le réseau pour router la pluralité de flux de données est considérablement réduite.Thus, a large number of network nodes are not part of the paths determined following the resolution of the system of equations defining these rules. By deactivating these nodes in large numbers, the energy consumption consumed by the network to route the plurality of data streams is considerably reduced.

Le procédé peut être complété avec l’aide des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison lorsque cela est techniquement possible :The process can be completed with the following optional features, taken alone or in combination when technically possible:

• le système d’équations définit en outre des règles indicatives qu’un codage réseau est à utiliser pour transmettre les flux de données.• the system of equations also defines rules indicative that network coding is to be used to transmit the data streams.

• Le procédé comprend une étape de configuration d’au moins un nœud du réseau en lequel deux chemins déterminés se croisent, de sorte que le nœud mette en œuvre un codage réseau des données transitant par les chemins qui se croisent.The method comprises a step of configuring at least one node of the network in which two determined paths intersect, so that the node implements network coding of the data passing through the paths that intersect.

• la résolution du système d’équations est mise en œuvre par un programme linéaire en nombre entier.• the solution of the system of equations is implemented by a whole number linear program.

• un groupe de liens est une clique d’un graphe de conflits comprenant des sommets représentants les liens de communication sans fil du réseau, et des arêtes reliant des sommets, dans lequel une arête représente des interférences entre les liens de communication sans fil représentés par les sommets que l’arête relie.• a group of links is a click of a conflict graph comprising vertices representing the wireless communication links of the network, and edges connecting vertices, in which an edge represents interference between the wireless communication links represented by the vertices that the edge connects.

• la résolution du système d’équations produit, pour chaque lien de communication sans fil et pour chaque flux de donnée, un booléen indiquant si le lien de communication sans fil est à utiliser pour transmettre ou non le flux de données, chaque chemin étant identifié par une pluralité de tels booléens.• the resolution of the system of equations produced, for each wireless communication link and for each data flow, a boolean indicating whether the wireless communication link is to be used to transmit or not the data flow, each path being identified by a plurality of such booleans.

• le taux d’utilisation en débit d’un groupe est la somme des taux d’utilisation en capacité des liens du groupe par la pluralité de flux de données, le taux d’utilisation en capacité d’un lien étant un rapport entre une capacité consommée sur le lien pour transférer la pluralité de données et une capacité à vide du lien.• the bandwidth utilization rate of a group is the sum of the capacity utilization rates of the group's links by the plurality of data flows, the capacity utilization rate of a link being a ratio between a capacity consumed on the link to transfer the plurality of data and an empty capacity of the link.

• le seuil prédéterminé est égal à 1.• the predetermined threshold is equal to 1.

Il est également proposé, selon un deuxième aspect de l’invention, un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé qui précède, lorsque ce programme est exécuté par au moins un processeur.According to a second aspect of the invention, there is also proposed a computer program product comprising program code instructions for the execution of the steps of the above method, when this program is executed by at least one processor.

Il est en outre proposé, selon un troisième aspect de l’invention, un dispositif de routage d’une pluralité de flux de données dans un réseau de communication sans fil comprenant une pluralité de noeuds reliés par des liens de communication sans fil, le dispositif comprenant :It is further proposed, according to a third aspect of the invention, a device for routing a plurality of data streams in a wireless communication network comprising a plurality of nodes connected by wireless communication links, the device including:

• au moins un processeur configuré pour :• at least one processor configured to:

o déterminer au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres si les liens du groupe étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, o déterminer, pour chaque flux de données, un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de nœuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d’un système d’équations dont les chemins sont solutions, le système d’équations définissant les règles suivantes :o determine at least one group of wireless communication links in the network which would all interfere with each other if the group links were used simultaneously to transmit data, o determine, for each data flow, a path in the network for transmit the data flow, each path being characterized by a set of network nodes, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules:

le nombre total de nœuds à inclure dans les chemins est à minimiser, pour chaque groupe identifié, le taux d’utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, est inférieur ou égal à un seuil prédéterminé, chaque flux est à transmettre depuis un nœud source prédéterminé du réseau vers un nœud destinataire prédéterminé du réseau, tout nœud n’étant pas destinataire et recevant un flux retransmet ce flux à un seul autre nœud, • une interface de commande configurée pour commander la désactivation d’au moins un nœud du réseau qui n’est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.the total number of nodes to be included in the paths is to be minimized, for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data streams, is less than or equal to a predetermined threshold, each stream is at transmit from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network, any node not being recipient and receiving a flow retransmits this flow to only one other node, • a control interface configured to control the deactivation of at least a network node which is not included in at least one of the determined paths.

Il est enfin proposé, selon un quatrième aspect de l’invention, un réseau de communication sans fil comprenant :Finally, there is proposed, according to a fourth aspect of the invention, a wireless communication network comprising:

• une pluralité de nœuds, • une pluralité de liens de communication sans fil entre des nœuds, • au moins un processeur configuré pour :• a plurality of nodes, • a plurality of wireless communication links between nodes, • at least one processor configured to:

o déterminer au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres si les liens du groupe étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, o déterminer, pour chaque flux de données, un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de nœuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d’un système d’équations dont les chemins sont solutions, le système d’équations définissant les règles suivantes :o determine at least one group of wireless communication links in the network which would all interfere with each other if the group links were used simultaneously to transmit data, o determine, for each data flow, a path in the network for transmit the data flow, each path being characterized by a set of network nodes, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules:

le nombre total de nœuds à inclure dans les chemins est à minimiser, pour chaque groupe identifié, le taux d’utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, est inférieur ou égal à un seuil prédéterminé, chaque flux est à transmettre depuis un nœud source prédéterminé du réseau vers un nœud destinataire prédéterminé du réseau, tout nœud n’étant pas destinataire et recevant un flux retransmet ce flux à un seul autre nœud, • des moyens pour désactiver au moins un nœud du réseau qui n’est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.the total number of nodes to be included in the paths is to be minimized, for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data streams, is less than or equal to a predetermined threshold, each stream is at transmit from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network, any node not being recipient and receiving a flow retransmits this flow to only one other node, • means for deactivating at least one node of the network which does not is not included in at least one of the determined paths.

DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and not limiting, and which should be read with reference to the appended drawings in which:

• La figure 1 représente schématiquement un réseau de communication sans fil et un dispositif de routage selon un mode de réalisation de l’invention.• Figure 1 schematically shows a wireless communication network and a routing device according to an embodiment of the invention.

• La figure 2 est un organigramme d’étapes d’un procédé de routage selon un mode de réalisation de l’invention.FIG. 2 is a flow diagram of steps of a routing method according to an embodiment of the invention.

• La figure 3 illustre un routage de deux flux de données mis en œuvre au moyen d’un procédé connu de l’état de la technique dans un réseau sans fil d’exemple.FIG. 3 illustrates a routing of two data streams implemented by means of a method known from the prior art in an example wireless network.

• La figure 4 illustre un graphe de conflits associé au routage représenté sur la figure• Figure 4 illustrates a conflict graph associated with the routing shown in Figure

3.3.

• La figure 5 illustre un routage de deux flux de données mis en œuvre au moyen d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention, dans le réseau sans fil d’exemple représenté sur la figure 3.FIG. 5 illustrates a routing of two data streams implemented by means of a method according to an embodiment of the invention, in the example wireless network represented in FIG. 3.

• La figure 6 illustre un graphe de conflits associé au routage représenté sur la figure• Figure 6 illustrates a conflict graph associated with the routing shown in Figure

5.5.

Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.In all of the figures, similar elements bear identical references.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Réseau sans fil et dispositif de routageWireless network and routing device

En référence à la figure 1, un réseau de communication sans fil R comprend une pluralité de nœuds reliés par des liens de communication sans fil. Chaque nœud comprend des moyens pour recevoir des données et des moyens pour émettre des données dans une zone de transmission prédéterminée.Referring to Figure 1, a wireless communication network R includes a plurality of nodes connected by wireless communication links. Each node includes means for receiving data and means for transmitting data in a predetermined transmission area.

Le réseau est sujet à des interférences, dont on suppose le modèle connu.The network is subject to interference, of which the known model is assumed.

Par exemple, dans le cas d’un modèle d’interférence à deux sauts, un nœud donné du réseau interfère avec ses voisins et les voisins de ses voisins, si ces nœuds étaient utilisés simultanément pour transmettre des données.For example, in the case of a two-hop interference model, a given network node interferes with its neighbors and the neighbors of its neighbors, if these nodes were used simultaneously to transmit data.

Par « voisin », on désigne un nœud qui est relié directement au nœud donné par un lien de communication sans fil, sans que ce lien ne passe par d’autres nœuds.By "neighbor" is meant a node which is connected directly to the given node by a wireless communication link, without this link passing through other nodes.

Le réseau peut être formellement représenté par un graphe G = (V,E), où V est l’ensemble des nœuds du réseau et E l’ensemble des liens de communication sans fil entre ces nœuds. Un lien (t,;) appartient à £ si t et j appartiennent à V et si le nœud j est dans la zone de transmission du nœud t.The network can be formally represented by a graph G = (V, E), where V is the set of network nodes and E the set of wireless communication links between these nodes. A link (t ,;) belongs to £ if t and j belong to V and if node j is in the transmission area of node t.

Les interférences entre les différents liens de communication sans fil du réseau peuvent être représentées par un deuxième graphe, conventionnellement appelé graphe de conflits. Le graphe de conflits comprend des sommets représentant les liens de communication sans fil du réseau, et des arêtes reliant des sommets. Une arête du graphe de conflits représente des interférences entre les liens de communication sans fil représentés par les sommets que l’arête relie.Interference between the different wireless communication links in the network can be represented by a second graph, conventionally called a conflict graph. The conflict graph includes vertices representing the wireless communication links of the network, and edges connecting vertices. An edge of the conflict graph represents interference between the wireless communication links represented by the vertices that the edge connects.

Le réseau de communication sans fil comprend - ou est associé à - un dispositif de routage 1.The wireless communication network comprises - or is associated with - a routing device 1.

Le dispositif de routage 1 est l’un des nœuds du réseau ou bien un équipement tiers.The routing device 1 is one of the network nodes or a third-party device.

Le dispositif de routage 1 comprend au moins un processeur 2, une interface de communication 4 avec les nœuds du réseau R, et une mémoire 6.The routing device 1 comprises at least one processor 2, a communication interface 4 with the nodes of the network R, and a memory 6.

Le processeur 2 est configuré pour exécuter un programme d’ordinateur, lequel est configuré pour résoudre un système d’équations, c’est-à-dire produire une solution de ce système d’équations.Processor 2 is configured to execute a computer program, which is configured to solve a system of equations, that is, to produce a solution of this system of equations.

Le programme d’ordinateur comprend un programme linéaire en nombre entier. Un tel programme linéaire en nombre entier traite des équations linéaires et consomme de la sorte des ressources du processeur 2 et de la mémoire 4 en quantité raisonnable.The computer program includes an integer linear program. Such an integer linear program deals with linear equations and thus consumes the resources of processor 2 and memory 4 in reasonable quantities.

Le dispositif de routage 1 peut en outre être adapté pour contrôler à distance l’activation et la désactivation des nœuds du réseau de communication sans fil. Ce contrôle peut typiquement être assuré par le programme d’ordinateur, exécuté par le processeur 1, avec le concours de l’interface de communication 4 du dispositif, comme il sera détaillé ciaprès.The routing device 1 can also be adapted to remotely control the activation and deactivation of the nodes of the wireless communication network. This control can typically be provided by the computer program, executed by the processor 1, with the assistance of the communication interface 4 of the device, as will be detailed below.

Alternativement, les nœuds sont configurés pour détecter qu’ils n’ont pas de données à transmettre, par exemple au terme d’un délai prédéterminé. Lorsqu’un nœud détecte qu’il n’a pas reçu de données à transmettre dans ce délai, il peut se désactiver tout seul.Alternatively, the nodes are configured to detect that they have no data to transmit, for example after a predetermined period of time. When a node detects that it has not received data to transmit within this time, it can deactivate itself.

Procédé de routage de flux de données dans un réseau sans filMethod for routing data flows in a wireless network

Il est considéré dans un premier temps que tous les nœuds du réseau sont actifs.It is initially considered that all the nodes of the network are active.

Le dispositif de routage 1 reçoit via son interface de communication 4 des données indiquant qu’une pluralité de flux de données est à transmettre dans le réseau R.The routing device 1 receives via its communication interface 4 data indicating that a plurality of data streams is to be transmitted in the network R.

Il est en outre supposé que le nœud source d’où provient chaque flux de données est prédéterminé, de même que le nœud destinataire vers où transmettre chaque flux (les nœuds sources des différents flux étant potentiellement différents, de même que les nœuds destinataires).It is further assumed that the source node from which each data flow comes is predetermined, as well as the destination node to where to transmit each flow (the source nodes of the different flows being potentially different, as are the destination nodes).

A ce stade, les chemins via lesquels transmettre les flux de données dans le réseau sont inconnus.At this point, the paths through which to transmit data flows in the network are unknown.

En référence à la figure 2, un procédé de routage mis en œuvre par le dispositif de routage 1 - plus spécifiquement par le programme exécuté par le processeur 2 - comprend les étapes suivantes.With reference to FIG. 2, a routing method implemented by the routing device 1 - more specifically by the program executed by the processor 2 - comprises the following steps.

Dans une première étape 101, le processeur 2 identifie les groupes de liens de communication sans fil du réseau interférant tous les uns avec les autres lorsque les liens du groupe sont utilisés simultanément pour transmettre des données.In a first step 101, the processor 2 identifies the groups of wireless communication links of the network all interfering with each other when the links of the group are used simultaneously to transmit data.

Chaque groupe identifié est une clique du graphe de conflits du réseau R. De façon connue en elle-même, une clique d’un graphe est un sous-ensemble de sommets de ce graphe tous reliés les uns avec les autres, le sous-ensemble étant de taille maximale en nombre de sommets qu’il contient.Each identified group is a click of the conflict graph of the network R. As is known in itself, a click of a graph is a subset of vertices of this graph all connected with each other, the subset being of maximum size in number of vertices which it contains.

Dans une deuxième étape 102, le programme linéaire en nombre entier exécuté par le processeur 2 détermine une pluralité de chemins pour transférer les flux de données dans le réseau (un chemin par flux).In a second step 102, the integer linear program executed by the processor 2 determines a plurality of paths for transferring the data flows in the network (one path per flow).

Chaque chemin est caractérisé par un ensemble de nœuds et un ensemble de liens de communications sans fil.Each path is characterized by a set of nodes and a set of wireless communications links.

La détermination des chemins mise en œuvre par le programme linéaire en nombre entier comprend une résolution d’un système d’équations dont les chemins sont solutions.The determination of the paths implemented by the integer linear program includes a resolution of a system of equations of which the paths are solutions.

Les données produites par le programme linéaire en nombre entier sont les suivantes :The data produced by the integer linear program are as follows:

• Pour chaque nœud t du réseau, un booléen x, représentant l’état du nœud i (égal à 1 si le nœud est utilisé, c’est-à-dire s’il fait partie d’au moins un des chemins, 0 sinon). L’ensemble des booléens x, égaux à 1 représentent donc la partie du réseau qui sera sollicitée pour la transmission de la pluralité de flux de données.• For each node t of the network, a boolean x, representing the state of node i (equal to 1 if the node is used, ie if it is part of at least one of the paths, 0 if not). The set of booleans x, equal to 1 therefore represent the part of the network which will be used for the transmission of the plurality of data streams.

• Pour chaque lien de communication (i,y) sans fil du réseau, un booléen xf,j représentant l’utilisation du lien (/, j) pour le flux f (égal à 1 si le lien (/, j) est utilisé pour acheminer le flux f, 0 sinon). Le chemin pour transmettre le flux f peut donc être identifié par l’ensemble des booléens x/j égaux à 1.• For each wireless communication link (i, y) in the network, a boolean x f , j representing the use of the link (/, j) for the flow f (equal to 1 if the link (/, j) is used to route the flow f, 0 otherwise). The path to transmit the stream f can therefore be identified by the set of booleans x / j equal to 1.

Le programme linéaire en nombre entier est configuré avec la fonction objectif suivante :The integer linear program is configured with the following objective function:

Figure FR3053550A1_D0003

Les données qui précèdent sont solutions d’un système d’équations résolues par le programme linéaire en nombre entier, les équations formant des contraintes associées à la fonction objectif. Ces équations sont par exemple préalablement mémorisées sous forme de code ou de données dans une mémoire du dispositif, et lues par le programme linéaire en nombre entier en vue de leur résolution.The above data are solutions of a system of equations solved by the integer linear program, the equations forming constraints associated with the objective function. These equations are for example previously stored in the form of code or data in a memory of the device, and read by the linear program in whole numbers with a view to their resolution.

Le système d’équations comprend les équations suivantes :The system of equations includes the following equations:

(1) E(i,nec^<i,vcec (2) EieKxJ - = 0, Vf E F, Vj EV - Df} (3) Z(i,sf>EEx{Sf = 0, Vf EF(1) E (i , nec ^ <i, vcec (2) EieKxJ - = 0, Vf EF, Vj EV - D f } (3) Z (i, sf> EEx { Sf = 0, Vf EF

K) Y{Sf,i)EEXsfi = b Vf EF (5) Σ(Ο/,0ε£^ = θ- Vf EF (6) Z(i,Df)EEx{Df = 1, Vf EF (7) ZfEPx{} Mf = dij, V(i,f) e E (8) <i, v/eF, vie/ -{d;} (9) vt e v Xi = (° si dii = d]i = θ' θ e E 1 kl sinonK) Y {Sf , i) EEXs f i = b Vf EF (5) Σ ( Ο / , 0ε £ ^ / έ = θ- Vf EF (6) Z (i, D f ) E E x { Df = 1 , Vf EF (7) Z fEP x { } M f = dij, V (i, f) e E (8) <i, v / eF, vie / - {d ; } (9) vt ev Xi = (° if dii = d] i = θ 'θ e E 1 kl otherwise

Dans ces équations, les notations suivantes sont utilisées :In these equations, the following notations are used:

• F : ensemble des flux de données à transmettre ;• F: set of data flows to be transmitted;

• C : ensemble des cliques identifiées ;• C: all of the cliques identified;

• dij : capacité (par exemple en bit/s) réservé sur le lien (/, j) pour la transmission de la pluralité F de flux ;• dij: capacity (for example in bit / s) reserved on the link (/, j) for the transmission of the plurality F of streams;

• Cij : capacité à vide (par exemple en bit/s) du lien (/, j) ;• Cij: empty capacity (for example in bit / s) of the link (/, j);

• Sf : nœud source du flux f ;• Sf: source node of the flow f;

• Df : nœud destinataire du flux / ;• Df: destination node of the stream /;

• Mf : débit requis pour la transmission du flux f.• Mf: bit rate required for the transmission of stream f.

L’équation (1 ) du système concerne les taux d’utilisation en capacité de chaque clique. Cette équation (1) pose comme règle que ce taux d’utilisation ne doit pas dépasser 100% (ce taux peut être ajusté en fonction du type d’interférences).The equation (1) of the system concerns the capacity utilization rates of each click. This equation (1) sets as a rule that this rate of use must not exceed 100% (this rate can be adjusted according to the type of interference).

Dans l’équation (1) le taux d’utilisation en capacité d’un groupe (une clique) est la somme des taux d’utilisation en capacité des liens du groupe par la pluralité de flux de données, le taux d’utilisation en capacité d’un lien étant un rapport entre une capacité consommée sur le lien pour transférer la pluralité de données et un débit à vide du lien.In equation (1) the capacity utilization rate of a group (a click) is the sum of the capacity utilization rates of the links in the group by the plurality of data flows, the utilization rate in capacity of a link being a ratio between a capacity consumed on the link to transfer the plurality of data and an empty speed of the link.

Les équations (2) à (6) sont représentatives d’un principe de conservation des flux de données dans le réseau : tout nœud recevant un flux doit, s’il n’en est pas le destinataire, le retransmettre à l’un de ses voisins (2), un flux ne peut revenir à sa source ou quitter sa destination (3 et 5), une source doit transmettre son flux à l’un de ses voisins et une destination doit recevoir un flux de l’un de ses voisins (équations 4 et 6).Equations (2) to (6) are representative of a principle of conservation of data flows in the network: any node receiving a flow must, if it is not the recipient, retransmit it to one of its neighbors (2), a flow cannot return to its source or leave its destination (3 and 5), a source must transmit its flow to one of its neighbors and a destination must receive a flow from one of its neighbors (equations 4 and 6).

L’équation (7) est représentative d’une agrégation possible de plusieurs des flux de données à transmettre le cas échéant via un même lien de communication sans fil : la capacité réservée sur un lien est égale à la somme des débits demandés par chacun des flux sur ce lien.Equation (7) is representative of a possible aggregation of several of the data streams to be transmitted if necessary via the same wireless communication link: the capacity reserved on a link is equal to the sum of the bit rates requested by each of the feed on this link.

L’équation (8) pose comme règle qu’il doit être évité qu’un flux puisse suivre plusieurs chemins.Equation (8) states as a rule that it must be avoided that a flow can follow several paths.

L’équation (9) est une condition déterminant si un nœud est utilisé, c’est-à-dire s’il reçoit et/ou émet du trafic sur l’un de ses liens de communication.Equation (9) is a condition determining whether a node is used, i.e. if it receives and / or sends traffic on one of its communication links.

La résolution des équations (1) à (9) permet d’obtenir des chemins solutions agrégés.The resolution of equations (1) to (9) makes it possible to obtain aggregate solution paths.

Néanmoins, il se peut que la mise en oeuvre de ces seules équations (1) à (9) conduise à l’obtention de chemins solutions inadaptés pour respecter les débits de transmission des flux de données, donc à une dégradation de la qualité des applications déployées sur le réseau (flux audio ou vidéo par exemple).However, it may be that the implementation of these equations (1) to (9) only leads to obtaining solution paths which are unsuitable for respecting the transmission rates of the data flows, and therefore to a degradation of the quality of the applications. deployed on the network (audio or video stream for example).

L’utilisation conjointe du codage réseau est alors avantageuse pour minimiser le nombre de noeuds utilisés tout en maintenant un niveau de service requis.The joint use of network coding is then advantageous to minimize the number of nodes used while maintaining a required level of service.

Dès lors, le système d’équations comprend avantageusement des équations supplémentaires formant des règles indicatives qu’un codage réseau est à utiliser pour transmettre les flux de données. Ces équations supplémentaires sont les suivantes :Consequently, the system of equations advantageously comprises additional equations forming indicative rules that a network coding is to be used to transmit the data streams. These additional equations are as follows:

(10) (ZfEFm{jk) -wijk = 0, e F (11) (Σολ)ε£ mfjk) “ xijMf = e F, v/ e F (12) (z(i,7-)e£ - xfjkMf = 0, V(/, /c) e E, Vf e F où m{k est le débit consommé par le flux f sur le lien de communication (/, j) lorsque k est le prochain nœud visité par le flux f et wijk est le débit global consommé par la pluralité F de flux sur le lien (/, j) lorsque k est le prochain nœud visité par le ou les flux qui sont passé par le lien (t,;).(10) (ZfEFm { jk ) -w ijk = 0, e F (11) (Σολ) ε £ m fj k ) “ x ij M f = e F, v / e F (12) (z (i , 7 -) e £ - x f jkM f = 0, V (/, / c) e E, Vf e F where m { k is the flow rate consumed by the flow f on the communication link (/, j) when k is the next node visited by the stream f and w ijk is the overall bit rate consumed by the plurality F of streams on the link (/, j) when k is the next node visited by the stream or streams which have passed through the link (t ,;).

Il est à noter que ces équations supplémentaires entrent en synergie avec les équations précédentes (1 ) à (9) : en effet, au-delà des avantages associés à la mise en œuvre d’un codage réseau dans le réseau, ces équations permettent l’obtention de chemins encore mieux agrégés.It should be noted that these additional equations are in synergy with the previous equations (1) to (9): indeed, beyond the advantages associated with the implementation of network coding in the network, these equations allow even better aggregated paths.

Dans une troisième étape 103, le programme exécuté par le processeur 2 peut commander la désactivation d’au moins un nœud du réseau qui ne font partie d’aucun des chemins qui ont été déterminés à l’issue de la deuxième étape, via l’interface de communication 4.In a third step 103, the program executed by the processor 2 can command the deactivation of at least one network node which does not belong to any of the paths which have been determined at the end of the second step, via the communication interface 4.

Cette désactivation peut par exemple comprendre l’envoi d’un message de désactivation à chaque nœud concerné via l’interface de communication 4 du dispositif de routage.La désactivation d’un nœud peut être une mise en veille ou l’extinction de ce nœud. Un nœud en veille ou éteint ne consomme au plus que quelques milliwatts, ce qui constitue en soi une première économie d’énergie. Par ailleurs, un tel nœud n’envoie plus d’information (notamment de signalisation) et n’interfère plus avec son voisinage, augmentant encore cette économie d’énergie.This deactivation can for example include the sending of a deactivation message to each node concerned via the communication interface 4 of the routing device. The deactivation of a node can be a standby or extinction of this node . A standby or off node consumes at most a few milliwatts, which in itself is a first energy saving. Furthermore, such a node no longer sends information (in particular signaling) and no longer interferes with its neighborhood, further increasing this energy saving.

ίοίο

Dans une quatrième étape 104, le dispositif de routage 4 configure les noeuds du réseau de sorte que les flux de données puissent être transmis dans le réseau via les chemins précédemment déterminés. Cette configuration peut typiquement comprendre l’envoi par le dispositif 1 via l’interface de communication 4 aux différents noeuds laissés actifs du réseau des règles de routage indiquant à chaque nœud à quel autre voisin (et donc sur quel lien) transmettre des données d’un flux de données qu’il reçoit.In a fourth step 104, the routing device 4 configures the nodes of the network so that the data streams can be transmitted in the network via the paths previously determined. This configuration can typically include the sending by the device 1 via the communication interface 4 to the various nodes left active of the network of the routing rules indicating to each node to which other neighbor (and therefore on which link) to transmit data from. a data stream it receives.

Dans une cinquième étape 105, les flux de données f sont transmis dans le réseau via les chemins déterminés précédemment.In a fifth step 105, the data streams f are transmitted in the network via the paths determined previously.

Pour mieux mettre en évidence les avantages du procédé de routage ainsi mis en œuvre, prenons l’exemple du réseau de communication sans fil illustré en figure 3 comprenant dix nœuds dans lequel deux flux sont à transmettre en même temps, du nœud 1 au nœud 5 et du nœud 10 au nœud 6, respectivement.To better highlight the advantages of the routing process thus implemented, let us take the example of the wireless communication network illustrated in FIG. 3 comprising ten nodes in which two flows are to be transmitted at the same time, from node 1 to node 5 and from node 10 to node 6, respectively.

La mise en œuvre d’un procédé de routage recherchant des plus courts chemins en nombre de sauts conduit à la détermination des chemins (a) et (b) représentés par deux flèches.The implementation of a routing process looking for shorter paths in number of hops leads to the determination of the paths (a) and (b) represented by two arrows.

Les liens de communication sans fil faisant partie des deux chemins déterminés sont les suivants : {(1 2), (2 3), (3 4), (4 5)} et {(10 9), (9 8), (8 7), (7 6)}.The wireless communication links which are part of the two determined paths are the following: {(1 2), (2 3), (3 4), (4 5)} and {(10 9), (9 8), ( 8 7), (7 6)}.

On suppose que le modèle d’interférence de ce réseau est à deux sauts (un nœud interfère avec ses voisins et leurs voisins). Le graphe de conflits associé au routage mis en œuvre sur la figure 3 est celui représenté sur la figure 4.It is assumed that the interference model of this network is two hops (a node interferes with its neighbors and their neighbors). The conflict graph associated with the routing implemented in FIG. 3 is that represented in FIG. 4.

Ce graphe de conflits comprend cinq cliques à C5, comprenant les liens de communication sans fil suivants :This conflict graph includes five clicks at C 5 , including the following wireless communication links:

Ci = {(1 - Ci = {(1 - -2), (2- -2), (2- -3), (3- -3), (3- -4), (4- -4), (4- >5), (8- > 5), (8- >7)} > 7)} c2 = {(7 -c 2 = {(7 - -6), (8- -6), (8- -7), (9- -7), (9- -8), (10- -8), (10- -9), (3- -9), (3- -4)} -4)} C3 = {(3 -C 3 = {(3 - -4), (4- -4), (4- -5), (8- -5), (8- -7), (9- -7), (9- >8), (10- > 8), (10- -9)} -9)} C4 = {(2 -C 4 = {(2 - -3), (3- -3), (3- -4), (4- -4), (4- -5), (8- -5), (8- >7), (9- > 7), (9- >8)} > 8)} C5 = {(1 -C 5 = {(1 - -2), (2- -2), (2- -3), (3- -3), (3- -4), (8- -4), (8- >7), (7 — > 7), (7 - >6)} > 6)}

Sous l’hypothèse que les liens de communication sans fil ont chacun une capacité totale de 100 unités et que les flux de données requièrent chacun un débit de 20 unités, les taux d’utilisation des cliques au sens de l’équation (1) seraient tous de 100% :Assuming that the wireless communication links each have a total capacity of 100 units and that the data flows each require a throughput of 20 units, the click-through rates in the sense of equation (1) would be all 100%:

• Ç : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100% • C2 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100% • C3 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100% • C4 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100% • C5 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100%• Ç: 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100% • C 2 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100 % • C 3 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100% • C 4 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100% • C 5 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 100%

Dans ce cas, les débits requis pour transmettre les deux flux peuvent être respectés ; les flux pourraient être acheminés via les plus courts chemins en nombre de sauts sans dégradation de débit. Cependant, tous les nœuds sont actifs, consommant ainsi beaucoup d’énergie.In this case, the bit rates required to transmit the two flows can be respected; flows could be routed via the shortest paths in number of hops without degradation of throughput. However, all nodes are active, consuming a lot of energy.

En appliquant le procédé de l’invention à ce même réseau, les chemins déterminés sont ceux représentés sur la figure 5. Ces deux chemins ne sollicitent pas les nœuds 7, 8 et 9 (qui sont dès lors mis en veille ou éteints).By applying the method of the invention to this same network, the paths determined are those shown in FIG. 5. These two paths do not request the nodes 7, 8 and 9 (which are therefore put on standby or switched off).

Les liens de communication sans fil compris dans les chemins déterminés sont les suivants : {(1 -+ 2), (2 -+ 3), (3 -+ 4), (4 -+ 5)} et {(10 —> 5), (5 —> 4), (4 —> 3), (3 —> 2), (2 —> 1 ), (1 —> 6)}.The wireless communication links included in the determined paths are the following: {(1 - + 2), (2 - + 3), (3 - + 4), (4 - + 5)} and {(10 -> 5), (5 -> 4), (4 -> 3), (3 -> 2), (2 -> 1), (1 -> 6)}.

La consommation d’énergie du réseau lorsque ce routage est mis en œuvre est donc réduite comparativement au routage selon la figure 3.The energy consumption of the network when this routing is implemented is therefore reduced compared to the routing according to FIG. 3.

La détermination des chemins qui précèdent et la désactivation des nœuds non utilisés pour l’acheminement des flux de données conduit au graphe de conflits représenté en figure 6. Les cliques de ce graphe de conflits différent sont alors les suivantes :The determination of the preceding paths and the deactivation of the nodes not used for the routing of the data flows leads to the conflict graph represented in FIG. 6. The clicks of this different conflict graph are then as follows:

Ci = {(1 - Ci = {(1 - >2), (2- > 2), (2- >3), (3— > 3), (3— >4), (4- > 4), (4- >5), (3- > 5), (3- >2), (4- > 2), (4- >3), (2- > 3), (2- + 1)} + 1)} c2 = {(2 -c 2 = {(2 - >1), (3- > 1), (3- >2), (4- > 2), (4- >3), (5— > 3), (5— >4), (2- > 4), (2- >3), (3- > 3), (3- >4), (4- > 4), (4- + 5)} + 5)} C3 = {(1 -C 3 = {(1 - >6), (2- > 6), (2- >1), (3- > 1), (3- >2), (4- > 2), (4- >3), (1 - > 3), (1 - >2), (2- > 2), (2- >3), (3- > 3), (3- + 4)} + 4)} C4 = {(10-C 4 = {(10- -5), (3- -5), (3- -4), (4- -4), (4- -5), (3- -5), (3- -2), (4- -2), (4- -3), (5- -3), (5- -+4)} - + 4)}

Si l’équation (1) et les équations supplémentaires (10) à (12) n’étaient pas prises en compte au cours de la détermination des chemins, les taux d’utilisation des cliques seraient:If equation (1) and additional equations (10) to (12) were not taken into account during the determination of the paths, the click-through rates would be:

• Ç : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 140% • C2 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 140% • C3 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 140% • C4 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 120%• Ç: 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 140% • C 2 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20 / 100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 140% • C 3 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 140 % • C 4 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 = 120%

Le réseau est alors saturé.The network is then saturated.

L’équation (1) doit donc être prise en compte pour ne pas saturer le réseau, mais pour la respecter dans l’exemple considéré, les débits de transmission des flux ne devraient pas dépasser 14,28 afin de ne pas surcharger les cliques :Equation (1) must therefore be taken into account so as not to saturate the network, but to respect it in the example considered, the transmission transmission rates should not exceed 14.28 in order not to overload the clicks:

• Ç : 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100 +14,28/100 = 99,96 (-100%) • C2 : 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100 +14,28/100 = 99,96 (-100%) • C3 : 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100 +14,28/100 = 99,96 (-100%) • C4 : 14,28/100+ 14,28/100 + 14,28/100+ 14,28/100+ 14,28/100+14,28/100 = 85,68%• Ç: 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 = 99.96 (- 100%) • C 2 : 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 = 99 .96 (-100%) • C 3 : 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 +14.28 / 100 = 99.96 (-100%) • C 4 : 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 + 14.28 / 100 = 85.68%

La consommation énergétique est donc réduite, mais au détriment de la qualité des applications déployées.Energy consumption is therefore reduced, but to the detriment of the quality of the applications deployed.

En associant l’agrégation et le codage réseau, c’est-à-dire en prenant en compte toutes les équations définies ci-dessus (non seulement les équations (1) à (9) mais également les équations (10) à (12)), les nœuds 2, 3 et 4 peuvent réduire leur nombre de transmissions en combinant les données reçues sur leurs différents liens en entrée.By associating aggregation and network coding, i.e. taking into account all the equations defined above (not only equations (1) to (9) but also equations (10) to (12 )), nodes 2, 3 and 4 can reduce their number of transmissions by combining the data received on their various input links.

En effet, le codage réseau fonctionne de la manière suivante dans l’exemple représenté sur la figure 5.Network coding works in the following way in the example shown in Figure 5.

Le nœud 1 envoie des premières données (appartenant à un premier flux) au nœud 2, et les mémorise temporairement.Node 1 sends first data (belonging to a first stream) to node 2, and stores it temporarily.

Le nœud 3 envoie des deuxièmes données (appartenant à un deuxième flux) au nœud 2, et les mémorise temporairement.Node 3 sends second data (belonging to a second stream) to node 2, and stores it temporarily.

Le nœud 2 reçoit du nœud 1 les premières données du premier flux, et reçoit également du nœud 3 des deuxièmes données du deuxième flux.Node 2 receives from node 1 the first data from the first flow, and also receives from node 3 second data from the second flow.

Le nœud 2 combine les premières données et les deuxièmes données. Cette combinaison et par exemple une somme bit à bit au moyen de l’opérateur XOR ; d’autres combinaisons sont cependant envisageables.Node 2 combines the first data and the second data. This combination and for example a bitwise sum by means of the operator XOR; However, other combinations are possible.

Le nœud 2 transmet cette combinaison à chacun des nœuds 1 et 3. Comme le réseau est un réseau fil, le nœud ne met en œuvre en réalité qu’une seule transmission pluridirectionnelle des données, ces données pouvant être captées par les nœuds voisins 1 et 3 qui sont à portée.Node 2 transmits this combination to each of nodes 1 and 3. As the network is a wire network, the node actually only implements a single multidirectional transmission of data, this data being able to be picked up by neighboring nodes 1 and 3 which are in range.

Le nœud 1 recevant la combinaison calculée, peut retrouver la valeur des deuxièmes données en combinant la combinaison reçue avec les premières qu’il avait mémorisée.Node 1 receiving the calculated combination can find the value of the second data by combining the received combination with the first ones it had memorized.

Dans le cas de la somme avec opérateur XOR, le nœud 1 peut retrouver les deuxièmes données en effectuant à son tour une somme XOR bit à bit de la combinaison reçue avec les premières données qu’il avait mémorisées.In the case of the sum with operator XOR, the node 1 can find the second data by carrying out in its turn a sum XOR bit by bit of the combination received with the first data which it had memorized.

Similairement, le nœud 3 recevant la combinaison calculée, peut retrouver la valeur des premières données en combinant la combinaison reçue avec les deuxièmes qu’il avait mémorisées.Similarly, node 3 receiving the calculated combination can find the value of the first data by combining the received combination with the second that it had stored.

Le même codage réseau est également mis en œuvre par les nœuds 3 et 4.The same network coding is also implemented by nodes 3 and 4.

On comprend ainsi que le codage réseau permet de réduire le nombre de transmission à effectuer pour transmettre le même volume de données dans le réseau sans fil, augmentant ainsi les débits.It is thus understood that network coding makes it possible to reduce the number of transmissions to be carried out to transmit the same volume of data in the wireless network, thereby increasing the bit rates.

Dans ces conditions, pour reprendre l’exemple qui précède, dans lequel il était considéré que les flux devaient être transmis avec un débit de 20 unités, les taux d’utilisation des cliques avec mise en œuvre du codage réseau deviennent:Under these conditions, to take the example above, in which it was considered that the streams should be transmitted with a bit rate of 20 units, the clicks utilization rates with implementation of network coding become:

• Ç : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100• Ç: 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100

- (20/100 + 20/100)* = 100% • C2: 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100- (20/100 + 20/100) * = 100% • C 2 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100

- (20/100 + 20/100)* = 100% • C3 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100- (20/100 + 20/100) * = 100% • C 3 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100

- (20/100 + 20/100)* = 100% • C4 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100- (20/100 + 20/100) * = 100% • C 4 : 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100 + 20/100

- (20/100)* = 100%- (20/100) * = 100%

Dans les calculs numériques d’exemple exposés ci-dessus, les termes présentant un astérisque (*) représentent la capacité récupérée grâce au codage réseau limitant le nombre de transmissions.In the numerical example calculations set out above, the terms with an asterisk (*) represent the capacity recovered thanks to network coding limiting the number of transmissions.

En conclusion, la prise en compte du codage réseau dans les équations résolues par le programme linéaire en nombre entier permet ainsi la désactivation de 30% des nœuds, tout en garantissant les débits requis par les flux et en respectant la capacité du réseau.In conclusion, taking network coding into account in the equations solved by the integer linear program thus allows the deactivation of 30% of the nodes, while guaranteeing the rates required by the flows and respecting the network capacity.

Comme indiqué précédemment, le dispositif de routage peut tout à fait être luimême un nœud du réseau.As indicated previously, the routing device can quite well be itself a node of the network.

Il peut par exemple être prévu que chaque nœud du réseau met en œuvre le procédé de routage, et se désactive lui-même s’il arrive à la conclusion qu’il ne fait lui-même pas partie d’un des chemins qu’il a déterminés. Un nœud peut également désactiver d’autres nœuds du réseau.It can for example be provided that each node of the network implements the routing process, and deactivates itself if it comes to the conclusion that it is not itself part of one of the paths that it has determined. A node can also deactivate other nodes on the network.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Procédé de routage d’une pluralité de flux de données dans un réseau de communication sans fil (R) comprenant une pluralité de nœuds reliés par des liens de communication sans fil, le procédé comprenant des étapes de :1. A method of routing a plurality of data streams in a wireless communication network (R) comprising a plurality of nodes connected by wireless communication links, the method comprising steps of: • identification (101) d’au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres s’ils étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, • détermination (102), pour chaque flux de données, d’un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de nœuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d’un système d’équations dont les chemins sont solutions, le système d’équations définissant les règles suivantes :• identification (101) of at least one group of wireless communication links in the network which would all interfere with each other if they were used simultaneously to transmit data, • determination (102), for each data flow, of a path in the network to transmit the data flow, each path being characterized by a set of nodes of the network, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules: o le nombre total de nœuds à inclure dans les chemins est à minimiser, o pour chaque groupe identifié, le taux d’utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, doit être inférieur ou égal à un seuil prédéterminé, o chaque flux est à transmettre depuis un nœud source prédéterminé du réseau vers un nœud destinataire prédéterminé du réseau, o tout nœud n’étant pas destinataire et recevant un flux doit retransmettre ce flux à un seul autre nœud, • désactivation (103) d’au moins un nœud du réseau qui n’est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.o the total number of nodes to be included in the paths is to be minimized, o for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data flows, must be less than or equal to a predetermined threshold, o each flow is to be transmitted from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network, o any node which is not a recipient and receiving a flow must retransmit this flow to only one other node, • deactivation (103) of at least at least one node of the network which is not included in at least one of the determined paths. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le système d’équations définit en outre des règles indicatives qu’un codage réseau est à utiliser pour transmettre les flux de données.2. Method according to the preceding claim, wherein the system of equations further defines rules indicative that a network coding is to be used to transmit the data streams. 3. Procédé selon la revendication précédente, comprenant une étape de configuration (104) d’au moins un nœud du réseau en lequel deux chemins déterminés se croisent, de sorte que le nœud mette en œuvre un codage réseau des données transitant par les chemins qui se croisent.3. Method according to the preceding claim, comprising a configuration step (104) of at least one node of the network in which two determined paths intersect, so that the node implements a network coding of the data passing through the paths which cross. 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la résolution du système d’équations est mise en œuvre par un programme linéaire en nombre entier.4. Method according to one of the preceding claims, in which the resolution of the system of equations is implemented by an integer linear program. 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un groupe de liens est une clique d’un graphe de conflits comprenant des sommets représentants les liens de communication sans fil du réseau, et des arêtes reliant des sommets, dans lequel une arête représente des interférences entre les liens de communication sans fil représentés par les sommets que l’arête relie.5. Method according to one of the preceding claims, in which a group of links is a click of a conflict graph comprising vertices representing the wireless communication links of the network, and edges connecting vertices, in which an edge represents interference between the wireless communication links represented by the vertices that the edge connects. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la résolution du système d’équations produit, pour chaque lien de communication sans fil et pour chaque flux de donnée, un booléen indiquant si le lien de communication sans fil est à utiliser pour transmettre ou non le flux de données, chaque chemin étant identifié par une pluralité de tels booléens.6. Method according to one of the preceding claims, in which the resolution of the system of equations produces, for each wireless communication link and for each data stream, a boolean indicating whether the wireless communication link is to be used for whether or not to transmit the data stream, each path being identified by a plurality of such Booleans. 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le taux d’utilisation en débit d’un groupe est la somme des taux d’utilisation en capacité des liens du groupe par la pluralité de flux de données, le taux d’utilisation en capacité d’un lien étant un rapport entre une capacité consommée sur le lien pour transférer la pluralité de données et une capacité à vide du lien.7. Method according to one of the preceding claims, in which the bandwidth utilization rate of a group is the sum of the capacity utilization rates of the links of the group by the plurality of data streams, the rate of capacity utilization of a link being a ratio between a capacity consumed on the link to transfer the plurality of data and an empty capacity of the link. 8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le seuil prédéterminé est égal à 1.8. Method according to one of the preceding claims, in which the predetermined threshold is equal to 1. 9. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé selon l’une de revendications précédentes, lorsque ce programme est exécuté par au moins un processeur.9. A computer program product comprising program code instructions for executing the steps of the method according to one of the preceding claims, when this program is executed by at least one processor. 10. Dispositif de routage (1) d’une pluralité de flux de données dans un réseau de communication sans fil comprenant une pluralité de nœuds reliés par des liens de communication sans fil, le dispositif comprenant :10. Routing device (1) of a plurality of data streams in a wireless communication network comprising a plurality of nodes connected by wireless communication links, the device comprising: • au moins un processeur (2) configuré pour :• at least one processor (2) configured to: o déterminer au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres si les liens du groupe étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, o déterminer, pour chaque flux de données, un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de nœuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d’un système d’équations dont les chemins sont solutions, le système d’équations définissant les règles suivantes :o determine at least one group of wireless communication links in the network which would all interfere with each other if the group links were used simultaneously to transmit data, o determine, for each data flow, a path in the network for transmit the data flow, each path being characterized by a set of network nodes, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules: le nombre total de nœuds à inclure dans les chemins est à minimiser, pour chaque groupe identifié, le taux d’utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, est inférieur ou égal à un seuil prédéterminé, chaque flux est à transmettre depuis un nœud source prédéterminé du réseau vers un nœud destinataire prédéterminé du réseau, tout nœud n’étant pas destinataire et recevant un flux retransmet ce flux à un seul autre nœud, • une interface de commande (4) configurée pour commander la désactivation d’au moins un nœud du réseau qui n’est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.the total number of nodes to be included in the paths is to be minimized, for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data streams, is less than or equal to a predetermined threshold, each stream is at transmit from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network, any node not being recipient and receiving a flow retransmits this flow to only one other node, • a control interface (4) configured to control the deactivation of 'at least one node of the network which is not included in at least one of the determined paths. 11. Réseau (R) de communication sans fil comprenant :11. Wireless communication network (R) comprising: • une pluralité de nœuds, • une pluralité de liens de communication sans fil entre des nœuds, • au moins un processeur (2) configuré pour :• a plurality of nodes, • a plurality of wireless communication links between nodes, • at least one processor (2) configured to: o déterminer au moins un groupe de liens de communication sans fil du réseau qui interféreraient tous les uns avec les autres si les liens du groupe étaient utilisés simultanément pour transmettre des données, o déterminer, pour chaque flux de données, un chemin dans le réseau pour transmettre le flux de données, chaque chemin étant caractérisé par un ensemble de nœuds du réseau, la détermination comprenant une résolution d’un système d’équations dont les chemins sont solutions, le système d’équations définissant les règles suivantes :o determine at least one group of wireless communication links in the network which would all interfere with each other if the group links were used simultaneously to transmit data, o determine, for each data flow, a path in the network for transmit the data flow, each path being characterized by a set of network nodes, the determination comprising a resolution of a system of equations whose paths are solutions, the system of equations defining the following rules: le nombre total de nœuds à inclure dans les chemins est à minimiser, pour chaque groupe identifié, le taux d’utilisation en capacité du groupe, par la pluralité de flux de données, est inférieur ou égal à un seuil prédéterminé, chaque flux est à transmettre depuis un nœud source prédéterminé du réseau vers un nœud destinataire prédéterminé du réseau, tout nœud n’étant pas destinataire et recevant un flux retransmet ce flux à un seul autre nœud, • des moyens (1, 4) pour désactiver au moins un nœud du réseau qui n’est pas compris dans au moins un des chemins déterminés.the total number of nodes to be included in the paths is to be minimized, for each identified group, the capacity utilization rate of the group, by the plurality of data streams, is less than or equal to a predetermined threshold, each stream is at transmit from a predetermined source node of the network to a predetermined destination node of the network, any node not being recipient and receiving a flow retransmits this flow to only one other node, • means (1, 4) for deactivating at least one node of the network which is not included in at least one of the determined paths. 1/41/4
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