EP4364333A1

EP4364333A1 - Procede de retransmission cooperative dans un systeme omamrc

Info

Publication number: EP4364333A1
Application number: EP22744284.5A
Authority: EP
Inventors: Raphaël Visoz
Original assignee: Orange SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2022-06-27
Publication date: 2024-05-08
Also published as: FR3124912A1; WO2023275469A1

Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de transmission destiné à un système de télécommunication OMAMRC à M sources (S ₁,..., S _M), éventuellement L relais et une destination, M ≥ 2, L ≥ 0. Dans une telle solution, lorsqu'une source n'a pas pu être décodée par la destination, cette dernière organise une retransmission simultanée, par l'ensemble des noeuds du système ayant décodé lasource, d'un message émis par cette dernière.

Description

DESCRIPTION

TITRE : Procédé de retransmission coopérative dans un système OMAMRC Domaine de l'invention

La présente invention se rapporte au domaine des communications numériques. Au sein de ce domaine, l'invention se rapporte plus particulièrement à la transmission de données codées entre au moins deux sources et une destination avec relayage par au moins deux nœuds pouvant être des relais ou des sources.

Il est entendu qu'un relais n'a pas de message à transmettre. Un relais est un nœud dédié au relayage des messages des sources tandis qu'une source à son propre message à transmettre et peut en outre dans certain cas relayer les messages des autres sources i.e. la source est dite coopérative dans ce cas.

Il existe de nombreuses techniques de relayage connues sous leur appellation anglo- saxonne : * amplify and forward », * decode and forward », « compress-and-forward », « non- orthogonal amplify and forward », « dynamic decode and forward », etc.

L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à la transmission de données via des réseaux mobiles, par exemple pour des applications temps réel, ou via par exemple des réseaux de capteurs.

Un tel réseau de capteurs est un réseau multi-utilisateurs, constitué de plusieurs sources, plusieurs relais et un destinataire utilisant un schéma d'accès multiple orthogonal du canal de transmission entre les relais et la destination, noté OMAMRC (« Orthogonal Multiple-Access Multiple-Relay Channel » selon la terminologie anglo-saxonne).

Par la suite, l'orthogonalité entre les transmissions des sources et des relais est obtenue par un multiplexage en temps sous forme d'intervalles de temps disjoints. La généralisation pour une orthogonalité résultant d'un multiplexage fréquentiel sous forme de sous bandes de fréquence disjointes est également possible.

Art antérieur et ses Inconvénients

Un système de transmission OMAMRC mettant en œuvre une adaptation lente de lien est connu de la demande WO 2019/162592 publiée le 29 août 2019. Le contenu de cette demande est inclus par référence.

Un système de télécommunication OMAMRC a M sources, éventuellement L relais et une destination, M ≥ 2, L ≥ 0 et un schéma d'accès multiple orthogonal en temps du canal de transmission qui s'applique entre les nœuds pris parmi les M sources et les L relais. Le nombre maximum d'intervalles de temps par trame transmise est de M + T_max avec M intervalles alloués pendant une première phase à la transmission successive des M sources et T_used ≤ T_max intervalles pour une ou plusieurs transmissions coopératives alloués pendant une deuxième phase à un ou plusieurs nœuds sélectionnés par la destination selon une stratégie de sélection.

Le système de transmission OMAMRC considéré comprend au moins deux sources chacune de ces sources pouvant fonctionner à des instants différents soit exclusivement comme une source, soit comme un nœud de relayage. Le système peut éventuellement comprendre en outre des relais. La terminologie nœud couvre aussi bien un relais qu'une source agissant comme un nœud de relayage ou comme une source. Le système considéré est tel que les sources peuvent elle-même être des relais. Un relais se distingue d'une source car il n'a pas de message à transmettre qui lui soit propre Le. il ne fait que retransmettre des messages provenant d'autres nœuds. Les liens entre les différents nœuds du système sont sujets à des évanouissements lents (slow fading) et à du bruit blanc Gaussien. La connaissance de tous les liens du système (CSI : Channel State Information) par la destination n'est pas disponible. En effet, les liens entre les sources, entre les relais, entre les relais et les sources ne sont pas directement observables par la destination et leur connaissance par la destination nécessiterait un échange d'information trop important entre les sources, les relais et la destination. Pour limiter le coût de la surcharge de la voie de retour (feedback overhead), seule une information sur la distribution/statistique des canaux (CDI: Channel Distribution Information) de tous les liens, e.g. qualité moyenne (par exemple SNR moyen, SINR moyen) de tous les liens, est supposée connue par la destination dans le but de déterminer les débits alloués aux sources.

L'adaptation de lien est de type lent c'est-à-dire qu'avant toute transmission, la destination alloue des débits initiaux aux sources connaissant la distribution de tous les canaux (CD/; Channel Distribution Information). En général, il est possible de remonter à la distribution CDI sur la base de la connaissance du SNR ou SINR moyen de chaque lien du système.

Les transmissions des messages des sources sont divisées en trames pendant lesquelles les CSI des liens sont supposés constants (hypothèse d'évanouissements lents). L'allocation de débit est supposée ne pas changer pendant plusieurs centaines de trames, elle change uniquement avec les changements de CDI.

Le procédé distingue trois phases, une phase initiale et, pour chaque trame à transmettre, une phase et une 2^nde phase. La transmission d'une trame se déroule en deux phases qui sont éventuellement précédées d'une phase additionnelle dite initiale.

Lors de la phase d'initialisation, la destination détermine un débit initial pour chaque source en prenant en compte la qualité (par exemple SNR) moyenne de chacun des liens du système.

La destination estime la qualité (par exemple SNR) des liens directs : source vers destination et relais vers destination selon des techniques connues basées sur l'exploitation de signaux de référence. La qualité des liens source - source, relais - relais et source - relais est estimée par les sources et les relais en exploitant par exemple les signaux de référence. Les sources et les relais transmettent à la destination les qualités moyennes des liens. Cette transmission intervient avant la phase d'initialisation. Seule la valeur moyenne de la qualité d'un lien étant prise en compte, son rafraîchissement intervient à une échelle de temps longue c'est-à-dire sur un temps qui permet de moyenner les variations rapides (fast fading) du canal. Ce temps est de l'ordre du temps nécessaire pour parcourir plusieurs dizaines de longueur d'onde de la fréquence du signal transmis pour une vitesse donnée. La phase d'initialisation intervient par exemple toutes les 200 à 1000 trames. La destination remonte aux sources via une voie de retour les débits initiaux qu'elle a déterminés. Les débits initiaux restent constants entre deux occurrences de la phase d'initialisation.

Lors de la première phase, les M sources transmettent successivement leur message pendant les M intervalles de temps (time-slots) en utilisant respectivement des schémas de modulation et de codage déterminés à partir des débits initiaux. Pendant cette phase, le nombre d'utilisations du canal (channel use i.e. ressource element selon la terminologie du 3GPP) est fixe et identique pour chacune des sources.

Lors de la deuxième phase, les messages des sources sont transmis de façon coopérative par les relais et/ou par les sources. Cette phase dure au maximum T_max , intervalles de temps (time- slots). Pendant cette phase, le nombre N₂ d'utilisations du canal (channel use) est fixe et identique pour chacun des nœuds (sources et relais).

Les sources indépendantes entre elles diffusent pendant la première phase leurs séquences d'informations codées sous forme de messages à l'attention d'un seul destinataire. Chaque source diffuse ses messages avec le débit initial. La destination communique à chaque source son débit initial via des canaux de contrôle à débit très limité. Ainsi, pendant la première phase, les sources transmettent chacune à leur tour leur message respectif pendant des intervalles de temps « time- slot » dédiés chacun à une source.

Les sources autres que celle qui émet et éventuellement les relais, de type « Half Duplex » reçoivent les messages successifs des sources, les décodent et, s'ils sont sélectionnés, génèrent un message uniquement à partir des messages des sources décodés sans erreur.

Les nœuds sélectionnés accèdent ensuite au canal de manière orthogonale en temps entre eux pendant la seconde phase pour transmettre leur message généré vers la destination.

La destination peut choisir quel nœud doit transmettre à un instant donné.

Bien qu'une telle solution permette de maximiser l'efficacité spectrale moyenne (métrique d'utilité) au sein du système considéré sous-contrainte de respecter une qualité de service individuelle (QoS) par source, il est souhaitable d'essayer d'améliorer d'avantage les performances de décodage d'une source donnée.

La présente invention répond à cet objectif.

Exposé de l’invention

A cette fin, la présente invention a pour objet un procédé de transmission destiné à un système de télécommunication OMAMRC à M sources (s1, ..., s_M), éventuellement L relais

(r₁, ..., r_L) et une destination (d), avec M ≥ 2, L ≥ 0, comprenant une première phase au cours de laquelle, la destination reçoit les émissions successives des M sources d'un message correspondant à une première redondance (RV0) qui est un mot de code et une deuxième phase comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par la destination (d) : diffusion d'un message identifiant une ou plusieurs sources pour lesquelles elle n'a pas décodé sans erreur ledit message émis, dites sources non décodées,

- réception d'au moins un identifiant d'au moins une source s_i, non décodée par la destination transmis par un ensemble de nœuds comprenant au moins un nœud, pris parmi les M sources et les L relais, ayant décodé sans erreur ledit message émis par la source s_i ,

- diffusion d'une demande de retransmission dudit au moins un message émis par la source s_i ,

- réception d'une même deuxième redondance du message de la source s_i, transmise simultanément par au moins deux nœuds dans un même intervalle de temps

En permettant à plusieurs nœuds de transmettre simultanément une même redondance pour le même message d'une même source dans un même intervalle de temps, l'invention améliore les procédés connus. En effet, sachant que chaque nœud du système dispose de son propre budget de puissance indépendant, la présente solution permet d'améliorer les performances de décodage d'une source s_i, en proposant que l'ensemble des nœuds du système ayant décodés sans erreur un message émis par la source s_i, selon une première redondance retransmettent simultanément une deuxième redondance de ce message i.e. en utilisant une même utilisation du canal (channel use). Ainsi, la puissance d'émission équivalente pour la source s_i se trouve multipliée par le nombre de nœuds du système ayant décodés sans erreur un message émis par la source s_i et participant à la retransmission. La première et la deuxième redondance peuvent être identiques, par exemple lorsque l'on utilise un code à répétition, ou pas et comprendre ou pas des bits systématiques.

Dans la présente solution, il est précisé que la première redondance est un mot de code. Le fait que la première redondance soit un mot code permet de remonter au message transmis car il ya une correspondance unique entre mot de code et message ce qui nécessite un rendement de codage inférieur ou égal à 1.

Selon une première implémentation du procédé objet de l'invention, celui-ci comprend en outre une étape de sélection de ladite source parmi un ensemble de sources non décodées par la destination dont les identifiants sont reçus en provenance des nœuds, pris parmi les M sources et les L relais, ayant décodé sans erreur au moins un message émis par lesdites sources non décodées à la destination.

En effet, en fonction des circonstances, plusieurs messages émis par différentes sources peuvent ne pas avoir été décodés sans erreur par la destination. Plutôt que de laisser le choix du message à encoder et à transmettre par un nœud sélectionné par la destination sur la base des messages décodés par ce nœud et non décodés par la destination, comme cela est le cas dans l'état de l'art, la destination impose, dans la présente solution, le choix du message et donc de la source pour laquelle une retransmission est requise par un ou plusieurs nœuds. Ainsi, tous les nœuds concernés par cette retransmission peuvent collaborer en retransmettant la même redondance d'un même message et sans que cette retransmission soit interférée par une retransmission d'un autre message par d'autres nœuds.

Selon une deuxième implémentation du procédé objet de l'invention, la source s_i sélectionnée est la source pour laquelle un rapport signal à bruit associé à un canal de transmission composite, constitué de l'ensemble des canaux de transmission établis entre chacun des nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i et la destination, est le plus élevé.

En choisissant la source pour laquelle le canal de transmission composite présente un fort rapport signal à bruit, la destination augmente ses chances de décoder sans erreur le message retransmis.

Lorsque chacun des nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i connaît la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d), chaque nœud transmet la deuxième redondance dudit message émis par la source s_i modulée par un facteur de phase avec j² = — 1 et où correspond au conjugué du can al de transmission h_a,d liant le nœud α à la destination (d) divisé par sa norme |h_a,d|.

Un tel mode de transmission, dit « equal gain combining » permet d'obtenir, du côté de la destination, une combinaison cohérente de l'ensemble des signaux émis par les nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i sélectionnée.

Une information relative aux facteurs de phase Φ _a,d des nœuds peut être déterminée par la destination au moyen de signaux pilotes, puis être transmise à chacun des nœuds au cours de l'initialisation et de la première phase par exemple.

Lorsque le système comprenant un premier groupe de nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i connaissant la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d) et un deuxième groupe de nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i ne connaissant pas la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d), chaque nœud appartenant au premier groupe transmet la deuxième redondance dudit message émis par la source s_i modulée par un facteur de phase avec j² = — 1, et chaque nœud appartenant au deuxième groupe transmet la redondance dudit message émis par la source s_i sans modulation de phase.

Cela est le cas, par exemple, pendant une période transitoire au cours de laquelle la destination n'a pas encore pu déterminer l'information relative aux facteurs de phase pour l'ensemble des nœuds. Au cours du temps, la destination pourra fournir une telle information à l'ensemble des nœuds du système améliorant encore la qualité de la transmission.

Dans une autre implémentation de la présente solution, les messages destinés à être émis par les M sources (s1, ..., s_M) sont encodés au moyen d'un code à redondance incrémentale et segmentés en une pluralité de blocs de redondance.

L'invention concerne également un système comprenant M sources (s1, ..., s_M) , L relais

(r₁, ..., r_L) et une destination (d), M ≥ 2, L ≥ 0, pour une mise en œuvre d'un procédé de transmission selon l'un des objets précédents. L'invention a en outre pour objet un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention tel que décrit précédemment, lorsqu'il est exécuté par un processeur.

L'invention a en outre pour objet un support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes d'un procédé selon l'invention tel que décrit ci-dessus.

Un tel support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur.

D'autre part, un tel support d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens, de sorte que le programme d'ordinateur qu'il contient est exécutable à distance. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau par exemple le réseau Internet.

Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé objet de l'invention précité.

Liste des figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :

[flg. 1 ] : cette figure représente un mode de réalisation de l'invention décrit dans le contexte d'un système OMAMRC,

[flg. 2] : cette figure représente un cycle de transmission d'une trame,

[fig. 3] : cette figure représente les différentes étapes du procédé de transmission objet de l'invention mises en œuvre par le système de la figure 1,

[fig. 4] : cette figure représente un buffer circulaire permettant de sélectionner une redondance du message à. transmettre,

[fig. 5] : cette figure représente une destination appartenant à un système de télécommunication OMAMRC a M sources, éventuellement L relais et une destination, M ≥ 2, L ≥ 0 selon un mode de réalisation de l'invention.

Description détaillée de modes de réalisation de l'invention

On présente désormais, en relation avec la [fig. 1] un mode de réalisation de l'invention décrit dans le contexte d'un système OMAMRC à l'appui du schéma de la [Fig. 2] qui illustre un cycle de transmission d'une trame.

Ce système comprend M sources qui appartiennent au jeu de sources S = {s₁, ...,s_M}, L relais qui appartiennent au jeu de relais R = {r₁, ..., r_L} et une destination d. Par convention, il est considéré que _si = i ∀i ∈ {1, ..., M} et r_i = M + i ∀i ∈ {1, ..., L}.

Chaque source du jeu S communique avec l'unique destination avec l'aide des autres sources (user coopération) et des relais qui coopèrent.

A titre de simplification de la description, les suppositions suivantes sont faites par la suite sur le système OMAMRC : les sources, les relais sont équipés d'une seule antenne d'émission ; les sources, les relais, et la destination sont équipés d'une seule antenne de réception ; les sources, les relais, et la destination sont parfaitement synchronisés ; les sources sont statistiquement indépendantes (il n'y a pas de corrélation entre elles) ; tous les nœuds émettent avec une même puissance ; il est fait usage d'un code CRC supposé inclus dans les K_s bits d'information de chaque source s pour déterminer si un message est correctement décodé ou pas ; les liens entre les différents nœuds souffrent de bruit additif et d'évanouissement. Les gains d'évanouissement sont fixes pendant la transmission d'une trame effectuée pendant une durée maximale M + T_max intervalles de temps, mais peuvent changer indépendamment d'une trame à une autre. T_max 2 est un paramètre du système ; la qualité instantanée du canal/lien direct en réception (CSIR Channel State Information at Receiver) est disponible à la destination, aux sources et aux relais ; les retours sont sans erreur (pas d'erreur sur les signaux de contrôle).

Les nœuds comprennent les relais et les sources qui peuvent se comporter comme un relais quand elles n'émettent pas leur propre message.

Les nœuds, M sources et L relais, accèdent au canal de transmission selon un schéma d'accès multiple orthogonal en temps, ou en fréquence, qui leur permet d'écouter sans interférence les transmissions des autres nœuds. Les nœuds fonctionnent selon un mode « half- duplex ».

Les notations suivantes sont utilisées :

• H_i est l'ensemble des nœuds a ayant décodé sans erreur le message émis par la source s_i durant un intervalle de temps de la première phase,

• x_{a, k} ∈ C est le symbole modulé codé pour l'utilisation du canal k émis par le nœud a ∈ S ∪ R ,

• y_a,b,k est Ie signal reçu au nœud b ∈ S ∪ R ∪ {d}\{a} correspondant à un signal émis par le nœud a ∈ S ∪ R ,

• est le signal reçu au nœud b ∈ S ∪ R ∪ {d}\ H_i correspondant aux signaux émis par les nœuds a ∈ H_i,

• y_a,b est le rapport signal à bruit moyen (SNR) qui prend en compte les effets d'atténuation du canal (pot/i-/oss) et de masquage (shadowing),

. h_a,b est le gain d'atténuation du canal (fading) qui suit une distribution Gaussienne complexe circulaire symétrique à moyenne nulle et de variance γ_a,b (la puissance reçue qui est proportionnelle à la puissance émise) , les gains sont indépendants entre eux,

• n_a,b,k ou sont des échantillons d'un bruit blanc Gaussien (AWGN) distribués de manière identique et indépendante qui suivent une distribution Gaussienne complexe de symétrie circulaire à moyenne nulle et de variance unitaire.

R_s est une variable représentant le débit initial de la source s qui peut prendre ses valeurs dans l'ensemble fini . De même, α_s est une variable représentant le rapport N ₂/N_1,s qui peut prendre ses valeurs dans un ensemble fini A Le signal reçu au nœud b ∈ S ∪ R ∪ (d) \{a) correspondant au signal émis par le nœud a ∈ S durant la première phase peut s'écrire : y_a,b,k = h_a,bx_a,k + n_a.b,k (1 )

Le signal reçu au nœud b ∈ S ∪ R ∪ {d}\ H_i correspondant aux signaux émis par les nœuds appartenant à l'ensemble H_i durant la seconde phase peut s'écrire :

(2) où x_k = x_a,k ∀a ∈ H_i ,c.à.d., la même version de redondance sur le message est transmise par tous les nœuds a ∈ H_i, et φ _a,d est un terme de correction de phase par rapport au canal h_a,d avec j² = -1.

La [flg. 3] représente les différentes étapes du procédé de transmission objet de l'invention mises en œuvre par le système décrit ci-dessus.

Pendant une première phase Ph1 de M intervalles de temps, chaque source s ∈ S émet au moins un message correspondant à une première redondance RV0 qui est un mot de code pendant N_1,s utilisations du canal, k ∈ {1, ...N_1,s}, le nombre N_1,s d'utilisations du canal dépendant de la source s.

En exploitant des signaux de référence (symboles pilotes, signaux SRS du 3GPP LTE, etc), la destination peut déterminer les gains (CSI Channel State Information) des liens directs : h_dir = c'est-à-dire des liens source vers destination et relais vers destination et peut donc en déduire les SNR moyens de ces liens.

Par contre, les gains des liens entre sources, des liens entre relais et des liens entre sources et relais ne sont pas connus de la destination. Seuls les sources et les relais peuvent estimer une métrique de ces liens en exploitant des signaux de référence de manière similaire à celle utilisée pour les liens directs. Compte tenu que les statistiques des canaux sont supposés constantes entre deux phases d'initialisation, la transmission à la destination des métriques par les sources et les relais peut n'intervenir qu'à la même cadence que la phase d'initialisation. La statistique du canal de chaque lien est supposée suivre une distribution Gaussienne complexe circulaire centrée et les statistiques sont indépendantes entre les liens. Il est par suite suffisant de ne considérer que le SNR moyen comme mesure de la statistique d'un lien.

Les sources et les relais remontent donc à la destination des métriques représentatives des SNR moyens des liens qu'ils peuvent observer.

La destination connaît ainsi le SNR moyen de chacun des liens.

Pendant une phase initiale d'adaptation de lien (non représentée sur les figures) qui précède la transmission de plusieurs trames, la destination transmet pour chaque source s une valeur représentative (index, MCS, débit, etc) d'un débit initial et une valeur

Chacun des débits initiaux détermine de manière non ambiguë un schéma de modulation et de codage (MCS, Modulation and Coding Scheme) initial ou inversement chaque MCS initial détermine un débit initial.

La remontée des débits initiaux et des rapports est effectuée via des canaux de contrôle à débit très limité.

Chaque source transmet à la destination ses messages mis en trame avec l'aide des autres sources et des relais.

Une trame occupe des intervalles de temps (time slots) lors de la transmission des M messages des respectivement M sources. La transmission d'une trame (qui définit un cycle de transmission) se déroule pendant M + T_used intervalles de temps : M intervalles pour la première phase de capacités respectives utilisations du canal pour chaque source i, T_used intervalles pour une deuxième phase qui sera décrite plus loin dans le présent document

Toujours pendant la première phase, chaque source s ∈ S transmet après codage un message u_s, correspondant à une première redondance RV0, représentant K_s bits d'information F₂ étant le corps de Galois à deux éléments. Le message u_s comprend un code de type CRC qui permet de vérifier l'intégrité du message u_s. Le message u_s est codé selon le MCS initial. Compte tenu que les MCS initiaux peuvent être différents entre les sources, les longueurs des messages codés peuvent être différentes entre les sources.

Le codage appliqué utilise, par exemple mais non exclusivement, un code à redondance incrémentale pouvant se baser sur des codes existants du type codes convolutif, turbo code, LDPC etc.

Le principe de ce type de codes est le suivant, un message émis par chaque source est encodé (il peut y avoir une segmentation du message en plusieurs sous-blocs encodés indépendamment si le message est trop long) par un code mère de rendement très bas (par exemple 1/3), les bits codés sont ensuite placés dans un buffer circulaire représenté à la [Fig. 4] comportant plusieurs positions de départ de lecture Pos. 0, Pos. 1, Pos. 2 et Pos. 3. Un tel buffer circulaire contient les bits codés d'un message d'une source encodé par un code mère systématique de rendement bas et permettant de sélectionner une redondance particulière du message à transmettre en fonction d'une position de départ de lecture dans le buffer circulaire.

Ces indices de départ de lecture Pos. 0, Pos. 1, Pos. 2 et Pos. 3 correspondent à des blocs/versions de redondance différents, dans l'exemple choisi il y a quatre versions de redondances possibles. Pour chaque bloc/version de redondance, un nœud va lire le nombre de bits codés à envoyer, correspondant au nombre d'utilisation de canal disponible pour une modulation et une taille de message donnés, à partir de la position de redondance correspondante en se déplaçant dans le buffer circulaire dans le sens du remplissage initial. Les bits codés sélectionnés sont ensuite entrelacés et modulés. Que le code à redondance incrémentale soit ou pas de type systématique, il est tel que la première version du bloc/version de redondance peut être décodé de manière indépendante des autres blocs/versions.

Ainsi, lors de la première phase, les M sources transmettent successivement leur message u_s correspondant à la première redondance RV0 pendant les M intervalles avec respectivement des schémas de modulation et de codage déterminés à partir des valeurs des débits initiaux.

Chaque message u_s transmis correspondant à une source s ∈ S, un message correctement décodé est assimilé à la source correspondante par abus de notation.

Lorsqu'une source émet, les autres sources et les relais écoutent et tentent de décoder les messages reçus à la fin de chaque intervalle de temps.

Dans une deuxième phase comprenant les étapes E1 à E6, la destination détermine dans une étape E1 e succès ou non du décodage des messages reçus en utilisant le CRC.

Lors de la seconde phase, le nœud sélectionné, source ou relais, agit comme un relais en coopérant avec les sources pour aider la destination à décoder correctement les messages de toutes les sources. Le nœud sélectionné transmet i.e. il coopère en transmettant une version de redondance d'un message d'une source qu'il a correctement décodé. La seconde phase comprend au maximum T_max intervalles de temps (slots temporels) appelés rounds. Chaque round t ∈ {1, ... , T_max} a une capacité de N₂ utilisations du canal.

Si le décodage de toutes les sources est correct, la destination diffuse un message de type ACK. Dans ce cas un cycle de transmission d'une nouvelle trame débute avec l'effacement des mémoires des relais et de la destination et avec la transmission par les sources de nouveaux messages. Si le décodage d'au moins une source est erroné, dans une étape E2, la destination diffuse un ou plusieurs messages MSG identifiant la ou les sources pour lesquelles elle n'a pas décodé sans erreur le message émis. De telles source sont dites sources non décodées.

De tels messages diffusés par la destination comprennent, dans une première implémentation, des identifiant des sources pour lesquelles la destination a décodé sans erreur le message émis. Dans cette première implémentation, les nœuds interceptant les messages diffusés déterminent les sources pour lesquelles la destination n'a pas décodé sans erreur le message émis.

Dans une deuxième implémentation, les messages diffusés par la destination comprennent des identifiant des sources pour lesquelles la destination n'a pas décodé sans erreur le message émis. Dans cette deuxième implémentation, les nœuds interceptant les messages diffusés connaissent immédiatement l'identité des sources pour lesquelles la destination n'a pas décodé sans erreur le message émis.

La destination informe les nœuds en utilisant un canal de contrôle à débit limité (limited feedback} pour transmettre les messages MSG. Ces messages MSG sont basés sur le résultat de décodage des messages reçus par la destination. La destination contrôle ainsi la transmission des nœuds en utilisant ces messages MSG ce qui permet d'améliorer l'efficacité spectrale et la fiabilité en augmentant la probabilité de décodage de toutes les sources par la destination

A réception d'un message MSG, chaque nœud a ∈ S ∪ R transmet à la destination, dans une étape E3, au moins un identifiant d'au moins une source pour laquelle il a correctement décodé le message u_sémis à l'issue de l'intervalle de temps (round) précédent noté S_a,t-1 et tel que ce message n'ait pas été décodé correctement par la destination à l'issue du round précédent.

Par convention, on note S_b,t ⊂ S le jeu des messages (ou sources) correctement décodés par le nœud b ∈ S ∪ R ∪ {d} à la fin de l'intervalle t de temps (round t), t ∈ {0, ... , T_max}. La fin de l'intervalle de temps (round) t = 0 correspond à la fin de la première phase. Le nombre d'intervalle de temps (time-slots) utilisés pendant la seconde phase T_used = {1, ...., T_max) dépend du succès de décodage à la destination.

Au cours d'une étape E4, la destination sélection la source pour laquelle une retransmission est requise. Une telle source est sélectionnée parmi l'ensemble des sources correctement décodés par les nœuds ∈ S ∪ R ∪ (d) mais pas par la destination à la fin de l'intervalle t de temps (round t), t ∈ {0, ... , T_max}.

Ainsi, plutôt que de laisser le choix du message aux nœuds ayant décodés sans erreur un message émis par une source, la destination impose le choix du message et donc de la source pour laquelle une retransmission est requise.

Dans une première implémentation, la source s_i sélectionnée par la destination est la source pour laquelle un rapport signal à bruit SNR_I associé à un canal de transmission composite, avec φ_a,d = 0 ∀a ∈ H_i, établis directement entre chacun des nœuds ayant décodés sans erreur le message émis u_i par la source s_i et la destination, est le plus élevé.

En choisissant la source pour laquelle le canal de transmission composite présente un fort rapport signal à bruit, la destination augmente ses chances de décoder sans erreur le message u_i lors de sa retransmission.

Dans une étape E5, une fois la source s_i pour laquelle une retransmission est requise, la destination diffuse une demande de retransmission RTM comprenant un identifiant de la source

Dans une cette première implémentation, le rapport signal à bruit SNR_i du canal de transmission composite est donné par : où N₀ est la densité spectrale du bruit et des interférence et h_a,d le canal de transmission du nœud a vers la destination et H_i représente ensemble des nœuds a ayant décodé sans erreur le message u_i émis par la source s_i .

Dans une implémentation particulière du présent procédé de transmission, lorsque chacun des nœuds a ayant décodés sans erreur le message u_i émis par la source connaît la phase Φ_a,d du canal de transmission h_a,d le liant à la destination (d), le rapport signal à bruit SNR_I du canal de transmission composite est donné par :

A réception de la demande de retransmission, chaque nœud ayant décodé sans erreur le message u_i émis par la source s_i , dans une étape E6, transmet une même redondance dudit message u_i émis par la source s_i modulée par un facteur de phase avec j² = — 1 et où correspond au conjugué du canal de transmission h_a,d liant le nœud a à la destination (d) divisé par sa norme |h_a,d| dans un même intervalle de temps de sorte que toutes ces redondances transmises par ces nœuds sont reçues en même temps par la destination de façon cohérente. Ainsi le canal composite dans ce cas s'exprime

La redondance du message transmise par chaque nœud ayant décodé sans erreur le message u_i émis par la source s_i est la même pour chacun de ces nœuds. Une telle redondance peut être la redondance RV0 transmise au cours de la première phase PHI ou toute autre redondance du message u_i.

Dans une autre implémentation particulière du présent procédé de transmission, le système comprend un premier groupe A_i de nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i connaissant la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d) et un deuxième groupe B_i de nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i ne connaissant pas la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d), le rapport signal à bruit SNRt du canal de transmission composite est donné par :

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Avec H_i = A_i ∪ B_i A réception de la demande de retransmission, chaque nœud appartenant au premier groupe transmet, dans une étape E6', transmet une même redondance du message émis par la source s_i modulée par un facteur de phase ^avec j² = — 1, et chaque nœud appartenant au deuxième groupe transmet la même redondance dudit message émis par la source s_i sans modulation de phase dans un même intervalle de temps de sorte que toutes ces redondances transmises par ces nœuds reçues sont en même temps par la destination.

Dans cette implémentation aussi, La redondance du message transmise par chaque nœud ayant décodé sans erreur le message u_i émis par la source s_i est la même pour chacun de ces nœuds. Une telle redondance peut être la redondance RV0 transmise au cours de la première phase PHI ou toute autre redondance du message u_i. La transmission des redondances peut suivre un ordre prédéfini de positions de départ de lecture du buffer circulaire pour un message d'une source qui se répète. Par exemple en référence à la [Fig. 4] pour 4 blocs/version de redondance, un code LDPC systématique et N_1,s = N2 ∀s ∈ S l'ordre peut être Pos. 0, Pos. 2, Pos. 3, Pos. 1 et ainsi de suite avec RV0 et RV3 les versions de redondance associés à la Pos. 0 et Pos. 3 qui peuvent se décoder de manière indépendante des autres blocs/versions (chaque seconde transmission est auto-décodable).

La [fig. 5] représente une destination appartenant à un système de télécommunication OMAMRC a M sources, éventuellement L relais et une destination, M ≥ 2, L ≥ 0 selon un mode de réalisation de l'invention. Une telle destination est apte à mettre en œuvre le procédé de transmission selon la figure 3.

Une destination peut comprendre au moins un processeur matériel 51, une unité de stockage 52, et au moins une interface de réseau 53 qui sont connectés entre eux au travers d'un bus 54. Bien entendu, les éléments constitutifs de la destination peuvent être connectés au moyen d'une connexion autre qu'un bus.

Le processeur 51 commande les opérations de la destination. L'unité de stockage 52 stocke au moins un programme pour la mise en œuvre du procédé selon un mode de réalisation de l'invention à exécuter par le processeur 51, et diverses données, telles que des paramètres utilisés pour des calculs effectués par le processeur 51, des données intermédiaires de calculs effectués par le processeur 51, etc. Le processeur 51 peut être formé par tout matériel ou logiciel connu et approprié, ou par une combinaison de matériel et de logiciel. Par exemple, le processeur 51 peut être formé par un matériel dédié tel qu'un circuit de traitement, ou par une unité de traitement programmable telle qu'une unité centrale de traitement (Central Processing Unit} qui exécute un programme stocké dans une mémoire de celui-ci.

L'unité de stockage 52 peut être formée par n'importe quel moyen approprié capable de stocker le programme ou les programmes et des données d'une manière lisible par un ordinateur. Des exemples d'unité de stockage 52 comprennent des supports de stockage non transitoires lisibles par ordinateur tels que des dispositifs de mémoire à semi-conducteurs, et des supports d'enregistrement magnétiques, optiques ou magnéto-optiques chargés dans une unité de lecture et d'écriture.

L'interface réseau 53 fournit une connexion entre la destination et l'ensemble des nœuds ∈ S ∪ R .

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de transmission destiné à un système de télécommunication OMAMRC à M sources (s₁ ..., s_M), éventuellement L relais (r₁, ..., r_L) et une destination (d), avec M ≥ 2, L ≥ 0, comprenant une première phase au cours de laquelle, la destination reçoit les émissions successives des M sources d'un message correspondant à une première redondance (RV0) qui est un mot de code et une deuxième phase comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par la destination (d) :

- diffusion d'un message identifiant une ou plusieurs sources pour lesquelles elle n'a pas décodé sans erreur ledit message émis, dites sources non décodées,

- réception d'au moins un identifiant d'au moins une source s_i non décodée par la destination transmis par un ensemble de nœuds comprenant au moins un nœud, pris parmi les M sources et les L relais, ayant décodé sans erreur ledit message émis par la source s_i,

- réception d'une même deuxième redondance du message de la source s_i transmise simultanément par au moins deux nœuds dans un même intervalle de temps.

2. Procédé de transmission selon la revendication 1 dans lequel la première et la deuxième version de redondance sont différentes.

3. Procédé de transmission selon la revendication 1 comprenant en outre une étape de sélection de ladite source parmi un ensemble de sources non décodées dont les identifiants sont reçus en provenance des nœuds, pris parmi les M sources et les L relais, ayant décodé sans erreur au moins un message émis par lesdites sources non décodées à la destination .

Procédé de transmission selon la revendication 2 dans lequel la source s_i sélectionnée est la source pour laquelle un rapport signal à bruit associé à un canal de transmission composite, constitué de l'ensemble des canaux de transmission établis entre chacun des nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i et la destination, est le plus élevé.

5. Procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel, lorsque chacun des nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i connaît la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d), chaque nœud transmet la deuxième redondance dudit message émis par la source s_i modulée par un facteur de phase avec j² = -1 et où correspond au conjugué du canal de transmission h_a,d liant le nœud a à la destination (d) divisé par sa norme |h_a,d|.

6. Procédé de transmission selon la revendication 4 dans lequel, un premier groupe de nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source connaissant la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d) et un deuxième groupe de nœuds ayant décodés sans erreur ledit message émis par ladite source s_i ne connaissant pas la phase Φ_a,d du canal de transmission le liant à la destination (d), chaque nœud appartenant au premier groupe transmet la deuxième redondance dudit message émis par la source s_i modulée par un facteur de phase avec j² = — 1, et chaque nœud appartenant au deuxième groupe transmet la redondance dudit message émis par la source s_i sans correction de phase.

7. Procédé de transmission selon la revendication 1 dans lequel les messages destinés à être émis par les M sources (s₁ ..., s_M) sont encodés au moyen d'un code à redondance incrémentale et segmentés en une pluralité de blocs de redondance correspondant à des versions de redondance différentes.

8. Système comprenant M sources (s₁ ..., s_M), L relais (r₁, ..., r_L) et une destination (d), M ≥ 2, L ≥ 0, pour une mise en œuvre d'un procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 6.

9. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d'un procédé de transmission selon la revendication 1, lorsqu'il est exécuté par un processeur.