EP4602735A1 - Procédé de retransmission coopérative dans un système omamrc avec allocation de ressources et sélections des sources à aider conjointes - Google Patents

Procédé de retransmission coopérative dans un système omamrc avec allocation de ressources et sélections des sources à aider conjointes

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Publication number
EP4602735A1
EP4602735A1 EP23786297.4A EP23786297A EP4602735A1 EP 4602735 A1 EP4602735 A1 EP 4602735A1 EP 23786297 A EP23786297 A EP 23786297A EP 4602735 A1 EP4602735 A1 EP 4602735A1
Authority
EP
European Patent Office
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sources
source
transmission
destination
nodes
Prior art date
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Pending
Application number
EP23786297.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ali AL KHANSA
Raphaël Visoz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
Orange SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Orange SA filed Critical Orange SA
Publication of EP4602735A1 publication Critical patent/EP4602735A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15592—Adapting at the relay station communication parameters for supporting cooperative relaying, i.e. transmission of the same data via direct - and relayed path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0097—Relays

Definitions

  • TITLE Cooperative retransmission process in an OMAMRC system with joint resource allocation and selection of sources to help
  • the destination determines an initial rate for each source by taking into account the average quality (for example SNR) of each of the channels of the system.
  • the average quality for example SNR
  • the selected nodes then access the channel orthogonally in time with each other during the second phase to transmit their generated message to the destination.
  • the destination can choose which node should transmit at any given time.
  • an initial flow rate is assigned to each source
  • the flow rate assigned to source i is that which maximizes the spectral efficiency of the system taking into account the flow rates assigned to the other sources j in the system.
  • the M sources successively transmit their message during the M time intervals (time-slots) respectively using modulation and coding schemes determined from the bit rates assigned to them during the phase. initialization.
  • the number channel use (channel use ie resource element according to 3GPP terminology) is fixed and identical for each source.
  • the messages from the sources are transmitted cooperatively by the relays and/or by the sources.
  • This phase lasts at most T max time intervals (timeslots).
  • the number N 2 of channel uses is fixed and identical for each of the participating nodes (sources and relays).
  • the sources other than the one which transmits and possibly the relays, of the “Half Duplex” type receive the successive messages from the sources, decode them and generate a message only from the messages from the sources decoded without error.
  • the nodes having decoded without error the message from a source identified by the destination then access the channel orthogonally in time between them during the second phase to transmit their generated message to the destination.
  • the present invention meets this objective.
  • the invention responds to this need by proposing a method for transmitting successive messages forming a frame intended for an OMAMRC (“Orthogonal Multiple-Access Multiple-Relay Channel”) type telecommunications system with N nodes and a destination (D), the N nodes comprising M sources i, ie ⁇ 1, ..., M] and L relays (r ⁇ ..., r L ) with M > 2, L > 0, a frame comprising M time intervals allocated to the successive transmission of a message by the M sources and T used time intervals allocated to at least one cooperative retransmission of a redundancy of a message transmitted by at least one source in one of said M time intervals.
  • OMAMRC Orthogonal Multiple-Access Multiple-Relay Channel
  • Such a method is particular in that it comprises the following steps implemented by the destination (D) for a current frame:
  • the recording medium may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method which is the subject of the aforementioned invention.
  • FIG. 2 this figure represents a transmission cycle of a frame
  • FIG. 3 this figure represents the different stages of the transmission method which is the subject of the invention implemented by the system of Figure 1 each frame transmitted within the system
  • FIG. 4 this figure represents a destination belonging to an OMAMRC telecommunications system with M sources, possibly L relays and a destination, M > 2, L > 0 according to one embodiment of the invention. Such a destination is capable of implementing the transmission method according to Figure 3.
  • the general principle of the invention is based on a method making it possible to select the sources whose messages will be the subject of retransmission and to allocate transmission rates to all the sources jointly.
  • the spectral efficiency of the system is improved. More particularly, in the present solution the allocation of transmission rates and the selection of sources to be helped are carried out by frame, such an implementation is called FLA for “Fast Link Adaptation” or link adaptation (or channel in the following. Document) fast.
  • FLA Fast Link Adaptation
  • link adaptation or channel in the following. Document
  • the state of the channel can be different from one frame to another, the allocation of flow rates in dynamic transmission per frame offers the best performance.
  • the implementation of such a solution assumes knowledge, by the destination, of the CSI data for all the channels of the system, that is to say the channels between the sources, between the relays, and between the relays and sources.
  • S' ⁇ s 1
  • D a destination D.
  • Each source i of the game “S communicates with the single destination with the help of other sources (user cooperation) and relays which cooperate.
  • the sources and relays are equipped with a single transmitting antenna; the sources, relays, and destination are equipped with a single receiving antenna; sources, relays, and destination are perfectly synchronized; the sources are statistically independent (there is no correlation between them); all nodes transmit with the same power; use is made of a supposed CRC code included in the K s information bits of each source s to determine whether a message is correctly decoded or not; the links between the different nodes suffer from additive noise and fading.
  • the fading gains are fixed during the transmission of a frame performed during maximum M + T max time intervals, but can change independently from one frame to another.
  • T max > 1 is a system parameter; a frame comprises M time intervals allocated to the successive transmission of a message by the M sources and T used ⁇ T max time intervals allocated to at least one cooperative retransmission of a redundancy of a message transmitted by at least one source in one of said M time intervals, the M time intervals define a phase of transmission and the T used time intervals define a retransmission phase, the instantaneous quality of the channel/direct link in reception (CSIR Channel State Information at Receiver) is available at the destination, sources and relays; the returns are error-free (no error on the control signals).
  • CTR Channel State Information at Receiver channel State Information at Receiver
  • Nodes include relays and sources that can behave as a relay when they are not transmitting their own message.
  • the nodes access the transmission channel according to an orthogonal multiple access scheme in time or frequency, which allows them to listen to the transmissions of the other nodes without interference.
  • the nodes operate in a “half-duplex” mode.
  • the [fig. 3] represents the different stages of the transmission method which is the subject of the invention implemented by the system described above. The steps described below are implemented for each frame transmitted within the system considered.
  • the destination D determines a plurality of ordered sets of sources A to help in each time interval among the T max possible time intervals.
  • the destination D generates for a first time interval T o , a first ordered set of sources 4 0 identifying no source to help.
  • a first ordered set of sources 4 0 is therefore a scalar with zero value.
  • destination D determines, in a step E2, an allocation of transmission rate Ri(A) as efficient as possible for the ordered game from sources Considered.
  • destination D calculates for a source i an unavailability event 0i r used (.4).
  • Such an unavailability event for source i is expressed as follows:
  • I i D represents the mutual information between source i and destination (D)
  • I i D represents the mutual information between source i and destination (D)
  • the equivalent channel taking into account all active relay nodes towards the destination (D) after the lth selection of source i with l E ⁇ 1, ... , Hj ⁇ and where n represents the selection number of source i.
  • the equivalent mutual information only depends on the number l of times that a given source i has been helped, in other words, the index l refers to the number of retransmissions from a given source i.
  • the allocation of optimal transmission rates Ri(A) for a given ordered set of sources A is the allocation of transmission rates guaranteeing that an unavailability event Oi 7 T US e d ( ⁇ 4) is not declared, that is to say, used
  • the set of messages known either by decoding or by definition (or “decoding set” in English) by a given relay node depends on the state of the channel and the transmission rate allocated to source i. Consequently, the equivalent mutual information depends on the allocated transmission rate R t .
  • the minimum value I i D + a ⁇ ni ⁇ I i D corresponds to a situation in which no relay node helps source i during the retransmission phase.
  • the allocation of transmission rates Rt(A) is obtained by applying a binary search algorithm. Such an algorithm is shown in appendix 1.
  • an initial value of R t 0 is defined to be— - — - — - - — .
  • the allocation of transmission rates Rt(A) is also obtained by applying a binary search algorithm.
  • R o ⁇ ⁇ ⁇ R MCS - Such an algorithm is represented in appendix 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

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, l'allocation de débits de transmission et la sélection des sources à aider sont effectuées par trame, une telle implémentation est dite FLA pour « Fast Link Adaptation » ou adaptation de lien (ou canal dans la suite du. Document) rapide. L'état du canal pouvant être différent d'une trame à l'autre, l'allocation de débits en transmission dynamique par trame offre les meilleures performances. La mise en œuvre d'une telle solution suppose la connaissance, par la destination, des données CSI pour l'ensemble des canaux du système, c'est-à-dire les canaux entre les sources, entre les relais, et entre les relais et les sources.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de retransmission coopérative dans un système OMAMRC avec allocation de ressources et sélections des sources à aider conjointes
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 des noeuds 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 pouvant utiliser un schéma d'accès multiple orthogonal du canal de transmission entre les sources et la destination, noté OMAMRC (« Orthogonal Multiple-Access Multiple-Relay Channel » selon la terminologie anglo-saxonne).
Selon ce schéma, l'orthogonalité entre les transmissions des sources et des relais est obtenue par un multiplexage en temps sous forme d'intervalles de temps disjoints.
Art antérieur et ses inconvénients
Un système de télécommunication OMAMRC a M sources, éventuellement L relais et une destination, M > 2, L > 0 avec une mise en œuvre d'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 + Tmax avec M intervalles alloués pendant une première phase à la transmission successive des M sources et TUsed Tmax 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 connu 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 i.e. il ne fait que retransmettre des messages provenant d'autres nœuds.
Les canaux 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 canaux du système (CSI : Channel State Information) par la destination n'est pas toujours disponible. En effet, les canaux 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 nécessite un échange d'information très important entre les sources, les relais et la destination. Pour limiter le coût de la surcharge de la voie de retour (feedback overhead), le plus souvent seule une information sur la distribution/statistique des canaux (CDI : Channel Distribution Information) de tous les canaux, e.g. qualité moyenne (par exemple SNR moyen, SINR moyen) de tous les canaux, est supposée connue par la destination dans le but de déterminer les débits alloués aux sources.
Un procédé de transmission mis en oeuvre dans un tel système OMAMRC distingue trois phases, une phase initiale et, pour chaque trame à transmettre, une lère phase et une 2nde phase. La transmission d'une trame se déroule en deux phases qui sont éventuellement précédées d'une phase additionnelle dite initiale.
Dans une première variante, 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 canaux du système.
La destination estime la qualité (par exemple SNR) des canaux directs : source vers destination et relais vers destination selon des techniques connues basées sur l'exploitation de signaux de référence. La qualité des canaux 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 canaux. Cette transmission intervient avant la phase d'initialisation. Seule la valeur moyenne de la qualité d'un canal 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 Tmax intervalles de temps (timeslots). Pendant cette phase, le nombre N2 d'utilisations du canal (channel use) est fixe et identique pour chacun des noeuds (sources et relais) sélectionnés.
Les sources indépendantes entre elles diffusent pendant la première phase leurs messages sous forme de séquences d'informations codées 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 « timeslot » 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 noeuds 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.
Dans une deuxième variante, lors de la phase d'initialisation, un débit initial est affecté à chaque source Pour chaque source i, la destination calcule les différentes possibilités d'affectation d'un débits en supposant que les débits affectés aux autres sources j avec j #= i sont fixes. Le débit affecté à la source i est celui qui maximise l'efficacité spectrale du système compte tenu des débits affectés aux autres sources j du système. Ces étapes sont répétées jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de changement dans la valeur du débit affecté à la source i.
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 qui leurs sont affectés au cours de la phase d'initialisation. 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 Tmax intervalles de temps (timeslots). Pendant cette phase, le nombre N2 d'utilisations du canal (channel use) est fixe et identique pour chacun des noeuds (sources et relais) participant.
Les sources indépendantes entre elles diffusent pendant la première phase leurs messages sous forme de séquences d'informations codées 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 « timeslot » 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 génèrent un message uniquement à partir des messages des sources décodés sans erreur.
Les noeuds ayant décodé sans erreur le message d'une source identifiée par la destination accèdent ensuite au canal de manière orthogonale en temps entre eux pendant la seconde phase pour transmettre leur message généré vers la destination.
Bien que de telles solutions permette d'améliorer 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 d'un tel système.
La présente invention répond à cet objectif.
Exposé de l'invention
L'invention répond à ce besoin en proposant un procédé de transmission de messages successifs formant une trame destiné à un système de télécommunication de type OMAMRC (« Orthogonal Multiple-Access Multiple-Relay Channel ») à N noeuds et une destination (D), les N noeuds comprenant M sources i, i e {1, ... , M] et L relais (r± ... , rL) avec M > 2, L > 0, une trame comprenant M intervalles de temps alloués à la transmission successive d'un message par les M sources et Tused intervalles de temps alloués à au moins une retransmission coopérative d'une redondance d'un message transmis par au moins une source dans l'un desdits M intervalles de temps.
Un tel procédé est particulier en ce qu'il comprend les étapes suivantes mises en oeuvre par la destination (D) pour une trame courante :
- sélection, parmi une pluralité de jeux ordonnés d'identifiants de sources A, d'un jeu ordonné de sources A comprenant Tused identifiants de sources pour lesquelles une retransmission coopérative est prévue par tous les noeuds connaissant cette source, un identifiant de source étant associé à un intervalle temporel correspondant parmi les Tused intervalles temporels alloués à la retransmission coopérative , - transmission, à destination des N noeuds et préalablement à la transmission successive d'un message par les M sources, d'une information relative à une allocation de débits en transmission par source Rt(A) déterminée pour le jeu ordonné de sources A sélectionné,
- transmission, à destination des N noeuds et préalablement à la retransmission coopérative d'une redondance d'un message, d'une information représentant le jeu de sources A sélectionné.
Un tel procédé permet, pour une trame donnée, de sélectionner les sources dont les messages feront l'objet d'une retransmission et d'allouer des débits de transmission à l'ensemble des sources conjointement contrairement à ce qu'il se fait dans l'état de l'art. En effet, dans les solutions de l'état de l'art, soit l'allocation de débits en transmission est déterminée en présupposant que certains noeuds du système retransmettront une redondance d'un message émis par une source ; soit la destination choisit, suite à la phase de transmission, au moins une source dont le message doit faire l'objet d'une retransmission et demande à l'ensemble des noeuds ayant décodé ce message de retransmettre une redondance de ce message.
En procédant conjointement à la sélection des sources dont les messages feront l'objet d'une retransmission et à l'allocation des débits de transmission à l'ensemble des sources, on améliore l'efficacité spectrale du système par rapport aux solutions de l'état de l'art.
Dans la présente solution, la destination dispose des données CSI pour l'ensemble des canaux du système, c'est-à-dire les canaux entre les sources, entre les relais, et entre les relais et les sources. Ceci permet de déterminer le jeu ordonné de sources et l'allocation de débits en transmission correspondant qui permettent de maximiser l'efficacité spectrale du système.
Dans un mode particulier de réalisation, la sélection se base sur un critère relatif à une efficacité spectrale associée au jeu A et à une allocation de débits en transmission Rt(A) qui lui est associée.
Selon un aspect du procédé de transmission, l'allocation de débits en transmission Ri(A) est transmise à destination des N noeuds préalablement à la transmission successive d'un message par les M sources.
Ainsi, l'ensemble des noeuds du système dispose d'informations relatives à l'allocation des débits de transmission préalablement à toute transmission de messages par les sources.
Plus particulièrement, et afin de réduire la complexité du processus de sélection de A, une stratégie séquentielle peut être utilisée. Dans une telle stratégie séquentielle, la détermination des jeux ordonnés d'identifiants de sources A comprend les étapes suivantes : a) initialisation d'un jeu ordonné 40 = 0, b) génération d'un jeu ordonné de sources courant AJ+1 par ajout, au jeu ordonné de sources Aj précédent, d'une source i pour laquelle une retransmission coopérative est prévue au cours d'un intervalle de temps correspondant parmi les Tmax intervalles de temps, tel que Aj+1 = (Aj, i), ladite source i étant sélectionnée parmi les M sources du système en fonction du jeu ordonné de sources Ap c) répétition de l'étape b) jusqu'à l'obtention de Tmax jeux ordonnés d'identifiants de sources A.
Une telle méthode itérative permet de déterminer les jeux ordonnés de sources pour chaque Tused E {1, ... , Tmax} ou itération qui présentent une allocation de débit en transmission la plus efficace selon un critère donné et en fonction du résultat des itérations précédentes. Le cas TUSed = 0 est évident et correspond à un jeu de source vide 40 = 0.
Plus particulièrement, la source i sélectionnée parmi les M sources du système en fonction du jeu ordonné de sources Aj est la source qui maximise l'efficacité spectrale
Pour un jeu ordonné de sources A donné, l'allocation de débits en transmission R[(A) est effectuée de la manière suivante : - pour une source i dont l'identifiant n'est pas inclus dans A, alors RL (34) = Ii D où Ii D représente l'information mutuelle entre la source i et la destination (D),
- pour une source i dont l'identifiant est inclus dans A, alors sachant que où Rt est le d ébit de transmission initial de la source i, ni représente le nombre de retransmissions coopératives de la source i dans A , la borne inférieure Ii D + a ■ ni ■ Ii D correspond à une situation dans laquelle aucun autre nœud que la source i connaît le message transmis par la source i, la borne supérieure Ii D + a • ni • J*i D correspond à une situation dans laquelle tous les nœuds connaissent le message transmis par la source i avec J*L D l'information mutuelle équivalente entre la source i et la destination (D) lorsque tous les nœuds connaissent le message transmis par la source i, et où 0È rused(34) représente un événement de coupure valant 0 quand la destination ne peut décoder le message émis par la source i dans la trame courante et valant 1 quand la destination décode le message émis par la source i dans la trame courante.
Les valeurs possibles des débits en transmission sont bornées en fonction des données de décodages des différents nœuds du système. Ceci permet de converger plus rapidement vers la valeur du débit en transmission remplissant les conditions d'allocation.
Plus particulièrement, l'allocation de débits en transmission Rt(A) est obtenue en fixant une valeur initiale de Ri 0 définie comme étant — ■ - — - —■ - — , si pour Rt 0, O; ,rused(34)
= 0, alors la borne inférieure prend pour valeur Ri 0, si pour Ri 0, 0^ (4) = 1, alors la borne supérieure prend pour valeur Ri 0, l'itération suivante est ensuite mise en œuvre jusqu'à ce que la différence entre une valeur courante de la borne supérieure et une valeur courante de la borne inférieure soit inférieure à seuil : , si pour alors la borne inférieure prend pour valeur Ri a, si pour = 1, alors la borne supérieure prend pour valeur Ri a.
Une telle approche est d'implémentation simple et converge rapidement.
Selon une autre caractéristique du procédé de transmission, la sélection du jeu ordonné de sources A destiné à être transmis aux N nœuds s'effectue de la manière suivante : us représente l'efficacité spectrale de la trame courante et où a ed représente un rapport entre le nombre de canaux de transmission disponibles dans les Tused intervalles de temps et le nombre de canaux de transmission disponibles dans les M intervalles de temps et où B représente un ensemble de jeux ordonnés de sources A.
Dans un exemple de réalisation
Dans un exemple de réalisation, B représente l'ensemble des jeux ordonnés de sources A pour T used intervalles de temps tel que L'information relative au jeu ordonné de sources A sélectionné transmise aux différents noeuds du système préalablement à la phase de retransmission comprend, dans un exemple, un premier tuple de dimension Tused (i.e., Tused-tuple) identifiant les sources appartenant au jeu ordonné de sources A sélectionnée et au moins un deuxième M-tuple n = (n1 ; ... , nM) représentant le nombre de fois n, qu'une source i est destinée à être retransmise au cours des TUSed intervalles de temps (si la source i n'appartient pas à Â alors n, = 0).
L'information relative au jeu ordonné de sources A sélectionné transmise aux différents noeuds du système préalablement à la phase de retransmission comprend, dans un autre exemple, au moins un nombre entier représentant à la fois les sources appartenant au jeu ordonné de sources A sélectionnée et le nombre de fois qu'une source identifiée dans le jeu ordonné de sources A est destinée à être retransmise au cours des Tused intervalles de temps.
L'information transmise n'est pas lourde à transmettre et n'induit pas de charge supplémentaire dans le système.
L'invention concerne en outre un système de télécommunication OMAMRC à N noeuds et une destination (£>), les N noeuds comprenant M sources i, i E {1, ... , M] et L relais (r^ ... , rL) avec M > 2, L > 0, adapté pour mettre en oeuvre le procédé de transmission objet de l'invention.
L'invention concerne enfin un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre d'un procédé tel que décrit précédemment, lorsqu'il est exécuté par un processeur.
L'invention vise également 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 du 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 :
[fig. 1] : cette figure représente un mode de réalisation de l'invention décrit dans le contexte d'un système OMAMRC,
[fig. 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 oeuvre par le système de la figure 1 chaque trame transmises au sein du système, [fig. 4] : 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. Une telle destination est apte à mettre en oeuvre le procédé de transmission selon la figure 3.
Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
Le principe général de l'invention repose sur une méthode permettant de sélectionner les sources dont les messages feront l'objet d'une retransmission et d'allouer des débits de transmission à l'ensemble des sources conjointement. En procédant conjointement à la sélection des sources dont les messages feront l'objet d'une retransmission, ou sources aidées, et à l'allocation des débits de transmission à l'ensemble des sources, l'efficacité spectrale du système est améliorée. Plus particulièrement, dans la présente solution l'allocation de débits de transmission et la sélection des sources à aider sont effectuées par trame, une telle implémentation est dite FLA pour « Fast Link Adaptation » ou adaptation de lien (ou canal dans la suite du. Document) rapide. L'état du canal pouvant être différent d'une trame à l'autre, l'allocation de débits en transmission dynamique par trame offre les meilleures performances. La mise en oeuvre d'une telle solution suppose la connaissance, par la destination, des données CSI pour l'ensemble des canaux du système, c'est-à-dire les canaux entre les sources, entre les relais, et entre les relais et les sources.
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; L relais qui appartiennent au jeu de relais SR = {r1; ... , rL] et une destination D. Par convention, il est considéré que s( = i Yi E {1, ... , M} et rk = M + k V/c e {1, ... , L}.
Chaque source i du jeu «S communique avec l'unique destination avec l'aide des autres sources (user cooperation) 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 noeuds émettent avec une même puissance ; il est fait usage d'un code CRC supposé inclus dans les Ks bits d'information de chaque source s pour déterminer si un message est correctement décodé ou pas ; les liens entre les différents noeuds 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 + Tmax intervalles de temps, mais peuvent changer indépendamment d'une trame à une autre. Tmax > 1 est un paramètre du système ; une trame comprend M intervalles de temps alloués à la transmission successive d'un message par les M sources et Tused < Tmax intervalles de temps alloués à au moins une retransmission coopérative d'une redondance d'un message transmis par au moins une source dans l'un desdits M intervalles de temps, les M intervalles de temps définissent une phase de transmission et les Tused intervalles de temps définissent une phase de retransmission, 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 noeuds comprennent les relais et les sources qui peuvent se comporter comme un relais quand elles n'émettent pas leur propre message.
Les noeuds, 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 noeuds. Les noeuds fonctionnent selon un mode « half- duplex ».
La [fig. 3] représente les différentes étapes du procédé de transmission objet de l'invention mises en oeuvre par le système décrit ci-dessus. Les étapes décrites ci-dessous sont mises en oeuvre pour chaque trame transmise au sein du système considéré.
Sachant qu'au cours de la phase de retransmission, à chaque intervalle de temps, une seule source est aidée par une pluralité de noeuds et sachant que la phase de retransmission à un nombre maximal d'intervalles temporels Tmax, L'hypothèse suivante est posée : au cours d'une phase de retransmission, il y a un nombre fini de sélections de sources à aider possibles.
Dans une étape El, la destination D détermine une pluralité de jeux ordonnés de sources A à aider dans chaque intervalle de temps parmi les Tmax intervalles de temps possibles.
Pour cela, la destination D génère pour un premier intervalle de temps To, un premier jeu ordonné de sources 40 n'identifiant aucune source à aider. Un tel jeu ordonné de sources 40 est donc un scalaire de valeur nulle.
Ensuite, pour un deuxième intervalle de temps Tlt la destination détermine une première source i parmi les M sources du système et génère un deuxième jeu ordonné de sources A± de dimension 2 comprenant la coordonnée du jeu ordonné de sources 40 déterminée pour l'intervalle de temps To et la coordonnée déterminée pour le deuxième intervalle de temps T± tel que A± = (0, S1).
Afin de déterminer la source i destinée à être aidée au cours de l'intervalle de temps Tlt la destination (D) détermine, dans une étape E2, une allocation de débit en transmission Ri(A) la plus efficace possible pour le jeu ordonné de sources A considéré. Ainsi, la destination D calcule pour une source i un événement d'indisponibilité 0i rused(.4). Un tel événement d'indisponibilité pour la source i s'exprime de la manière suivante :
Où Ii D représente l'information mutuelle entre la source i et la destination (D), représente l'information mutuelle entre le message émis par la source i et la destination (D) à travers le canal équivalent prenant en compte l'ensemble des noeuds relais actifs vers la destination (D) après la lieme sélection de la source i avec l E {1, ... , Hj} et où n, représente le nombre de sélection de la source i. En effet, l'information mutuelle équivalente ne dépend que du nombre l de fois qu'une source i donnée a été aidée autrement dit, l'indice l fait référence au nombre de retransmissions d'une source i donnée.
L'information mutuelle équivalente /i £) (Z) est obtenue en identifiant l'ensemble des noeuds relais qui ont aidé la source i, c'est-à-dire qui ont décodé le message émis par la source i à la fin de la l — lieme retransmission. Pour savoir si un nœud relais j a aidé la source i à l'issue de la lieme retransmission, un événement d'indisponibilité est effectué en prenant le nœud j comme destination est calculé, c'est-à-dire que l'ensemble des nœuds relais ayant aidé la source i à la fin de la l — liemeretransmission transmet le message émis par la source i définissant ainsi un canal équivalent vers le nœud j ayant pour information mutuelle Le nœud j ne peut pas aider la source i à l'issue d'une nieme retransmission si et seulement si [Rt > It j +
L'allocation de débits en transmission optimale Ri(A) pour un jeu ordonné de sources A donné est l'allocation de débits en transmission garantissant qu'un événement d'indisponibilité Oi7TUSed(^4) n'est pas déclaré, c'est-à-dire, used
Deux situations apparaissent alors : une première situation dans laquelle une deuxième situation dans laquelle argmax Rt.
En effet, l'ensemble des messages connus soit par décodage, soit par définition (ou « decoding set » en langue anglaise) par un nœud relais donné dépend de l'état du canal et du débit en transmission alloué à la source i. En conséquence, l'information mutuelle équivalente dépend du débit en transmission Rt alloué.
Il apparaît que la valeur de débit de transmission Rt pour une source i donnée peut être limitée en fonction des « decoding sets » des différents nœuds relais. Plus précisément, la valeur du débit Rt pour une source i donnée dans le cas où n, =£ 0 est limitée entre une valeur minimale Ii D + a ' ni ' k,D et une valeur maximale Ii D + a ■ ni ■ J*i D-
La valeur minimale Ii D + a ■ ni ■ Ii D correspond à une situation dans laquelle aucun nœud relai n'aide la source i lors de la phase de retransmission.
La valeur maximale Ii D + a ■ ni ■ ]* i D correspond à une situation dans laquelle l'ensemble des nœuds relais aident la source i lors de la phase de retransmission et où J*i £)représente l'information mutuelle équivalente entre la source i et la destination (D) lorsque l'ensemble des nœuds relai aident la source i.
Dans une première implémentation, l'allocation de débits en transmission Rt(A) est obtenue en appliquant un algorithme de recherche binaire. Un tel algorithme est représenté en annexe 1.
Ainsi, une valeur initiale de Rt 0 est définie comme étant— - — - — - - — . Si pour
Ri 0, Oi,rused(X) = 0/ alors la borne inférieure (left dans l'algorithme) prend pour valeur Ri 0, si pour Ri 0, Oi,rused (-4) = 1, alors la borne supérieure (right dans l'algorithme) prend pour valeur Ri 0.
L'itération a suivante est ensuite mise en œuvre jusqu'à ce que la différence entre une valeur courante de la borne supérieure et une valeur courante de la borne inférieure soit inférieure à seuil e : si pourl?u, OCTused(4) = 1, alors la borne inférieure prend pour valeur Ri a, si pourÆu, OCTused(4) = 0, alors la borne supérieure prend pour valeur Ri a. Autrement dit, lorsque la fenêtre de recherche est suffisamment petite, l'algorithme se termine.
Dans une deuxième implémentation, l'allocation de débits en transmission Rt(A) est également obtenue en appliquant un algorithme de recherche binaire. Cependant, les valeurs des débits en transmission sont choisies parmi un ensemble fini de valeurs R = {Ro ■ ■■ > RMCS) avec Ro < ■■■ < RMCS- Un tel algorithme est représenté en annexe 2.
En pratique, il existe toujours une famille de schémas de modulation et de codage où des valeurs de débit en transmission possibles sont prédéfinies. En d'autres termes, bien que dans la présente solution les débits en transmission ne dépendent pas d'un ensemble prédéfini de débits en transmission, la présente solution peut néanmoins être mise en oeuvre dans des scénarii réalistes où un ensemble prédéfini de débits en transmission est adapté. Ici, il n'est pas nécessaire de chercher parmi toutes les valeurs des débits en transmission pour déterminer la valeur de débit en transmission optimale. Pour cela, l'algorithme de recherche binaire peut être adapté pour parcourir l'ensemble des valeurs de débits en transmission possibles.
Dans une phase d'initialisation, la valeur de e est fixée à E = — R,\
Ensuite, une valeur initiale de Ri 0 est définie comme étant Si pour l?i 0, Oi T used(-4) = 0, alors la borne inférieure
2
(left dans l'algorithme) prend pour valeur Rt 0, si pour Ri 0, Oi T (34) = 1, alors la borne supérieure
(right dans l'algorithme) prend pour valeur Ri 0.
L'itération a suivante est ensuite mise en oeuvre jusqu'à ce que la différence entre une valeur courante de la borne supérieure et une valeur courante de la borne inférieure soit inférieure à seuil e : borne supérieurea-1 — borne inférieurea-1
Ri, a = si pour Ri a, Oi Tused (34) = 0, alors la borne inférieure prend pour valeur Ri a, si pour Ri a, Oi T (34) = 1, alors la borne supérieure prend pour valeur Ri a.
L'allocation de débits en transmission R^A) sélectionnée pour le jeu ordonné de sources A est
Ri G*) = argmin ( borne inférieuredernière itération - r) rER stel que r<borne inférieuredernière itération
Ce processus est répété une nouvelle fois pour un troisième intervalle de temps T2, la destination détermine une troisième source s? parmi les M sources du système et génère un troisième jeu ordonné de sources 42 de dimension 3 comprenant la coordonnée du jeu ordonné de sources 40 déterminée pour l'intervalle de temps To et la coordonnée s, déterminée pour le deuxième intervalle de temps T± et la coordonnée s? tel que 42 = (0, s,, Sy).
Ce jeu ordonné de sources 42 est obtenu en déterminant l'allocation de débits en transmission optimale Rt (342) telle que :
Rt(A2) = argmaxR;,
KjelK sachant que : 0CTused(42) = 0.
Le processus est réalisé autant de fois que nécessaire jusqu'à l'obtention de Tmax jeux ordonnés de sources A, tels que st) où Aj est le jeu ordonné de sources et Aj_1 le jeu ordonné de sources précédent.
Ainsi, dans un exemple où Tmax = 2, et que le système comprend deux sources s, et s2, alors, les jeux ordonnés de sources A à aider possibles sont : pour Tused = 0 (aucune source n'est aidée), le jeu ordonné de sources Ao est alors un scalaire de valeur nulle tel que Ao = 0, pour Tused = 1, soit la source s, est sélectionnée pour être aidée soit la source s2, le jeu ordonné de sources A± est alors un jeu ordonné de taille 2 tel que A± = (0, s-J = (s^, ou A± = (0, s2) = (s2), pour Tused = 2, soit la source S-L est sélectionnée deux fois pour être aidée, soit la source s2 est sélectionnée deux fois pour être aidée, soit la source S-L et la source s2 sont sélectionnées une fois chacune, le jeu ordonné sources A2 est alors un jeu ordonné de taille 3 tel que A2 = ( s1; Si), >12 = ( S2,S2), OU ^2 = ( Si, S2) = ( s2,Si).
En effet, dans le cas où la destination D choisit d'aider la source S-L et la source s2 au cours d'une même phase de retransmission, il importe peu de savoir laquelle est aidée en premier. En d'autres termes, la destination D choisit d'aider la source S-L au cours du premier intervalle de temps constitutif de la phase de retransmission puis la source s2 au cours du deuxième intervalle de temps constitutif de la phase de retransmission, cela n'impacte pas performances du système. L'ordre dans lequel les différentes sources sont retransmises ne revêt donc pas d'importance car c'est le nombre d'intervalles de temps alloués à une même source i parmi les Tmax intervalles de temps possibles qui importe.
Une fois que l'ensemble des jeux ordonnés de sources A ont été déterminés par la destination au cours des différentes itérations des étapes El et E2, la destination (D) sélectionne, dans une étape E3, le jeu ordonné de sources A qui offre l'efficacité spectrale la plus élevée possible pour le système considéré. Ainsi le jeu ordonné de sources A sélectionné est le jeu ordonné de sources qui satisfait :
A = argmax T]frame(R(A),A) représente l'efficacité spectrale de la trame considérée.
Le nombre d'intervalles de temps Tused constituant la phase de retransmission est donné par la taille du jeu ordonné de sources A sélectionné au cours de l'étape E3.
Un exemple d'un algorithme de sélection du jeu ordonné de sources A qui offre l'efficacité spectrale la plus élevée possible pour le système considéré est représenté en annexe 3.
Dans ce troisième algorithme, Tused est initialisé à Tused = 0 A est initialisé à A = 0, et- n, = 0 V i e {1, ... , M}. Dans ce cas (0) est le débit en transmission appartenant à la famille MCS qui est inférieur et le plus proche de Ii D. On note l'efficacité spectrale associée est exprimée comme étant :
De même, pour- n, = 0, Rt(A) est le débit en transmission appartenant à la famille MCS le plus faible et le plus proche de Ii D.
L'algorithme proposé est alors confronté à un problème de complexité suite au nombre exponentiel d'allocations possibles e STused. Pour une valeur de Tused donné, le nombre de jeux ordonnés de sources possibles A est T^sed. Sachant que l'ordre des sources n'a pas d'importance, et que seul compte le nombre de retransmissions pour chaque source, le nombre de jeux ordonnés possibles A est réduit à
Bien qu'une telle réduction est intéressante, elle peut être la source de problèmes d'implémentation de l'algorithme présenté en annexe 3.
Par la suite, le tème élément du Tused-tuple A = (s1; ■■■ > $Tused) est dénoté [4]t = at = st . Dans ce contexte un Tused-tuple dont tous les éléments appartiennent au même ensemble {1,..,M} peut aussi être considéré comme un vecteur.
Pour éviter ces problèmes d'implémentation, une stratégie d'allocation séquentielle peut être mise en oeuvre. Ainsi, lors de l'allocation du Tused-tuple A, les sources at sont alloués séquentiellement ce qui conduit à une allocation pratique où il n'est pas besoin d'une recherche exponentielle sur les Tused-tuples A. Dans un tel cas de figure, et lorsque l'on calcule le débit optimal correspondant à l'ensemble A, un seul débit est alors mis à jour ; celui de la source
Un exemple d'un algorithme d'allocation séquentielle est représenté en annexe 4.
Dans une étape E4 préalable à la phase de transmission, la destination (D) transmet à destination des N noeuds du système une information relative à l'allocation de débits en transmission R^A) correspondant au jeu ordonné de sources A sélectionné.
Une telle information peut consister en un index représentatif du débit alloué issu d'un jeu de schémas de modulation et de codage MCS.
Ainsi, si les débits possibles sont R = {Ro = 0, Rlt ... , RMCS}, et 'e débit alloué à la source i est Rt(A) = Rfcpour k E {0, ...,MCS}, alors, il est suffisant de transmettre l'index k identifiant ce débit.
Dans une étape E5 mise en oeuvre durant la phase de transmission, la destination (D) reçoit des messages émis par les M sources.
Dans une étape E6 préalable à la phase de retransmission, la destination (D) transmet à destination des N noeuds du système une information relative au jeu ordonné de sources A sélectionné indiquant ainsi à chaque nœud du système le nombre d'intervalles de temps Tused constituant la phase de retransmission et l'identité des sources à aider.
Une telle information peut consister, dans un premier exemple, en un premier Tused-tuple identifiant les sources appartenant au jeu ordonné de sources A sélectionné.
Ainsi, pour Tused = Tmax = 2, et toujours avec deux sources à aider, la source 1 et la source 2, s'il est décidé d'aider la source 1 deux fois, alors A = (1,1) et n = (2,0), s'il est décidé d'aider deux fois la source 2 alors, A = (2,2) et n = (0,2) et enfin s'il est décidé d'aider une fois la source 1 et une fois la source 2 alors A = (1,2) et n = (1,1).
Une telle information peut consister, dans un deuxième exemple, en la transmission d'un nombre entier identifiant les sources à aider et indiquant le nombre de retransmissions par source.
Ainsi, pour Tused = Tmax = 2, et toujours avec deux sources à aider, la source 0 et la source 1, s'il est décidé d'aider la source 0 deux fois, A = (0,0), dans ce cas, le nombre entier représentant cette situation est 0 + 0 = 0.
S'il est décidé d'aider la source 1 dans un premier intervalle de temps, puis la source 0 dans un second intervalle de temps, alors A =(1,0), dans ce cas, le nombre entier représentant cette situation est 1 + 0 = 1. S'il est décidé d'aider la source 0 dans un premier intervalle de temps, puis la source 1 dans un second intervalle de temps, alors A =(1,0), dans ce cas, le nombre entier représentant cette situation est = 0 + 2 = 2.
Enfin, s'il est décidé d'aider la source 1 deux fois, A = (1,1), dans ce cas, le nombre entier représentant cette situation est 1 + 2 = 3.
Plus généralement, le nombre entier identifiant les sources à aider et indiquant le nombre de retransmission par source est Q tel que Q = q0 1 où qt + 1 (j e
{0, ... , Tused — 1}) est l'identifiant d'une source prenant sa valeur dans l'ensemble {1,..,M} associé au ieme + 1 intervalle de temps de retransmission prenant sa valeur dans l'ensemble {1, ... , Tused}.
Dans une implémentation particulière de l'étape E6, le jeu ordonné de sources A sélectionné est transmis avec l'allocation de débits en transmission R^A) correspondante préalablement à la phase de transmission.
Enfin dans une étape E7 mise en oeuvre durant la phase de retransmission, la destination (D) reçoit au moins une redondance des messages émis par les Tused sources aidées.
La connaissance des données CSI pour l'ensemble des canaux du système est importante dans la présente solution qui détermine pour chaque jeu ordonné de sources possible, une allocation de débits en transmission optimale. Cette dernière est basée sur la connaissance des événements d'indisponibilité de chaque source constitutive d'un jeu ordonné de sources. Et comme la solution repose sur une retransmission parallèle où tous les noeuds relais qui ont décodé une source donnée sont activés pour aider la source en question, la connaissance données CSI pour l'ensemble des canaux du système permet de déterminer les « decoding sets » des noeuds relais afin de savoir quels noeuds relais sont activés et quel est le canal équivalent pour un jeu ordonné de sources donné.
En d'autres termes, pour chaque jeu ordonné de sources, un canal équivalent différent est obtenu pour chaque créneau temporel de retransmission. Ces canaux équivalents permettent de calculer l'information mutuelle équivalente et par conséquent les événements d'indisponibilité.
Par exemple, dans un (2, 2, 1)-OMAI\/IRC, ensemble des sources est S = {1,2}, et l'ensemble des relais est R = {3,4} et la destination est D. Après la phase de transmission, les « decoding sets » des noeuds relais et de la destination sont :
5i,o = {1}< 52,O = {1}, 53 0 = {1}, S4,O = {2}, SDiQ = <p
Si la destination choisit d'aider la source 1 au cours du premier intervalle temporel de la phase de retransmission, on voit que les trois premiers noeuds relai vont être activés. Le canal équivalent correspondant à ces noeuds relais se traduit par une information mutuelle équivalente exprimée de la manière suivante : J1 D(l) = log2 (1 + 2p=i | h^D P) où hi D représente le gain du canal dans la liaison entre le nœud relai i et la destination D. La destination a utilisé les « decoding sets » des nœuds relais pour calculer Ï1 D(X) afin d'identifier quels nœuds relais inclure dans la sommation due au canal équivalent.
Afin d'identifier quels nœuds relais sont actifs dans la première retransmission, la destination détermine les « decoding sets » de chaque nœud relai après la phase de transmission au moyen des -équations [R} > La destination calcule alors /i,7en fonction du gain du canal de la liaison indirecte h} j entre la source 1 et le nœud relai j. Pour cela la destination utilise les données CSI relatives aux canaux indirects. Une procédure similaire est mise en œuvre pour les TUsed intervalles de temps de la phase de retransmission.
La [fig. 4] 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 oeuvre le procédé de transmission selon la figure 3.
Une destination peut comprendre au moins un processeur matériel 41, une unité de stockage 42, et au moins une interface de réseau 43 qui sont connectés entre eux au travers d'un bus 44. Bien entendu, les éléments constitutifs de la destination peuvent être connectés au moyen d'une connexion autre qu'un bus.
Le processeur 41 commande les opérations de la destination. L'unité de stockage 42 stocke au moins un programme pour la mise en oeuvre du procédé selon un mode de réalisation de l'invention à exécuter par le processeur 41, et diverses données, telles que des paramètres utilisés pour des calculs effectués par le processeur 41, des données intermédiaires de calculs effectués par le processeur 41, etc. Le processeur 41 peut être formé par tout matériel ou logiciel connu et approprié, ou par une combinaison de matériel et de logiciel. Par exemple, le processeur 41 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 42 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 42 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 43 fournit une connexion entre la destination et l'ensemble des noeuds du système.
16
Annexe 4
5

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de transmission de messages successifs formant une trame destiné à un système de télécommunication de type OMAMRC (« Orthogonal Multiple-Access Multiple-Relay Channel ») à N noeuds et une destination (D), les N noeuds comprenant M sources i, i E {1, ... , M] et L relais (ri, avec M > 2, L > 0, une trame comprenant M intervalles de temps alloués à la transmission successive d'un message par les M sources et Tused < Tmax intervalles de temps alloués à au moins une retransmission coopérative d'une redondance d'un message transmis par au moins une source dans l'un desdits M intervalles de temps, ledit procédé comprenant les étapes suivantes mises en oeuvre par la destination (D) pour une trame courante :
- sélection, parmi une pluralité de jeux ordonnés d'identifiants de sources A, d'un jeu ordonné de sources A comprenant Tused identifiants de sources pour lesquelles une retransmission coopérative est prévue par tous les noeuds connaissant cette source, un identifiant de source étant associé à un intervalle temporel correspondant parmi les Tused intervalles temporels alloués à la retransmission coopérative,
- transmission, à destination des N noeuds et préalablement à la transmission successive d'un message par les M sources, d'une information relative à une allocation de débits en transmission par source Ri(A) déterminée pour le jeu ordonné de sources A sélectionné,
- transmission, à destination des N noeuds et préalablement à la retransmission coopérative d'une redondance d'un message, d'une information représentant le jeu de sources A sélectionné.
2. Procédé de transmission selon la revendication 1 dans lequel la sélection du jeu ordonné de sources A destiné à être transmis aux IV noeuds s'effectue de la manière suivante :
Z/li Kif l-Oi T ) où nJrame = - i - ' 11 7 représente l'efficacité spectrale de la trame courante, a représente
' M+aTusea un rapport entre le nombre de canaux de transmission disponibles dans les Tused intervalles de temps et le nombre de canaux de transmission disponibles dans les M intervalles de temps et où B représente un ensemble de jeux ordonnés de sources A.
3. Procédé de transmission selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la détermination des jeux ordonnés d'identifiants de sources A comprend les étapes suivantes : a) initialisation d'un jeu ordonné 40 = 0, b) génération d'un jeu ordonné de sources courant Aj+1 par ajout, au jeu ordonné de sources Aj précédent, d'une source i pour laquelle une retransmission coopérative est prévue au cours d'un intervalle de temps correspondant parmi les Tmax intervalles de temps, tel que Aj+1 = (Aj, i), ladite source i étant sélectionnée parmi les M sources du système en fonction du jeu ordonné de sources Ap c) répétition de l'étape b) jusqu'à l'obtention de Tmax jeux ordonnés d'identifiants de sources A.
4. Procédé de transmission selon la revendication 3 dans lequel la source i sélectionnée parmi les M sources du système en fonction du jeu ordonné de sources Aj est la source qui maximise l'efficacité spectrale
5. Procédé de transmission selon l'une des revendications l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, pour un jeu ordonné de sources A donné, l'allocation de débits en transmission Rt(A~) est effectuée de la manière suivante : - pour une source i dont l'identifiant n'est pas inclus dans A, alors RL (4) = Ii D où Ii D représente l'information mutuelle entre la source i et la destination (D),
- pour une source i dont l'identifiant est inclus dans A, alors
Rt(A) = argmax R^ , sachant que OCTused (4) = 0 où Rt est le débit de transmission initial de la source i, ni représente le nombre de retransmissions coopératives de la source i dans 4 , a représente un rapport entre le nombre de canaux de transmission disponibles dans les Tused intervalles de temps et le nombre de canaux de transmission disponibles dans les M intervalles de temps, la borne inférieure Ii D + a ■ ni ■ Ii D correspond à une situation dans laquelle aucun autre nœud que la source i connaît le message transmis par la source i, la borne supérieure Ii D + a ■ nt ■ J* t D correspond à une situation dans laquelle tous les nœuds connaissent le message transmis par la source i avec J*i D l'information mutuelle équivalente entre la source i et la destination (D) lorsque tous les nœuds connaissent le message transmis par la source i, et où 0; rused(4) représente un événement de coupure valant 0 quand la destination ne peut décoder le message émis par la source i dans la trame courante et valant 1 quand la destination décode le message émis par la source i dans la trame courante.
6. Procédé de transmission selon la revendication 5 dans lequel une valeur initiale de Ri 0 étant définie comme étant (4) = 0, alors la borne inférieure prend pour valeur Ri 0, si pour Rt 0, 0È rused(4) = 1, alors la borne supérieure prend pour valeur Ri 0, l'itération suivante est ensuite mise en œuvre jusqu'à ce que la différence entre une valeur courante de la borne supérieure et une valeur courante de la borne inférieure soit inférieure à seuil : borne supérieurea-1 — borne inférieurea-1 Ri, a = si pour Ri a, 0CTused (4) = 0, alors la borne inférieure prend pour valeur Ri a, si pour Ri a, 0CTused (4) = 1, alors la borne supérieure prend pour valeur Ri a.
7. Procédé de transmission selon les revendications 2 et 3 dans lequel B = {40,4!, ... , ATMax}.
8. Procédé de transmission selon la revendication 2 dans lequel B représente l'ensemble des jeux ordonnés de sources 4 pour T used intervalles de temps tel que B = {4 e {1, ... , M]Tused: Tused e {0, ...,Tmax}}.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel ladite information relative au jeu ordonné de sources 4 sélectionné comprend un premier Tused-tuple identifiant les sources appartenant au jeu ordonné de sources 4 sélectionnée.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel ladite information relative au jeu ordonné de sources 4 sélectionné comprend au moins un nombre entier Q tel que est l'identifiant d'une source prenant sa valeur dans l'ensemble {1,..,M} associé au ieme + 1 intervalle de temps de retransmission prenant sa valeur dans l'ensemble {1, ... , Tused}.
11. Système de télécommunication OMAMRC à N nœuds et une destination (D), les N nœuds comprenant M sources i, i E {1, et L relais (ÎJ ■■■> rL) avec M > 2, L > 0, adapté pour mettre en œuvre un procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 10.
12. 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.
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