FR2925808A1 - Procede de communication dans un reseau comprenant un reseau primaire et un reseau secondaire - Google Patents
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Abstract
Procédé de communication entre un réseau primaire (110) et un réseau secondaire (24), le réseau secondaire comprenant une pluralité de stations distantes (210 à 230) et ayant des capacités de transmission inférieures aux capacités de transmission du réseau primaire, une station de base (20) permettant des transmissions de données entre les réseaux primaire et secondaire.Afin de garantir une qualité de service, le procédé comprend :- une création d'au moins un canal virtuel sans fil (21 à 23), associé au réseau secondaire avec des paramètres de canal, configurables ; et- un aiguillage des données qui transitent par ladite station de base pour être transmises vers le réseau secondaire en fonction du ou des canaux virtuels créés.chaque canal virtuel permettant une liaison point à point entre la station de base et une station de ladite pluralité.
Description
Procédé de communication dans un réseau comprenant un réseau primaire et un réseau secondaire.
1. Domaine de l'invention.
La présente invention concerne le domaine des télécommunications sans fil et plus précisément la gestion d'un réseau comprenant un réseau primaire et un réseau secondaire.
2. Arrière-plan technologique.
Selon l'état de l'art, plusieurs architectures de réseaux sans fil sont connues. Elles sont basées sur une architecture centralisées ou non. Ainsi, le système WiFi (basée sur la norme IEEE 802.11a) a une architecture non centralisée avec un accès au canal (ou Channel access en anglais) à contention. Le système WiMax (basée sur la norme IEEE 802.16) possède une architecture centralisée qui permet la mise en oeuvre d'une qualité de service plus appropriée pour certaines applications. Un réseau primaire du type filaire peut être connecté à un réseau sans fil du type WiFi ou WiMax via une station dédiée. La figure 1 représente un réseau de communication primaire 110 20 et un réseau de communication secondaire 111 reliés entre eux par une station de base 10. Le réseau 111 comprend des stations distantes (ou RS de l'anglais Remote Stations ) 12 à 14 communiquant avec la station de base 10 via un médium sans fil (par exemple radio) 11 par exemple selon 25 une architecture classique de type WiFi ou WiMax, le médium étant partagé entre toutes les stations distantes. Chaque station distantes est relié à un ou plusieurs noeuds hôtes (ou H de l'anglais Host ). Ainsi, à titre illustratif, la station 12 est reliée à deux noeuds 16 et 17 via un commutateur 15 (ou switch en anglais) via des liaisons filaires. De même, la station 13 30 (respectivement 14) est reliée directement à un hôte 18 (respectivement 19) via une liaison filaire. Au sein du réseau 110, toute la bande passante est partagée entre les noeuds appartenant à ce réseau. De même, les stations 12 à 14 se partagent la bande passante offerte par le médium 11. En supposant que la 35 bande passante du réseau 110 est supérieure à celle offerte par le médium 11, la qualité de service permettant la transmission (respectivement la réception) de données d'un noeud du réseau 110 à destination (respectivement en provenance) d'un noeud du réseau 111 n'est pas garantie. Ainsi, de telles architectures basée sur un médium utilisant les normes WiFi ou WiMax ne permettent pas de gérer efficacement une qualité de service (ou QoS de l'anglais Quality of Service ) suffisante pour certaines applications. En d'autres termes, les techniques mises en oeuvre dans de tels réseaux ne permettent pas de garantir une qualité de service minimale pour toutes les applications, par exemple pour des communications de type vidéo transmises d'un réseau primaire vers un réseau secondaire dont les capacités de transmission sont moins grandes que celles du réseau primaire.
3. Résumé de l'invention. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de garantir une qualité de service déterminée pour la transmission et/ou la réception de données par une station appartenant à un réseau secondaire à destination ou en provenance d'un réseau primaire, les capacités (notamment en débit) du réseau secondaire étant inférieures à celle du réseau primaire. L'invention concerne un procédé de communication entre un réseau primaire et un réseau secondaire, le réseau secondaire comprenant une pluralité de stations distantes et ayant des capacités de transmission inférieures aux capacités de transmission du réseau primaire, une station de base permettant des transmissions de données entre les réseaux primaire et secondaire. Afin de garantir une qualité de service, le procédé comprend : - une création d'au moins un canal virtuel sans fil, associé au réseau secondaire avec des paramètres de canal, configurables ; et - un aiguillage des données qui transitent par ladite station de base pour être transmises vers le réseau secondaire en fonction du ou des canaux virtuels créés. chaque canal virtuel permettant une liaison point à point entre la station de base et une station de ladite pluralité.
Ainsi, chaque canal virtuel est propre à chaque liaison point-àpoint, la qualité de service étant garantie à l'intérieur de chaque canal virtuel.
Selon une caractéristique avantageuse, le procédé comprend : - une étape d'identification d'un noeud destinataire de données ; et - une étape de transmission des données sur un canal virtuel associé au noeud destinataire. Selon une caractéristique particulière, au moins une partie des stations distantes (c'est-à-dire une partie des stations distantes ou toutes les stations distantes) est reliée à une pluralité de noeuds clients appartenant au réseau secondaire, chaque noeud client étant adapté à communiquer avec un noeud du réseau primaire via la station distante reliée et la station de base, le procédé comprenant une étape d'aiguillage des données destinée à un noeud client vers un canal virtuel sans fil associé à une station distante associée audit noeud client. Avantageusement, les paramètres de canal appartiennent au 15 groupe comprenant : - des caractéristiques de bande passante ; - des caractéristiques de latence ; - des caractéristiques de qualité de service ; et - des critères de classification. 20 Selon une caractéristique particulière, les communications sur chaque canal virtuel se font suivant un protocole du type IEEE 802.16. Selon une caractéristique avantageuse, le procédé comprend une étape de suppression de liens point à multipoints entre chaque station distante du réseau secondaire et les autres stations. 25 Avantageusement, le procédé comprend une étape de vérification de débit disponible pour une transmission d'un flux sur un canal virtuel et d'autorisation de transmission du flux si le débit disponible est suffisant ou de rejet de transmission du flux si le débit disponible est insuffisant. Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend une 30 étape de transmission d'un flux vidéo sur au moins un canal virtuel.
4. Liste des figures. L'invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la 35 description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : ù la figure 1 illustre un exemple d'architecture de réseau de communication, connue en soi ; la figure 2 illustre un exemple d'architecture de réseaux de communication avec des éléments mettant en oeuvre l'invention ; les figures 3 et 4 présentent schématiquement, respectivement une station de base et une station distante appartenant au réseau de la figure 2, selon un mode particulier de réalisation de l'invention ; les figures 5 et 6 illustrent un procédé de transmission de donnée mise en oeuvre respectivement dans la station de base de la figure 3 et dans la station distante de la figure 4 ; et la figure 7 présente un exemple d'échanges de trames entre différents éléments appartenant aux réseaux de la figure 2.
5. Description détaillée de l'invention. La figure 2 représente un réseau de communication primaire 110 et un réseau de communication secondaire 24 reliés entre eux par une station de base 20 qui contrôle l'accès au réseau 24 via un médium sans fil. Le réseau secondaire 24 comprend des stations distantes 210, 220 et 230 communiquant avec la station de base 20 via un médium sans fil (par exemple radio) utilisant par exemple un protocole et une architecture basés sur la norme IEEE802.16, sur des canaux virtuels respectivement 21 à 23. Chaque station distante est reliée à un ou plusieurs noeuds hôtes (ou H de l'anglais Host ) et/ou est elle-même considérée comme un noeud hôte susceptible de générer ou de traiter des données. Ainsi, à titre illustratif, la station 210 est reliée à deux noeuds 16 et 17 via un commutateur 15 via des liaisons filaires ; l'ensemble des noeuds 16 et 17 et la station 210 forment un ilot relié à la station de base 20 via le canal virtuel 21. De même, la station 220 (respectivement 230) est reliée directement à un hôte 18 (respectivement 19) via une liaison filaire. Les hôtes 16 à 19 sont, par exemple, des terminaux informatiques, des caméras équipées d'émetteurs/récepteurs sans fil ou filaire adaptés à communiquer avec la station de base 20 directement ou via un commutateur. Le réseau primaire 110 comprend un ou plusieurs noeuds (par exemple les noeuds N 1101 et 1102), par exemple des terminaux informatiques, des studios d'enregistrements et des unités de diffusion de programmes de télévision.
Ainsi, cette architecture est particulièrement bien adaptée à l'émission et/ou la réception de données audio/vidéo, ou encore d'un signal d'horloge utilisant, par exemple, un protocole internet de type IP (ou Internet Protocol en anglais). Les liaisons filaires du réseau 24 sont, par exemple, de type Ethernet. Les liaisons au sein du réseau primaire 110 sont quelconques (par exemple filaires ou sans fil, à courtes ou longues distances). La gestion des réseaux 110 et 24 peut se faire de manière quelconque via une ou plusieurs stations utilisant, par exemple, un protocole de type SNMP ou IGMP. Au sein du réseau 110, toute la bande passante peut être partagée entre les noeuds appartenant à ce réseau. En revanche, selon l'invention, les canaux virtuels 21 à 23 sont propres à une station distante et ne sont pas partagés. En supposant que la bande passante du réseau 110 est supérieure à celle offerte par le médium 11 (le médium offre par exemple une bande passante de 3OMbps inférieure à celle du réseau 110 égale, par exemple à 100Mbps), une qualité de service minimale permettant la transmission (respectivement la réception) de données d'un noeud du réseau 110 à destination (respectivement en provenance) d'un noeud du réseau 24 peut être garantie. Ainsi, l'invention est particulièrement bien adaptée à des applications ayant des contraintes fortes, notamment des contraintes de transmission en temps réel (pour de la vidéo par exemple) avec des latences maximales autorisées et/ou une gigue maximale permise.
Les canaux virtuels permettent d'assurer un lien de communication déterminé et stable entre une source de communication appartenant au réseau secondaire 24 (respectivement primaire 110) et une destination appartenant au réseau primaire 110 (respectivement secondaire 24). Ainsi, si la source est l'un des noeuds 16 à 19 et la destination un noeud du réseau 110, la transmission de données de cette source à la destination via la station de base 20 et utilisant un canal virtuel ne sera pas interrompue ou retardée à cause d'une congestion sur le médium sans fil utilisé par les canaux virtuels, une communication utilisant un canal virtuel n'utilisant pas de bande passante réservée par un autre canal virtuel. De cette manière, selon une variante mettant en oeuvre l'échange de données vidéo, un flux vidéo est transmis sur au moins un canal virtuel. Selon l'invention, les données destinées à un noeud client relié à un station distante (vis-à-vis de la station de base) sont aiguillées vers un canal virtuel sans fil associé à cette station distante.
Les communications sur chaque canal virtuel se font avantageusement suivant un protocole du type IEEE 802.16 ou, selon une variante, selon un protocole du type IEEE 802.11.
Le mécanisme de réservation de bande passante sur un canal virtuel 21 à 23 peut être basé sur une méthode quelconque utilisant, par exemple, un protocole de gestion tel que SNMP, après une phase de découverte des éléments du réseau 24.
La figure 3 illustre schématiquement la station de base 20. La station de base 20 comprend, reliés entre eux par un bus 34 d'adresses et de données, transportant également un signal d'horloge : - un microprocesseur 31 (ou CPU) ; - une mémoire non volatile de type ROM (de l'anglais Read Only Memory ) 32 ; - une mémoire vive ou RAM (de l'anglais Random Access Memory ) 33 ; - un module 35 de transmission d'un signal sur un lien sans fil (médium 21 à 23) vers les stations distantes 210, 220 ou 230 ; - un module 36 de réception d'un signal sur le lien sans fil (médium 21 à 23) en provenance des stations distantes 210, 220 ou 230 ; et - une interface 37 permettant les communications avec le réseau primaire 110.
On observe que le mot registre utilisé dans la description des mémoires désigne dans chacune des mémoires mentionnées, aussi bien une zone de mémoire de faible capacité (quelques données binaires) qu'une zone mémoire de grande capacité (permettant de stocker un programme entier ou tout ou partie des données représentatives d'un signal audio/vidéo). La mémoire ROM 32 comprend notamment un programme prog 320. Les algorithmes mettant en oeuvre les étapes du procédé propre à l'invention et décrit ci-après sont stockés dans la mémoire ROM 32 associée à la station de base 20 mettant en oeuvre ces étapes. A la mise sous tension, le microprocesseur 31 charge et exécute les instructions de ces algorithmes. La mémoire vive 33 comprend notamment : - dans une registre 330, le programme de fonctionnement du microprocesseur 31 chargé à la mise sous tension de la station de base 20 ; - des données ou des paquets contenant ces données dans un registre 331 ; - des adresses de stations distantes dans un registre 332 ; et - des paramètres de canaux virtuels dans un registre 333.
La figure 4 illustre schématiquement une station distante 4 du réseau 24 correspondant, par exemple, à une des stations 210, 220 ou 230. La station distante 4 comprend, reliés entre eux par un bus 44 d'adresses et de données, transportant également un signal d'horloge : - un microprocesseur 41 (ou CPU) ; - une mémoire non volatile de type ROM (de l'anglais Read Only Memory ) 42 ; - une mémoire vive ou RAM (de l'anglais Random Access Memory ) 43 ; - un module 45 de transmission d'un signal sur un lien sans fil (médium 21 à 23) vers la station de base 20 ; - un module 46 de réception d'un signal sur le lien sans fil (médium 21 à 23) en provenance de la station de base 20 ; et - une interface 47 permettant les communications avec un ou plusieurs noeuds du réseau 111 (via un médium indépendant du médium 21 à 23 utilisé pour les communications à destination ou en provenance de la station de base 20. La mémoire ROM 42 comprend notamment un programme prog 420 Les algorithmes mettant en oeuvre les étapes du procédé propre à l'invention et décrit ci-après sont stockés dans la mémoire ROM 42 associée à la station distante 4 mettant en oeuvre ces étapes. A la mise sous tension, le microprocesseur 41 charge et exécute les instructions de ces algorithmes. La mémoire vive 43 comprend notamment : - dans une registre 430, le programme de fonctionnement du microprocesseur 41 chargé à la mise sous tension de la station distante 4 ; - des données ou des paquets contenant ces données dans un registre 431 ; - des adresses de communication (par exemple de la station de base 20 ou de stations hôtes reliées directement ou via un commutateur à la station distante 4 ou de noeuds quelconques des réseaux 110 ou 24 accessibles via la station de base 20 dans un registre 432 ; et - des paramètres d'un canal virtuel reliant la station distante 4 à la station de base 20 dans un registre 433.
La figure 5 présente un procédé de communication entre la station de base 20 et des éléments du réseau 24 pour la transmission et/ ou la réception de données (par exemple vidéo) ou d'un signal de communication (par exemple un signal d'horloge). Le procédé permet notamment de créer des au moins un canal virtuel sans fil, associé au réseau 24 avec des paramètres de canal, configurables et d'aiguiller des données qui transitent via la station de base 20 vers le réseau 24 en fonction du ou des canaux virtuels créés, chaque canal virtuel permettant une liaison point à point entre la station de base 20 et une station distante. Cette création de canaux virtuels et leur utilisation permet d'assurer une continuité du réseau filaire 110 vers le réseau sans fil 24. En particulier, la gestion de la bande passante est facilitée et une qualité de service est garantie sur chaque canal virtuel (et donc entre chaque station distante et la station de base, le canal virtuel n'étant pas partagé par deux stations distantes distinctes) même lorsque les capacités de transmission (bande passante globale) du réseau 24 et inférieure à celle du réseau 110. A tout instant, la station de base connaît le débit disponible sur un canal virtuel et donc entre elle-même et chaque station distante sur le lien montant et le lien descendant. Il n'y a qu'un chemin entre une source du réseau 24 et un destinataire, ce chemin correspondant à une succession de liens point-à-point physiques sur les liens filaire ou virtuels (ou logiques) sur le ou les liens sans fil. Au cours d'une première étape 50, la station de base 20 initialise ses différents paramètres et variables permettant la mise en oeuvre du procédé de communication.
Puis, au cours d'une étape 51, la station de base 20 identifie les différents éléments du réseau 24 avec lesquels elle peut communiquer directement pendant une phase de découverte mise en oeuvre selon une méthode quelconque (pré-enregistrement, réception de messages dédiés émis par des noeuds du réseau 23 spontanément (par exemple sur un canal dédié) ou en réponse à une requête de la station de base et crée des canaux virtuels correspondant. Au cours de la création des canaux virtuels, la station de base 20 définit un ou plusieurs paramètres 433 pour chaque canal virtuel. Les paramètres 433 pour chaque canal virtuel comprennent, par exemple, un ou plusieurs éléments de l'ensemble suivant : - un identifiant de connexion ou CID (de l'anglais Connexion Identifier ) - le sens de communication (montant (ou uplink en anglais correspondant au sens réseau 24 vers la station de base 20), descendant (ou downlink en anglais correspondant au sens station de base 20 vers réseau 24) ou, selon une variante, bidirectionnel) ; - la liste des adresses MAC et/ou IP des noeuds du réseau 24 associés au canal virtuel ; - le débit maximum autorisé ; - la présence ou non d'un mécanisme d'acquittement (ou ACK de l'anglais Acknowledgement ) ou de demande de répétition automatique (ou ARQ de l'anglais Automatic request ) et les paramètres correspondants ; - le type de connexion à destinataire unique (ou unicast en anglais) et/ou à destinataires multiples (ou multicast en anglais) et/ou à diffusion (ou broadcast en anglais) ;et - le type d'ordonnancement (ou scheduling en anglais). Les paramètres ont avantageusement une valeur par défaut et peuvent être modifiés automatiquement (par exemple en fonction du type d'application mis en oeuvre par les noeuds associés directement ou via une station relais au canal virtuel, du nombre de noeuds reliés à un commutateur auquel est associé le canal virtuel, en fonction de bande passante totale disponible et du nombre de canaux virtuels) ou via un opérateur, par exemple à l'aide d'un ou plusieurs menus de configuration présents sur une machine de gestion de réseau (présente dans la station de base 20 ou distante). Un tel menu peut également permettre l'accès à des sous-menus plus détaillés, à des informations sur les canaux virtuels ou les noeuds connectés, à des statistiques de communication. Ainsi, un sous-menu présentant les paramètres propres à une connexion pour information ou modification peut être affiché. Ces paramètres sont par exemple des paramètres d'un élément de classification (ou classifier en anglais) ou d'ARQ (notamment une taille de fenêtre d'ARQ, des tailles de blocs de données, une valeur de temporisation (ou time-out en anglais) qui peut être finie ou infinie, pour la retransmission ou réception de données, une valeur de temporisation qui peut être également finie ou infinie, pour la connexion associée à une retransmission ou réception de données, l'obligation ou non de délivré les paquets de données dans un ordre prédéfini. Selon l'invention, le medium sans fil reliant les réseaux 110 et 24 et permettant physiquement des communications entre la station de base 20 et des stations du réseau 24 est transformé en un ensemble de canaux virtuels, chaque canal virtuel autorisant des communications point à point entre la station 20 et une station distante du réseau 24, la station distante pouvant servir de relais pour recevoir ou transmettre des données en provenance ou à destination d'un noeud client. On a ainsi une topologie comprenant des canaux virtuels adaptée à la garantie d'une qualité de service. Ainsi, selon l'invention, la définition automatique ou manuelle des paramètres permet de garantir une qualité de service déterminée. La continuité des chemins entre un noeud du réseau 24 et le réseau 110 est également assurée. En outre, il est possible de créer des connexions spécifiques entre la station de base 20 et des stations distantes 210, 220 et 230 avec une configuration adaptée à la qualité de service requise ou souhaitée (en fonction par exemple, de priorités, d'une latence maximale et d'une gigue maximale sur un canal virtuel). Les noeuds appartenant au réseau 24 peuvent être avantageusement gérés comme s'ils étaient reliés à la station de base 20 via un réseau filaire. Avantageusement, pour chaque connexion, on définit : - un identifiant de connexion ou CID (de l'anglais Connexion Identifier ) ; - une direction (par exemple montant ou descendante) ; - un type de connexion point-à-point (ou unicast ), ou pointà-multipoints (ou multicast ) ; - un débit maximal sur la connexion ; - un type d'ordonnancement (ou scheduling en anglais), du 30 type à débit garanti et non récupérable par une autre connexion (ou unsollicited grant en anglais) ; - un type de service (ou TOS de l'anglais Type Of Service ) présent dans les entêtes de paquets IP ou un adresse IP ou un ensemble d'adresses IP ; et 35 - un ou plusieurs paramètres de répétition automatique (ou ARQ de l'anglais Automatic Request ), par exemple, autorisé ou non, taille de fenêtre d'ARQ, taille des blocs de données, temporisation (ou time-out en anglais) sur la réception et la retransmission de paquets, temporisation sur une connexion, une conservation de l'ordre des paquets. Ensuite, au cours d'une étape 52, la station de base 20 attend puis reçoit d'une source quelconque (par exemple, d'un noeud du réseau 110 ou du réseau 24) des données destinées à un noeud destinataire du réseau 24. Puis, au cours d'une étape 53, la station de base 20 identifie le canal virtuel à utiliser pour transmettre les données au noeud destinataire.
La station de base implémente ici un algorithme de classification des données dans des canaux virtuels créés en fonction d'un ou plusieurs champs de classification (par exemple adresse MAC ou IP, ordre de priorité, tag VLAN) qui permettent à un module de classification (ou classifier en anglais) de transmettre des paquets associés à ces champ dans la connexion correspondante. Cela permet d'assurer la qualité de service (ou QoS de l'anglais Quality of Service ) demandées lors de la configuration du réseau. Ensuite, au cours d'une étape 54, la station de base 20 transmet les données sur le canal virtuel identifié lors de l'étape 53. L'étape 52 est ensuite réitérée. Selon une variante, l'étape 54 comprend une vérification préalable de débit disponible pour une transmission d'un flux sur un canal virtuel et : - soit d'autorisation de transmission du flux si le débit disponible sur le canal virtuel est suffisant ; - soit de rejet de transmission du flux si le débit disponible est insuffisant par exemple, en transmettant un message de contrôle spécifique à un noeud source. Avantageusement, selon un mode particulier de réalisation de cette variante, la station de base met à jour le débit disponible en temps réel, pour chaque canal virtuel : si le débit disponible est suffisant, il réserve le débit du flux correspondant sur le canal virtuel requis et soustrait du débit disponible le débit utilisé par ce flux. Selon l'invention, la réception de données par la station de base se passe d'une manière similaire à la transmission : un canal virtuel est associé dans le sens montant de la même manière que pour le sens descendant. Après identification d'un canal virtuel, une classification a lieu lors de l'émission coté station distante afin de garantir la qualité de service souhaitée ou requise et une transmission par la station distante à destination de la station de base est effectué sur le canal virtuel. La figure 6 présente un procédé de communication entre la station distante 4 et la station de base 20 pour la transmission et/ ou la réception de données (par exemple vidéo) ou d'un signal de communication (par exemple un signal d'horloge). Au cours d'une première étape 60, la station distante 4 initialise ses différents paramètres et variables permettant la mise en oeuvre du 10 procédé de communication. Puis, au cours d'une étape 61, la station distante 4 s'identifie auprès de la station de base 20 (via par exemple, un canal de signalisation dédié) et reçoit de la station de base 20 les paramètres du canal virtuel auquel elle est associée. Lorsqu'une station distante s'identifie auprès de la 15 station de base selon une procédure quelconque, par exemple, compatible avec le standard IEEE802.16, la station distante crée un premier canal virtuel de signalisation dédié à cette station. Ensuite, plusieurs messages sont échangés dans ce premier canal virtuel pour créer le ou les autres canaux virtuels entre la station de base et la station distante. La station 20 distante 4 enregistre ces paramètres dans le registre 433. Ces paramètres correspondent aux données mémorisées dans le registre 333 de la station de base et correspondant au canal virtuel attribué à la station distante 4. Ils sont transmis de la station de base 20 à la station distante 4 selon une méthode quelconque (ils sont, par exemple, insérés dans un paquet de 25 données de signalisation utilisé selon un protocole d'établissement de connexion quelconque). La station de base 20 peut utiliser à cet effet un canal de signalisation partagé par toutes les stations distantes et dédié à la gestion du réseau 24. Selon une variante, avant la configuration de canal virtuel, une 30 identification de canal virtuel est avantageusement mise en oeuvre : ainsi, avant la création de canaux virtuels propres à chaque station distante, des paquets de données sont transmis via un ou plusieurs canaux par défaut et partagés par plusieurs stations du réseau sans fil. Lorsque les canaux virtuels sont créés, ces canaux sont utilisés en priorité, les connexions 35 associées aux autres canaux étant éliminées.
Selon une autre variante, une station distante configure un canal virtuel montant avec une configuration similaire à celle d'un canal virtuel descendant correspondant. Ensuite, au cours d'une étape 62, la station distante 4 attend puis reçoit d'une application ou d'un hôte H des données destinées à un noeud destinataire du réseau 110 ou à un noeud du réseau 24 non relié directement à la station distante 4 : il s'agit de données qui doivent transiter par la station de base 20 pour atteindre le destinataire. Puis, au cours d'une étape 63, la station distante 4 transmet les données à la station de base 20 vers le noeud destinataire via le canal virtuel qui lui a été attribué. La aussi, la station distante met en oeuvre un algorithme de classification afin de respecter les contraintes de QoS données lors de la configuration. L'étape 62 est ensuite réitérée. La figure 7 illustre un exemple de communication entre un noeud quelconque 1100 du réseau 110, un noeud 1101 du réseau 110, permettant de gérer à distance la station de base 20, la station de base 20 et la station distante 20 et un noeud 18 (ces éléments sont représentés par des traits verticaux ; des actions, évènements et/ou transmissions successifs sont illustrés chronologiquement).
Quatre phases sont représentées sur la figure 7 : - une première phase 73 de découverte de topologie ; puis - une phase 70 de configuration des canaux virtuels ; - une phase de transmission 71 de données du noeud N 1101 vers le noeud H 18 ; et - une phase de transmission 72 de données du noeud H 18 vers le noeud N 1101. Les phases 71 et 72 suivent la phase de configuration 70. Elles sont indépendantes et peuvent être notamment simultanées, décalées ou séparées.
Lors de la phase 73, la station de base met en oeuvre une découverte de topologie des éléments du réseau sans fil selon une méthode quelconque (telle par exemple, les méthodes connues dans des réseaux IEEE802.16). La station de base émet une requête pour découvrir la topologie du réseau 24 et chaque élément du réseau 24 (ou à défaut au moins les stations distantes 210, 220 et 230) transmet à la station de base son adresse IP et son adresse MAC, et de manière optionnelle des paramètres indiquant le type d'applications mis en oeuvre par ces éléments ou susceptible de transmettre des données à la station de base via ces éléments (cas par exemple des stations distantes qui relaient des données issues de noeuds rattachés via un lien filaire à ces stations distantes). De cette manière, la station de base prend connaissance du réseau et en particulier des adresses IP et MAC de chaque élément du réseau et que des paramètres des connections à créer propres à une ou plusieurs applications données (par exemple si un flux vidéo doit être transmis d'un noeud source du réseau 110 vers un noeud destination du réseau 24 ou vice versa, une connexion est créée entre la station de base et une station distante permettant le passage de ce flux). La connexion créée sera montante ou descendante en fonction du sens du flux de données. La phase de configuration 70 débute par une requête 700 transmise par le gestionnaire du réseau 1102 à destination de la station 20. Cette requête (NetworkManagerREQ) 700 comprend les paramètres d'identification de la station distante concernée (RSnb) et de débit (Bitrate) à attribuer au canal virtuel associé à cette station distante (par exemple, station 220 avec un débit valant 1 OMpbs). Ensuite, la station de base 20 mémorise ces paramètres puis construit une requête (WirelessManagerREQ) 701 comprenant les paramètres de la requête 700 et un identifiant de connexion (CID). La station 20 émet alors la requête 701 vers la station distante 220 correspondant à la station indiquée dans la requête 700. Ensuite, la station distante 220 construit une réponse (WirelessManagerResp) 702 acquittant les paramètres demandés par la requête 701. La station 220 transmet alors la réponse 702 à la station de base 20. La phase 71 débute par la transmission d'un paquet de données 710 de niveau MAC (MSDU) du noeud 1101 vers la station de base 20, ce paquet comprenant l'adresse destinataire (@H) correspondant au noeud 18.
La station de base 20 détermine le canal virtuel correspondant au noeud 18 destinataire du paquet de données au cours de l'étape 53 précédemment décrite. La station 20 transmet alors un message 712 du type paquet de données de niveau MAC et comprenant l'adresse destinataire (@H) sur le 35 canal virtuel déterminé lors de l'étape 53. La station 220 reçoit le message correspondant au canal virtuel qui lui est associé, en extrait le message, vérifie s'il lui est destiné ou non.
Le message étant destiné à un noeud 18, la station 220 construit un message 713 comprenant les données et l'adresse du noeud destinataire 18 qui le reçoit et transmet les données à l'application correspondante. La phase 72 débute par la transmission d'un paquet de données 720 de niveau MAC (MSDU) du noeud 18 vers la station distante 220, ce paquet comprenant l'adresse destinataire (@N) correspondant au noeud 1101. La station distante vérifie que ce paquet ne lui est pas destiné ou n'est pas destiné à un noeud qui lui est associé (par exemple un noeud connecté à la station 220 via une liaison filaire) et transmet le paquet sous forme d'un message 721 sur le canal virtuel qui lui est associé pour la liaison montante vers la station 20. Selon une variante permettant de simplifier la mise en oeuvre dans la station 220 et d'accélérer la transmission des paquets devant transiter par la station de base 20, la station 220 n'effectue pas de filtrage sur les adresses et transmet tous les paquets sur le canal virtuel.
La station 20 reçoit le message 711 et détermine le destinataire en effectuant une étape de routage 712 : - si le message 721 est destiné à un noeud du réseau 24, la station 20 détermine le canal virtuel et transmet le message vers le destinataire, tel que décrit plus haut selon les étapes 53 et l'envoi du message 712 ; - si le message 721 lui est destiné, la station de base 20 le transmet à l'application destinataire ; - si le message 721 est destiné à un noeud du réseau 110 (cas illustré en regard de la figure 7), la station 20 construit le message 723 correspondant et le transmet sur le réseau 110 vers le noeud destinataire ; le noeud destinataire 18 le reçoit et transmet les données à l'application correspondante. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment. En particulier, l'architecture des réseaux primaire et secondaire peut être différente de celle illustrée en regard de la figure 2. Le nombre d'éléments et la topologie des réseaux primaires et secondaires peuvent être quelconques. La fonction et/ou la forme des éléments des réseaux primaire et secondaire (les fonctions des éléments électroniques peuvent notamment être regroupées dans un nombre restreint de composants ou, au contraire, éclatés dans plusieurs composants) et leur agencement peuvent également être quelconque.
L'invention n'est pas limitée à une architecture telle que décrite en regard de la figure 1 mais concerne toute architecture mettant en oeuvre un réseau primaire et un réseau secondaire relié entre eux par une station de base communiquant directement ou indirectement avec les éléments du réseau secondaire via un médium sans fil (par exemple du type radio ou optique) à couverture locale (par exemple de quelques mètres ou dizaines de mètres) ou distante (par exemple de quelques kilomètres selon notamment une norme IEEE 802.16) avec une ou plusieurs stations relais (ou station distantes), chaque station distante étant reliée à tout instant à la station de base. Selon une variante, la liaison entre une ou plusieurs stations relais et des noeuds rattachés est une liaison sans fil (liaison locale ou distante). L'invention est également compatible avec une architecture comprenant plusieurs stations de base. Ainsi, la bande passante du réseau 15 peut-être augmentée. L'invention peut également s'appliquer avec des protocoles de communications différents de ceux décrits précédemment. Ainsi, les données de contrôle peuvent être transmises selon un protocole quelconques (par exemple avec un accès à contention ou en mode 20 scrutation). Les canaux de communications entre la station de base et les stations distantes peuvent utiliser les mêmes canaux fréquentiels pour les sens montant et descendant (mode dit half duplex ) ou des canaux fréquentiels différents (mode dit full duplex ). L'invention est avantageusement appliquée à la transmission de 25 vidéo par des caméras mobiles (considérées comme noeuds du réseau secondaire) à des noeuds appartenant au réseau primaire et effectuant le traitement des images et éventuellement leur diffusion. L'invention est également avantageusement mise en oeuvre pour d'autres applications (par exemple, communication avec des terminaux mobiles, des appareils photos, 30 des équipements informatiques, des consoles de jeux, ces équipements appartenant à un réseau secondaire et étant susceptibles de recevoir et/ou transmettre des données en provenance ou à destination d'un réseau primaire. Selon certains modes de réalisation de l'invention, un canal 35 virtuel est utilisé dans le sens descendant et dans le sens montant. Selon des variantes de réalisation, la liaison entre une station de base et une station distante appartenant à un réseau secondaire peut utiliser un canal virtuel pour le sens montant et un autre canal virtuel pour le sens descendant (ce qui est particulièrement avantageux pour garantir une qualité de service dans les deux sens ou pour prendre en compte des caractéristiques (par exemple débit utile) très différentes dans les deux sens). Selon des variantes de réalisation de l'invention, la gestion des canaux virtuels est déportée dans un module de gestion des canaux virtuels. Ce module n'est pas nécessairement contenu dans une station de base. La station de base et les stations distantes gèrent la classification des paquets de données qu'elles émettent. En revanche, le module de gestion des canaux virtuels prend avantageusement en charge la découverte de la topologie et la création de canaux virtuels. Le module de gestion des canaux virtuels transmet des messages à la ou aux stations de base ainsi qu'aux stations distantes les paramètres de ces canaux virtuels.
Claims (8)
1. Procédé de communication entre un réseau primaire (110) et un réseau secondaire (24), le réseau secondaire comprenant une pluralité de stations distantes (210 à 230) et ayant des capacités de transmission inférieures aux capacités de transmission du réseau primaire, une station de base (20) permettant des transmissions de données entre les réseaux primaire et secondaire, caractérisé en ce que le procédé comprend : - une création (51) d'au moins un canal virtuel sans fil (21 à 23), associé au réseau secondaire avec des paramètres de canal, configurables ; et - un aiguillage (54) des données qui transitent par ladite station de base pour être transmises vers le réseau secondaire en fonction du ou des canaux virtuels créés. chaque canal virtuel permettant une liaison point à point entre la station de base et une station de ladite pluralité.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : -une étape d'identification d'un noeud destinataire de données ; et - une étape de transmission (54) des données sur un canal virtuel associé au noeud destinataire.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins une partie des stations distantes est reliée à une pluralité de noeuds clients appartenant au réseau secondaire, chaque noeud client étant adapté à communiquer avec un noeud du réseau primaire via la station distante reliée et la station de base, le procédé comprenant une étape d'aiguillage des données destinée à un noeud client vers un canal virtuel sans fil associé à une station distante associée audit noeud client.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les paramètres de canal appartiennent au groupe comprenant : - des caractéristiques de bande passante ; - des caractéristiques de latence ; -des caractéristiques de qualité de service ; et- des critères de classification.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les communications sur chaque canal virtuel se font suivant un protocole du type IEEE 802.16.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de suppression de liens point à multipoints entre chaque station distante du réseau secondaire et les autres stations.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de vérification de débit disponible pour une transmission d'un flux sur un canal virtuel et d'autorisation de transmission du flux si le débit disponible est suffisant ou de rejet de transmission du flux si le débit disponible est insuffisant.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de transmission d'un flux vidéo sur au moins un canal virtuel.20
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