FR2943884A1 - Procede de transmission de donnees entre des terminaux et une station centrale,terminal,station centrale,signaux, produit programme d'ordinateur et moyen de stockage correspondants. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de transmission radio de données entre des terminaux et une station centrale dans lequel la station centrale émet des paquets balise définissant le début d'une trame de données, chaque trame de données étant formée par un nombre entier S d'intervalles de temps, caractérisé en ce que pour chaque paquet de données à transmettre à ladite station centrale, chaque terminal i de communication détermine une atténuation radio Li entre la station centrale et ce terminal, choisit aléatoirement un slot s parmi les S slots possibles suivant une densité de probabilité g de moyenne m=(S-1)f(Li), où f est une fonction décroissante et insère le paquet de données à transmettre à la station centrale dans le slot s choisi de ladite trame. L'invention concerne également un terminal, une station de réception, des signaux, un produit programme d'ordinateur et un support de stockage correspondants.

Description

Procédé de transmission de données entre des terminaux et une station centrale, terminal, station centrale, signaux, produit programme d'ordinateur et moyen de stockage correspondants. 1. Domaine technique de l'invention L'invention concerne la transmission de données sur un support de transmission entre des terminaux et une station centrale. L'invention est notamment destinée à assurer la transmission de données au sein de tous types de réseau de communication sans fil, tel qu'un réseau de communication domestique du type réseau wifi, un réseau cellulaire de téléphonie mobile, un réseau satellitaire de collecte de données, un réseau zigbee, etc. 2. Arrière-plan technologique Un réseau de communications sans fil comprend généralement une station centrale et une pluralité de stations terminales. Les stations terminales transmettent des données à la station centrale (une transmission depuis la station centrale vers les terminaux étant généralement également prévu, avec le même protocole ou avec un protocole différent). Cette transmission de données se fait par le biais d'un support de transmission radioélectrique. Il existe de nombreux protocoles d'accès au support de transmission. Ces protocoles réglementent l'accès au support physique et sa durée d'utilisation aux fins de gérer les conflits potentiels.

La norme GSM utilise par exemple les protocoles connus sous le nom de TDMA ( Time division multiple access en langue anglaise) qui permettent, par un multiplexage temporel, de transmettre plusieurs signaux sur un seul canal. Ce mode d'accès fonctionne sur un partage de la ressource physique dans le temps. Chaque support de transmission (ici une fréquence porteuse) est découpé en trames comprenant chacune un nombre déterminé d'éléments temporels, désignés dans toute la suite indifféremment par le terme slot ou par les termes intervalle de temps . Lorsqu'un dispositif accède au support, un slot lui est attribué. Il conserve ce slot sur cette fréquence, dans chaque trame, durant toute la durée de la communication. Selon une autre approche, l'accès à un slot peut être aléatoire, et donc non attribué 30 pour la durée d'une communication. Cette famille de protocoles comprend le protocole connu sous le nom de protocole Aloha synchronisé, qui consiste à découper le temps en slots de durée fixes, supérieures ou égales à la durée d'un paquet à transmettre. Un dispositif, ou terminal, qui souhaite transmettre un paquet choisit aléatoirement un slot, et transmet son paquet dans le slot choisi. Une variante de ce protocole connu sous la dénomination anglaise de framed Aloha protocol (désigné ci-après par protocole Aloha tramé) consiste à regrouper plusieurs slots dans une trame. Un dispositif qui souhaite transmettre un paquet de données attend le début d'une trame et choisit aléatoirement un slot parmi les slots de la trame. Le choix du slot se fait typiquement suivant une loi de répartition uniforme. WO 99/55021 décrit par exemple un protocole de transmission de données dans un 10 réseau de communication domestique selon un protocole TDMA. L'un des inconvénients de ces protocoles réside dans le fait que lorsque deux dispositifs émettent simultanément sur le support de transmission, il se produit une collision entre les deux paquets et il se peut qu'aucun des paquets ne soit reçu par la station de réception. Le protocole prévoit donc des mécanismes adaptés pour détecter ces collisions, et 15 assurer la re-transmission des deux paquets. Dans certains cas de collision apparaît un phénomène connu sous le nom d'effet capture. Selon cet effet, lorsque deux dispositifs émettent simultanément sur le support de transmission, le paquet émis par le dispositif dont l'atténuation est la plus faible ûc'est à dire en pratique le dispositif le plus proche de la station de réceptionû peut dans le meilleur des cas 20 être décodé par la station centrale, malgré la perturbation que représente le paquet émis simultanément par l'autre dispositif. Cet effet de capture contribue à une augmentation du débit utile au seul bénéfice des terminaux proches de la station centrale alors que le débit des terminaux lointains est réduit, voire quasiment nul. En d'autres termes, il apparaît une inégalité entre les différents dispositifs, alors que le principe du protocole repose sur un 25 traitement équitable de l'accès à la ressource de communication pour l'ensemble des dispositifs. Un autre inconvénient concerne l'énergie nécessaire pour mettre en oeuvre ces protocoles, dans certaines applications. En particulier, les terminaux mobiles tels que des téléphones portables, sont alimentés par des batteries. Il est souhaitable de limiter au 30 maximum l'accès aux ressources énergétiques pour augmenter les périodes pendant lesquelles un dispositif peut fonctionner en autonomie sans nécessiter une recharge de la batterie. 3. Exposé de l'invention L'invention vise à fournir un procédé de transmission de paquets de données qui pallie au moins certains des inconvénients des procédés de l'art antérieur. En particulier, l'invention vise à fournir, selon au moins un mode de réalisation, un procédé de transmission de paquets de données qui limitent les collisions entre les paquets de données. L'invention vise également, selon au moins un mode de réalisation, à fournir un procédé de transmission dont la mise en oeuvre optimise l'utilisation des ressources énergétiques des terminaux.

L'invention vise également, selon au moins un mode de réalisation, à fournir un procédé de transmission qui améliore l'équité entre les différents terminaux de communication. L'invention vise également, selon différents aspects de l'invention, à fournir une station centrale, un terminal. des signaux, un produit programme d'ordinateur et un moyen de stockage correspondants. Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de transmission de paquets de données entre des terminaux et une station centrale de réception des paquets de données, mettant en oeuvre un accès aléatoire, de type Aloha tramé, à un support de transmission radioélectrique organisé en trames de données comprenant chacune un nombre S d'intervalles de temps, dits slots. Selon l'invention, au moins un terminal i ùnotamment chaque terminalù met en oeuvre, pour transmettre au moins un paquet de données ùnotamment chaque paquet de donnéesù, les étapes suivantes : -! détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li entre ce terminal et ladite station centrale ; -! sélection d'un intervalle de temps s d'une trame de données parmi les S slots possible pour l'émission de ce paquet de données, en fonction de ladite information représentative de l'atténuation radio Li. Un procédé selon l'invention repose donc sur un protocole Aloha tramé selon lequel S slots sont regroupés en une trame. Le début de la trame est par exemple indiqué par la station centrale par l'envoi d'un paquet, dit paquet balise. Ce paquet balise peut être émis sur la même fréquence que la fréquence utilisée pour la transmission des paquets de données ou sur une fréquence différente. Chaque trame de données est formée par un nombre entier S d'intervalles de temps, dits slots, chaque slot représentant un intervalle de temps de durée supérieure ou égale à la durée d'un paquet de données à transmettre sur le support de transmission. La période de répétition de la trame peut être égale à la durée de la trame ou supérieure à la durée de la trame. La durée disponible entre la fin d'une trame et le début de la trame suivante peut être utilisée pour d'autres transmissions. Cette durée peut aussi correspondre à une période de désactivation de la réception radio par les terminaux de désactiver leur réception.

Un procédé selon l'invention permet de sélectionner un slot en fonction d'une information représentative de l'atténuation radio. Dès lors, l'atténuation radio détermine le choix du slot. Il est donc possible de faire en sorte que le slot soit de préférence déterminé de façon qu'un terminal subissant une forte atténuation radio privilégie les premiers slots de la trame, et qu'un terminal qui subit une faible atténuation privilégie les derniers intervalles.

Cette approche permet d'améliorer l'équité entre les différents terminaux, en réduisant les risques d'effet capture, puisque les terminaux bénéficiant d'une faible atténuation ne privilégient pas les mêmes slots que les terminaux présentant une forte atténuation. Avantageusement et selon l'invention, au moins un terminal i ùnotamment chaque terminalù met en oeuvre, pour transmettre au moins un paquet de données ùnotamment chaque paquet de donnéesù, les étapes suivantes : - ! détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li entre ce terminal et ladite station centrale ; - ! sélection aléatoire d'un intervalle de temps s d'une trame de données parmi les S slots possible pour l'émission de ce paquet de données, en fonction d'une loi de probabilité tenant compte de ladite information représentative de l'atténuation radio Li. Un procédé selon ce mode de réalisation permet de sélectionner un slot en fonction d'une loi de probabilité qui tient compte d'une information représentative de l'atténuation radio. Cette approche permet de réduire les risques d'effet capture entre terminaux présentant des puissances comparables, puisque le slot déterminé par chaque terminal dépend non seulement de son atténuation radio, mais également d'une loi de probabilité qui permet d'assurer que deux terminaux qui présentent la même atténuation radio ne choisissent pas forcément le même slot. Avantageusement et selon l'invention, l'étape de détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li comprend les étapes suivantes : - ! réception d'un paquet balise émis par ladite station centrale et définissant le début d'une trame de données ; - ! détermination de la puissance de réception Pi de ce paquet balise reçu, - ! obtention de ladite information représentative de l'atténuation radio Li en fonction d'au moins la puissance de réception Pi du dernier paquet balise reçu, et l'étape de sélection aléatoire choisit aléatoirement un intervalle de temps s parmi les S intervalles de temps possibles de ladite trame, suivant une densité de probabilité g de moyenne m=(S-1)f(Li), où f est une fonction décroissante qui associe à une atténuation radio Li, un nombre réel compris entre 0 et 1, le paquet de données à transmettre à la station centrale étant inséré dans le slot s choisi de la trame de données suivante. Un procédé selon ce mode de réalisation de l'invention permet d'ordonner les accès au support de transmission de telle sorte qu'un terminal qui a une faible atténuation radio vis-à-vis de la station centrale transmet tardivement dans la trame. La fonction f étant décroissante, f(Li) est d'autant plus grand que Li est faible. De plus, le slot s est choisi aléatoirement entre 0 et S-1 suivant la densité de probabilité g de valeur moyenne (S-1)f(Li). Ainsi, le terminal choisit aléatoirement un intervalle de temps, mais préférentiellement un slot proche du début de trame si l'atténuation est grande et un slot proche de la fin de la trame si l'atténuation est faible. En d'autres termes, selon cette variante de l'invention, un terminal qui présente une faible atténuation radio vis-à-vis de la station centrale choisit préférentiellement les derniers slots de la trame, et un terminal qui présente une forte atténuation radio vis-à-vis de la station centrale choisit préférentiellement les premiers slots de la trame.Ainsi, on réduit le risque de survenue de l'effet capture. En particulier, selon l'invention, pour un slot donné dans la trame, il est probable que, en cas de collisions, les terminaux émetteurs ont des atténuations comparables. Dès lors, si des paquets de données sont transmis simultanément, ils sont reçus par la station centrale avec des puissances comparables, et les deux paquets doivent être ré- émis. Ainsi, un procédé selon cette approche augmente l'équité entre les terminaux de communication. Un procédé selon l'invention permet d'assurer la transmission de paquets de données entre des terminaux et une station centrale. Ces terminaux peuvent être de tous types. En particulier, selon une variante de l'invention, ces terminaux peuvent uniquement être des terminaux émetteurs de leurs propres paquets de données. Selon une autre variante de l'invention, au moins un terminal ûnotamment chaque terminalû peut également relayer les paquets de données émis par d'autres terminaux. Ainsi, un terminal peut relayer des paquets de données émis par des terminaux dont l'atténuation est plus faible que la sienne, c'est à dire en pratique des terminaux plus éloignés que lui de la station de réception. Avantageusement, dans ce cas, au moins un desdits terminaux j est un terminal relais, adapté pour recevoir et ré-émettre des paquets de données émis par au moins un autre terminal i, et le procédé comprend une étape de décision de ré-émission d'un paquet de données, tenant compte de ladite information représentative de l'atténuation radio Li insérée dans l'entête dudit paquet de données. Ainsi, un terminal éloigné de la station centrale peut parvenir à transmettre un paquet de données à la station de réception, par le relais effectué par des terminaux relais entre lui et la station de réception. Avantageusement et selon un mode de réalisation de l'invention, l'étape de décision : -1 compare l'information représentative de l'atténuation Li avec une information d'atténuation de référence Lj stockée dans ledit terminal relais, -! décide de ré-émettre ce paquet de données vers ladite station centrale si Li est inférieure à 4. Avantageusement et selon l'invention, chaque terminal est adapté pour recevoir des paquets de données émis par n'importe quel autre terminal et relayer ces paquets avec une probabilité p. Avantageusement et selon une variante de l'invention, un terminal ayant choisi un slot de transmission peut écouter le canal radio pendant une durée aléatoire au début de ce slot et retarder la transmission du paquet de données à un slot suivant s'il détecte un signal radio sur le canal. La durée aléatoire est typiquement inférieure à la durée d'un slot.

Avantageusement et selon une variante de l'invention, au moins un terminal ù notamment chaque terminalù interrompt son écoute du support de transmission après l'émission d'un paquet de données dans le slot s choisi, jusqu'au début de la trame suivante. Selon l'invention, un paquet de données est transmis dans un slot d'autant plus proche du début de la trame que l'atténuation du terminal est grande. En outre, un terminal ne relaye un paquet de données émis par un autre terminal que si son atténuation est plus faible que celle du terminal émetteur de ce paquet de données. Dès lors, selon l'invention, un terminal interrompt son écoute du support de transmission en vu de relayer des paquets de données émis par d'autres terminaux après le slot s qu'il choisit pour son propre paquet. En effet, les paquets transmis après ce slot s présentent de par la construction du procédé selon l'invention une atténuation plus faible que l'atténuation du terminal considéré. Cela limite la consommation d'énergie du terminal. Selon l'invention, la réception radio est totalement désactivée après le slot s choisit pour transmettre son propre paquet de données. Avantageusement et selon une autre variante de l'invention, au moins un terminal écoute le support de transmission uniquement sur une suite d'intervalles de temps de la trame agencée avant le slot s choisi et comprenant ce slot s. En particulier, un terminal ne peut bien relayer que les paquets émis par des terminaux relativement proches de lui, c'est à dire qui présentent des valeurs d'atténuation par rapport à la station centrale relativement proches. Il est donc possible de déterminer une fenêtre d'écoute pour chaque terminal qui garantit une bonne capacité de relais, tout en réduisant la consommation d'énergie. Cette fenêtre est par exemple définie par une suite de slots, le dernier slot de cette suite de slots étant préférentiellement le slot s choisi par l'étape de sélection aléatoire d'un slot. La fonction f décroissante peut être de tous types. Avantageusement et selon l'invention, ladite fonction f est de la forme f (Li) = 1ù (Li / L max): a , où Lmax correspond à l'affaiblissement maximal et a est une constante prédéterminée. L'inventeur a déterminé qu'une telle fonction permet une répartition uniforme du choix des slots par les terminaux, en particulier quand les terminaux sont répartis de manière relativement uniforme autour de la station centrale. La constante a dépend notamment du milieu au sein duquel le procédé selon l'invention est mis en oeuvre. Par exemple, pour une transmission dans un espace libre avec peu d'obstacles, une constante a égale à 2 peut être choisie. En revanche, pour une transmission dans un milieu urbain, une constante a égale à 3,5 est préférable. La densité de probabilité peut être de tous types et choisie selon les circonstances. Avantageusement et selon l'invention, ladite densité de probabilité est choisie dans le groupe comprenant les gaussiennes. les gaussiennes tronquées et les lois uniformes. La sélection du slot est donc de préférence une sélection aléatoire. Cela étant, selon une variante de l'invention, la densité de probabilité peut être un Dirac en 0, ce qui en d'autres termes conduit à ne pas avoir de choix aléatoire mais un choix du slot (S-1)f(Li). Le nombre S d'intervalles de temps que contient une trame peut être connu de chaque terminal ou transmis par la station centrale à chaque terminal. Avantageusement et selon l'invention, ladite station centrale transmet aux terminaux par le biais dudit paquet balise une donnée représentative du nombre S de slots définissant la trame. Selon une variante de l'invention, les S slots d'une trame présentent une même durée. En variante et selon l'invention, au moins deux slots ùnotamment tous les slotsù d'une trame présentent des durées distinctes. Avantageusement et selon un aspect particulier de l'invention, la durée ts d'un slot est égal à tmin+ h(s) * fi où I est un paramètre d'accroissement prédéterminé, tmin est la durée minimale d'un intervalle de temps, et h est une fonction croissante prédéterminée. Ainsi, un intervalle de temps est plus court en début de trame et plus long en fin de trame. Les intervalles de temps réservés aux terminaux lointains sont donc les intervalles les plus courts de la trame et les intervalles de temps réservés aux terminaux proches sont les intervalles les plus longs de la trame. Cette variante est particulièrement adaptée au cas où les terminaux ont la capacité de relayer des données émises par d'autres terminaux. En particulier, un terminal proche de la station centrale est amené à relayer d'avantage de données qu'un terminal plus éloigné de la station centrale. En outre, plus un intervalle de temps est long et plus le paquet de données à transmettre dans cet intervalle de temps peut être long. Dès lors, un terminal proche de la station de réception destiné à relayer un grand nombre de données peut agréger l'ensemble de ces données dans un même paquet ou retransmettre un seul paquet de données contenant l'ensemble des données contenus dans différents paquets reçus.

La fonction h croissante précédemment définie, qui à toute valeur entre 0 et 1 associe une autre valeur entre 0 et 1, permet que les intervalles de temps en début de trame soient plus courts que les intervalles en fin de trame. Cette fonction h peut être connue de chaque terminal ou être une fonction paramétrable dont les paramètres sont transmis par la station centrale à chaque terminal. Avantageusement et selon un mode de réalisation de l'invention, ledit paquet balise comprend des données représentatives des paramètres de la fonction h. De même, les paramètres fi et tmin peuvent être connus de chaque terminal ou transmis par la station centrale à chaque terminal. Avantageusement et selon un aspect particulier de l'invention, ladite station centrale transmet aux terminaux par le biais du paquet balise des données représentatives des paramètres fi et tmin. Avantageusement et selon certains modes de réalisation de l'invention, ladite station centrale émet régulièrement des paquets balise. Avantageusement, au moins un paquet balise contient une information Pb représentative de la puissance d'émission dudit paquet balise, et l'information représentative de l'atténuation radio est calculée à l'aide de l'équation Li = Pb/Pi. Avantageusement, ladite information représentative de l'atténuation radio Li peut être insérée dans l'entête d'au moins certains paquets. Ceci est notamment utile lorsque la possibilité de relais est prévue.

L'invention s'étend également à un signal émis par une station centrale vers un terminal dans un procédé de transmission de paquets de données selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un paquet balise comprenant une information Pb représentative de la puissance d'émission de ce paquet balise. L'invention s'étend également à un signal reçu par une station centrale dans un procédé de transmission de paquets de données selon l'invention, comprenant au moins une trame de données formée par un nombre S de slots, caractérisé en ce qu'un slot qui contient un paquet de donnée est d'autant plus proche du début de la trame que ce paquet de donnée provient d'un terminal éloigné de la station centrale. Avantageusement, un signal selon l'invention est tel que la durée ts d'un slot s est égal à tmin+ h(s) * fi où fi est un paramètre d'accroissement prédéterminé, tmin est la durée minimale d'un intervalle de temps, et h est une fonction décroissante prédéterminée.

L'invention s'étend également à une station centrale de réception de paquets de données émis par des terminaux dans le cadre d'une transmission de paquets de données selon un procédé de transmission selon l'invention, comprenant des moyens d'émission à intervalles de temps prédéterminés d'un paquet de balise définissant le début d'une trame de données et comprenant une information Pb représentative de la puissance d'émission de ce paquet balise. L'invention s'étend également à un terminal d'émission de paquets de données vers une station centrale dans le cadre d'une transmission de paquets de données selon un procédé de transmission selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend : -! des moyens de détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li entre ce terminal et la station centrale, - ! des moyens de sélection aléatoire d'un intervalle de temps s d'une trame de données pour l'émission d'un paquet de données, en fonction d'une loi de probabilité tenant compte de ladite information représentative de l'atténuation radio Li.

Avantageusement, un terminal selon l'invention comprend : - ! un module de réception de paquets, dits paquets de balise, émis par la station centrale et définissant le début de trames de données, - ! un module de détermination de la puissance Pi du dernier paquet balise reçu et de l'atténuation radio Li entre la station centrale et ce terminal, -! un module de choix aléatoire d'un slot s parmi les S slots possibles suivant une densité de probabilité g de moyenne (S-1)f(Li), où f est une fonction décroissante qui associe à l'atténuation radio Li, un nombre réel entre 0 et 1, - I un module d'insertion d'un paquet de données à transmettre à la station centrale dans le slot s choisi de ladite trame.

L'invention s'étend également à un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable part un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé de transmission selon l'invention, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

L'invention s'étend également à un moyen de stockage lisible par ordinateur, totalement ou partiellement amovible, stockant un programme d'ordinateur comprenant un jeu d'instructions exécutables par un ordinateur pour mettre en oeuvre le procédé de transmission selon l'invention. L'invention s'étend également à un réseau de communication par support de transmission radioélectrique comprenant : -! une station centrale de réception de paquets de données, -! une pluralité de dispositifs de communications, dits terminaux de communication, -! des moyens de synchronisation de ladite centrale de réception avec lesdits terminaux, caractérisé en ce que chaque terminal comprend : - ! un module de réception de paquets, dits paquets de balise, émis par la station centrale et définissant le début de trames de données, chaque trame de données étant formée par un nombre entier S d'intervalles de temps, dits slots, chaque slot représentant un intervalle de temps supérieur ou égal à la durée d'un paquet de données à transmettre sur le support de transmission, - ! un module de détermination de la puissance Pi du dernier paquet balise reçu et de l'atténuation radio Li entre la station centrale et ce terminal, - ! un module de choix aléatoire d'un slot s parmi les S slots possibles suivant une densité de probabilité g de moyenne (S-1)f(Li), où f est une fonction décroissante 20 qui associe à l'atténuation radio Li, un nombre réel entre 0 et 1, - ! un module d'insertion d'un paquet de données à transmettre à la station centrale dans le slot s choisi de ladite trame. Un réseau de communication selon l'invention peut notamment être un réseau cellulaire tel qu'un réseau cellulaire de téléphonie mobile, un réseau de collecte de données 25 tel qu'un réseau satellitaire de collecte de données, un réseau domestique tel qu'un réseau wifi, et de manière générale, tout réseau présentant au moins une liaison sans fil. Un réseau selon l'invention peut fonctionner dans tous types d'environnements. Néanmoins, il est particulièrement adapté aux communications extérieures où l'atténuation radio est proportionnelle à la distance qui sépare un terminal d'une station centrale. 30 L'invention concerne également un procédé de transmission de paquets de données sur un support de transmission radioélectrique, un réseau de communication par support de transmission radioélectrique, un terminal, une station de réception, des signaux, un produit programme d'ordinateur, un support de stockage, caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. 4. Liste des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées, dans lesquelles : - ! la figure 1 est une vue schématique d'un réseau de communication selon un mode de réalisation de l'invention, -! la figure 2 est une vue schématique d'un procédé, sous la forme d'étapes mises en oeuvre par un terminal selon un mode de réalisation de l'invention dans le cadre d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention, - ! la figure 3 est une vue schématique d'un terminal d'un réseau de communication selon un mode de réalisation de l'invention, -! la figure 4 est une vue schématique d'une trame véhiculée par un réseau selon l'invention, - ! les figures 5A, 5B, 5C, et 5D sont des vues schématiques d'une trame de données relayées par des terminaux d'un réseau selon un mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre un procédé selon un mode de réalisation de l'invention, -! les figures 6A et 6B sont des vues schématiques d'une trame de données relayée par un terminal d'un réseau selon un autre mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre un procédé selon un autre mode de réalisation de l'invention, 5. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 présente un réseau mettant en oeuvre un procédé de transmission selon l'invention. Un tel réseau comprend une station 8 centrale de réception de paquets de données et une pluralité de dispositifs de communication, dits terminaux 1, 2, 3, 4 de communication. Sur la figure 1, les terminaux ne sont pas tous désignés par une référence numérique à des fins de clarté. Un réseau selon ce mode de réalisation de l'invention comprend en outre des moyens de synchronisation de la station 8 centrale de réception avec les terminaux 1, 2, 3, 4 de communication. Ces moyens de synchronisation comprennent par exemple une horloge externe avec laquelle peuvent communiquer les terminaux 1, 2, 3, 4 et la station 8 centrale.

Ces moyens de synchronisation sont bien connus de l'homme du métier et ne sont pas décrits ici en détail. Les terminaux peuvent être de tous types. Par exemple, un terminal peut être un téléphone mobile de communication intégré dans un réseau cellulaire de téléphonie mobile, un satellite de collecte de données relié à une station de base, un périphérique informatique ou un équipement domestique sans fil relié à une station informatique, etc. Typiquement, de tels terminaux comprennent un processeur de traitement de données, une mémoire de stockage de données, et au moins une antenne de réception et/ou émission de trames radio. La figure 2 est une vue schématique des étapes mises en oeuvre par un terminal selon un mode de réalisation de l'invention dans le cadre de la mise en oeuvre d'un procédé de transmission selon un mode de réalisation de l'invention. Dans l'étape 100, le terminal reçoit un paquet balise émis par la station centrale. Dans l'étape 110, le terminal détermine la puissance Pi du paquet balise reçu. Dans l'étape 120, le terminal calcul l'atténuation radio Li selon par exemple la formule Li=Pi/Pb, où Pb désigne la puissance d'émission du paquet balise, cette information étant insérée par la station centrale dans le paquet balise, ou, selon un autre mode de réalisation, fixée une fois pour toutes. Dans l'étape 130, le terminal sélectionne aléatoirement un slot s de la trame parmi les S slots possible en fonction d'une loi de probabilité tenant compte de l'atténuation Li.

Dans l'étape 140, le terminal insère le paquet de données à transmettre dans le slot s choisit à l'étape 130. La figure 3 est une vue schématique d'un terminal i selon un mode de réalisation de l'invention permettant de mettre en oeuvre les étapes 100, 110, 120, 130 et 140. Ce terminal comprend un module 10 de réception de paquets, dits paquets 31 balise, émis par la station 8 centrale et définissant le début de trames 30 de données. Ce module 10 de réception est associé à une antenne 11 de réception des trames 30 de données radio. Ce module 10 de réception est adapté pour décoder ces trames 30 de données. Le module 10 met en oeuvre l'étape 100. Chaque trame 30 de données est formée par un nombre entier S d'intervalles de temps, dits slots, chaque slot 32, 39 représentant un intervalle de temps supérieur ou égal à la durée d'un paquet de données à transmettre sur le support de transmission. Sur les figures, le slot 32 désigne le premier slot de la trame et le slot 39 désigne le dernier slot de la trame. La figure 4 représente schématiquement une trame 30 de données d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention. Le terminal i comprend également un module 12 de détermination de la puissance Pi du dernier paquet 31 balise reçu et de l'atténuation radio Li entre la station 8 centrale et ce terminal i. La mesure de la puissance Pi du paquet de balise reçu peut être effectuée par tous types de moyens. Ces moyens ne sont pas décrits ici en détail car ils sont bien connus de l'homme du métier. La mesure de la puissance Pi peut être réalisée à partir d'un seul paquet balise ou être une moyenne de plusieurs mesures de manière à s'affranchir des fluctuations éventuelles du signal provoquées par exemple par une propagation multi trajets. Le module 12 met en oeuvre les étapes 110 et 120. Pour déterminer l'atténuation radio Li du terminal i, le module 12 peut comprendre, selon un mode de réalisation de l'invention, un calculateur qui évalue le rapport entre la puissance Pb du paquet balise émis par la station centrale et la puissance Pi mesurée par le module 12. La valeur de la puissance Pb est par exemple transmise au terminal i par le biais d'un paquet balise. Ce terminal i comprend également un module 13 de choix aléatoire d'un slot s parmi les S slots possibles suivant une densité de probabilité g de moyenne (S-1)f(Li), où f est une fonction décroissante qui associe à l'atténuation radio Li, un nombre réel entre 0 et 1. Ce module 13 permet au terminal de déterminer aléatoirement un intervalle de temps s parmi les S slots qui composent la trame et dans lequel est transmis le paquet de données que veut transmettre ce terminal i à la station 8 centrale. Ce module 13 de choix peut comprendre un processeur propre destiné à la détermination du slot s ou être relié au processeur du terminal i. Le module 13 met en oeuvre l'étape 130. L'homme du métier comprendra que la fonction f est de préférence définie de sorte qu'elle donne des valeurs comprises entrer et 1-c, où s est un réel inférieur à 1, ce qui permet d'assurer que le slot s défini suivant la densité de probabilité g de moyenne (S-1)f(Li), soit toujours compris entre 0 et S-1. En particulier, selon la densité g choisi, il se pourrait sinon que le slot s choisi soit négatif, pour des atténuations telles que f(Li)=0. Cela étant, dans tout le texte de la demande, et ce à des fins de clarté, on considère une fonction f qui donne des valeurs comprises dans la plage entre 0 et 1. Une autre possibilité pour que le slot choisi soit toujours dans la trame est de considérer que le slot s est le slot 0 si la valeur obtenue par l'algorithme de choix est négatif et que c'est le slot S-1 si la valeur obtenue par l'algorithme de choix est supérieure à s-1. Selon un mode de réalisation, la fonction f est de la forme f (Li) =1û (Li /Lmax)2 où Lmax correspond à l'affaiblissement maximal et a est une constante prédéterminée. La densité de probabilité g est par exemple une loi uniforme entre -2 et +2. Selon ce mode de réalisation, le module 13 de choix choisit un intervalle de temps parmi cinq intervalles compris entre l'intervalle s'-2 et s'+2, où s' est la partie entière de (Sû1)(1û(Li/Lmax)2 a). Enfin, le terminal i comprend un module 14 d'insertion d'un paquet de données à transmettre à la station centrale dans le slot s de la trame choisi par le module 13 de choix. Ce module 14 est associé à une antenne 19 adaptée pour transmettre la trame vers la station 8 centrale. Selon un mode de réalisation, les antennes 11, 19 sont une même et unique antenne. Le module 14 met en oeuvre l'étape 140. Selon un mode de réalisation de l'invention, un terminal comprend en outre un module 15 relayeur de paquets de données émis par d'autres terminaux. Ce module 15 relayeur comprend un module de comparaison pour chaque paquet à relayer, de l'atténuation Li de ce terminal avec l'atténuation Li du terminal émetteur du paquet à relayer. Ce module 15 relayeur comprend également un module de transmission du paquet à relayer vers ladite station 8 centrale avec une probabilité p si l'atténuation Li est inférieure à l'atténuation Lj. Les différents modules d'un terminal peuvent comprendre des moyens analogiques, des moyens logiciels, ou une combinaison de moyens analogiques et logiciels. De préférence, un terminal comprend des moyens logiciels adaptés pour effectuer l'ensemble des fonctionnalités des modules, à savoir décoder les trames de données, évaluer la puissance Pi du paquet balise reçu, calculer l'atténuation Li, calculer la valeur image de la fonction f, déterminer le slot s choisit pour la transmission d'un paquet de données, et mettre en forme les données en vue d'une transmission radio vers la station 8 centrale. Selon un mode de réalisation de l'invention, les terminaux 1, 2, 3, 4 interrompent leur écoute du support de transmission après l'émission d'un paquet de données dans le slot s choisi, jusqu'à la trame suivante, de manière à limiter les dépenses énergétiques. De même et de préférence, les terminaux 1, 2, 3, 4 interrompent leur écoute du support de transmission après la lecture du slot qu'ils choisiraient s'ils avaient un paquet de données à transmettre, et ce même s'ils n'ont pas de paquet à transmettre. Cette désactivation de la réception radio permet d'interrompre les opérations de décodage des trames, ce qui permet d'interrompre notamment l'alimentation des processeurs utilisés pour ces opérations. Les terminaux étant de préférence des terminaux mobiles alimentés par des batteries rechargeables, la désactivation temporaire de la réception des trames radio permet d'augmenter la période de temps pendant laquelle une batterie d'un terminal n'a pas besoin d'être rechargée. Un procédé selon ce mode de réalisation de l'invention permet donc de conférer aux terminaux utilisés une grande autonomie de fonctionnement. On considère ci-après à titre d'exemple que les terminaux 1, 2, 3, 4 du réseau de la figure 1 sont respectivement agencés à des distances de 200 mètres, 150 mètres, 100 mètres et 50 mètres de la station 8 de réception. Nous considérons également que les atténuations radios présentent respectivement des valeurs de 10 ' pour le terminal 1, 3,8.10 5 pour le terminal 2, 10 pour le terminal 3, et 10 4 pour le terminal 4. On considère également qu'une trame présente vingt intervalles de temps et qu'un terminal relaye systématiquement un paquet reçu. En d'autres termes, dans l'exemple considéré, la probabilité p est égale à 1 pour tous les terminaux. La fonction f utilisée est définie par f (L) =1û (L/Lmax)2 a, avec Lmax=1,2.106 et a=3,33, autrement dit, f (L)=1û (L/1,2.106)0'6 La densité de probabilité g utilisée est un tirage aléatoire uniforme entre -2 et +2. Lorsque le terminal 1 souhaite transmettre un paquet 20 de données, il active sa réception radio. Après réception d'un paquet 31 balise par le module 10 de réception et calcul de son atténuation par le module 12 de détermination de l'atténuation, le module 13 du terminal 1 calcule par la fonction f une valeur numérique de 0,1. Si par la fonction g, il tire la valeur 0, alors l'intervalle de temps s déterminé est le troisième intervalle de la trame, c'est à dire l'intervalle portant sur la figure 5A, le numéro 2 (20*(1,1+0=2). Le paquet de données est donc émis dans le troisième slot de la trame. Dans toute la description qui suit, le i-ème slot d'une trame est désigné sur les figures, par l'indice i-1 étant donné que le premier slot est désigné par l'indice 0 . Ainsi, le paquet 20 est transmis dans le troisième slot, désigné sur la figure 5A par l'indice 2 . La trame est envoyée vers la station 8 centrale. Une représentation schématique de la trame 30 de données émise à la sortie du terminal 1 est présentée sur la figure 5A. Le paquet 20 de données est transmis dans le troisième slot de la trame.

Le terminal 2, à l'écoute, reçoit la trame de données. Il calcule pour la fonction f une valeur de 0,5. Il écoute donc tous les intervalles de temps entre le premier et le onzième (20*0,5=10). Il entend dans le troisième intervalle de temps, le paquet émis par le terminal 1, qu'il décide de relayer. Si par la fonction g, il tire la valeur -2, il va retransmettre ce paquet dans le neuvième intervalle, c'est à dire l'intervalle portant l'indice 8 (20*0,5-2=8). Une représentation schématique de la trame 30 de données émise à la sortie du terminal 2 est présentée sur la figure 5B. Le paquet 20 de données est retransmis par le terminal 2 dans le neuvième slot de la trame (désigné sur la figure 5B par l'indice 8). Le terminal 3 calcule pour la fonction f une valeur de 0,77. Il écoute donc tous les intervalles de temps entre le premier et le seizième (0,77*20=15,4). Il entend dans le neuvième intervalle, le paquet relayé par le terminal 2. Si par la fonction g, il tire la valeur -1, il retransmet ce paquet dans le quinzième intervalle. Une représentation schématique de la trame 30 de données émise à la sortie du terminal 3 est présentée sur la figure 5C. Le paquet 20 de données est retransmis par le terminal 3 dans le quinzième slot de la trame.

Le terminal 4 calcule pour la fonction f une valeur de 0,94. Il écoute donc tous les intervalles de temps entre le premier et le dix-neuvième. Si par la fonction g, il tire la valeur - 2, il retransmet le paquet dans le dix-huitième intervalle. Le paquet est transmis et reçu par la station 8 centrale. Une représentation schématique de la trame 30 de données émise à la sortie du terminal 4 et reçu par la station 8 de réception est présentée sur la figure 5D. Le paquet 20 de données est retransmis par le terminal 4 dans le dix-huitième slot de la trame. Un procédé de transmission selon ce mode de réalisation de l'invention permet donc qu'un paquet 20 de données, initialement émis par le terminal 1, soit reçu par la station 8 centrale après avoir été relayé par les terminaux 2, 3 et 4. En outre, les terminaux limitent leurs consommations d'énergie en désactivant leurs écoutes radios après la lecture du slot qu'il choisirait pour leur propre transmission. Dans le mode de réalisation décrit, les différents slots d'une trame présentent des durées égales. En variante, au moins deux slots d'une trame peuvent présenter des durées distinctes. Selon un mode de réalisation avantageux, la durée ts d'un slot s est égal à tmin+ h(.x) * f3 où f3 est un paramètre d'accroissement prédéterminé, tmin est la durée minimale d'un intervalle de ternps, et h est une fonction décroissante prédéterminée.

En reprenant l'exemple de la figure 1 avec les mêmes conditions, on considère une fonction h et une constante fi telles que les quatorze premiers slots représentent une durée égale à tmin et les six derniers slots présentent une durée égale à 2*tmin. Ainsi, si le terminal 3 a un propre paquet 21 de données à transmettre, la durée du quinzième intervalle de temps est suffisante pour lui permettre de transmettre dans cet intervalle de temps, non seulement son propre paquet 21 de données, mais également le paquet 20 de données relayé par le terminal 2 qu'il a entendu dans le neuvième slot de la trame. Le terminal 3 peut donc transmettre, dans le quinzième slot choisit par son module 13 de choix, un paquet de données agrégées qui comprend les données du paquet 20 de données émis par la terminal 1 et les données de son propre paquet 21 de données. Une représentation schématique de la trame 30 de données reçu par le terminal 3 est représentée sur la figure 6A, alors que la trame 30 de données émises par le terminal 3 après agrégation des données est représenté sur la figure 6B. Le terminal 4 pourra relayer ce paquet de données agrégées dans le dix-huitième slot, dont la durée est compatible avec le paquet de données agrégées.

Un procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre sous la forme d'une séquence d'instructions d'un programme informatique. Le procédé peut également être mis en oeuvre sous forme matérielle ou sous une forme mixte matérielle et logicielle. Dans le cas où l'invention est implantée partiellement ou totalement sous la forme logicielle, la séquence d'instructions correspondante pourra être stockée dans un moyen de stockage amovible, tel qu'une disquette, un CD-ROM, un DVD-ROM, etc., ou un moyen de stockage non amovible, ces différents moyens étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou par un microprocesseur. L'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits. En particulier, selon d'autres modes de réalisation, une trame peut comprendre un nombre différent de slots et les fonctions g, f et h peuvent être définies autrement. Les paramètres du procédé et du réseau mettant en oeuvre le procédé peuvent être connus de chaque terminal et de la station centrale, ou être transmis aux terminaux et à la station centrale par un dispositif externe ou être transmis aux terminaux par la station centrale.30

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de transmission de paquets de données entre des terminaux (1, 2, 3, 4) et une station (8) centrale de réception des paquets de données, mettant en oeuvre un accès aléatoire, de type Aloha tramé, à un support de transmission radioélectrique organisé en trames (30) de données comprenant chacune un nombre S d'intervalles de temps, dits slots (32, 39), caractérisé en ce qu'au moins un terminal i met en oeuvre, pour transmettre au moins un paquet (20) de données, les étapes suivantes : - détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li entre ce terminal et ladite station (8) centrale ; - sélection d'un slot s d'une trame (30) de données parmi les S slots possible pour l'émission de ce paquet (20) de données, en fonction de ladite information représentative de l'atténuation radio Li.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un terminal i met en oeuvre, pour transmettre au moins un paquet (20) de données, les étapes suivantes : - détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li entre ce terminal et ladite station (8) centrale ; - sélection aléatoire d'un slot s d'une trame (30) de données parmi les S slots possible pour l'émission de ce paquet (20) de données, en fonction d'une loi de probabilité tenant compte de ladite information représentative de l'atténuation radio Li.
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape de détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li comprend les étapes suivantes: - réception d'un paquet balise (31) émis par ladite station (8) centrale et définissant le début d'une trame (30) de données ; - détermination de la puissance de réception Pi de ce paquet (31) balise reçu, - obtention de ladite information représentative de l'atténuation radio Li en fonction d'au moins la puissance de réception Pi du dernier paquet (31) balise reçu, et en ce que ladite étape de sélection aléatoire choisit aléatoirement un slot s parmi les S slots possibles de ladite trame, suivant une densité de probabilité g de moyenne m=(S-1)f(Li), où fest une fonction décroissante qui associe à une atténuation radio Li, un nombre réel compris entre 0 et 1, le paquet (20) de données à transmettre à la station (8) centrale étant inséré dans le slot s choisi de la trame (30) de données suivante.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit paquet balise (31) contient une information Pb représentative de la puissance d'émission dudit paquet balise, et en ce que ladite information représentative de l'atténuation radio vaut Li = Pb/Pi.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite information représentative de l'atténuation radio Li est insérée dans l'entête d'au moins certains paquets.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins un desdits terminaux j (1, 2, 3, 4) est un terminal relais, adapté pour recevoir et ré-émettre des paquets (20) de données émis par au moins un autre terminal i (1, 2, 3, 4), et en ce qu'il comprend une étape de décision de ré-émission d'un paquet de données, tenant compte de ladite information représentative de l'atténuation radio Li insérée dans l'entête dudit paquet de données.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite étape de décision : - compare ladite information représentative de l'atténuation Li avec une information d'atténuation de référence Lj stockée dans ledit terminal relais, - décide de ré-émettre ce paquet (20) de données vers ladite station (8) centrale si Li est inférieure à Li. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins un terminal (1, 2, 3, 4) interrompt son écoute du support de transmission après l'émission d'un paquet (20) de données dans le slot s choisi, jusqu'au début de la trame (30) suivante. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins un terminal (1, 2, 3, 4) écoute le support de transmission uniquement sur une suite d'intervalles de temps de la trame agencée avant le slot s choisi et comprenant ce slot s. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, prise avec la revendication 3, caractérisé en ce que ladite fonction f est de la forme f (Li)=1ù (Li / L max)2'a , où Lmax correspond à l'affaiblissement maximal et a est une constante prédéterminée.11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, prise avec la revendication 3, caractérisé en ce que ladite densité de probabilité g est choisie dans le groupe comprenant les gaussiennes, les gaussiennes tronquées et les lois uniformes. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'au moins deux slots d'une trame (30) de données présentent des durées distinctes, au moins un premier intervalle de temps proche du début de ladite trame (30) ayant une durée plus faible qu'au moins un deuxième intervalle de temps plus éloigné du début de ladite trame (30). 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la durée ts d'un slot est égal à tmin+ h(s) * /3 où f3 est un paramètre d'accroissement prédéterminé, tmin est la durée minimale d'un intervalle de temps, et h est une fonction décroissante prédéterminée. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que les paramètres tmin et i sont transmis par un paquet (31) de balise. 15. Signal émis par une station (8) centrale vers un terminal (1, 2, 3, 4) dans un procédé de transmission de paquets de données selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un paquet (31) balise comprenant une information Pb représentative de la puissance d'émission de ce paquet (31) balise. 16. Signal reçu par une station (8) centrale dans un procédé de transmission de paquets de données selon l'une des revendications 1 à 14, comprenant au moins une trame (30) de données formée par un nombre S de slots, caractérisé en ce qu'un slot qui contient un paquet (20) de donnée est d'autant plus proche du début de la trame (30) que ce paquet de donnée provient d'un terminal éloigné de la station (8) centrale. 17. Signal selon la revendication 16, caractérisé en ce que la durée ts d'un slot s est égal à tmin+ h(s) * /3 où /3 est un paramètre d'accroissement prédéterminé, tmin est la durée minimale d'un intervalle de temps, et h est une fonction décroissante prédéterminée. 18. Station centrale de réception de paquets de données émis par des terminaux (1, 2, 3, 4) dans le cadre d'une transmission de paquets (20) de données selon un procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'émission à intervalles de temps prédéterminés d'un paquet de balise définissant le début d'une trame de données et comprenant une information Pb représentative de la puissance d'émission de ce paquet (31) balise. 19. Terminal d'émission de paquets de données vers une station (8) centrale dans le cadre d'une transmission de paquets (20) de données selon un procédé selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de détermination d'une information représentative de l'atténuation radio Li entre ce terminal et la station (8) centrale, - des moyens de sélection aléatoire d'un intervalle de temps s d'une trame de données pour l'émission d'un paquet (20) de données, en fonction d'une loi de probabilité tenant compte de ladite information représentative de l'atténuation radio Li. 20. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable part un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé de transmission selon au moins une des revendications 1 à 14, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 21. Moyen de stockage lisible par ordinateur, totalement ou partiellement amovible, stockant un programme d'ordinateur comprenant un jeu d'instructions exécutables par un ordinateur pour mettre en oeuvre le procédé de transmission selon au moins une des revendications 1 à 14.20