WO2010061096A1 - Technique de selection d'une frequence de communication - Google Patents

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WO2010061096A1
WO2010061096A1 PCT/FR2009/052195 FR2009052195W WO2010061096A1 WO 2010061096 A1 WO2010061096 A1 WO 2010061096A1 FR 2009052195 W FR2009052195 W FR 2009052195W WO 2010061096 A1 WO2010061096 A1 WO 2010061096A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
frequencies
access point
transmission
selecting
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/052195
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Bonald
Ali Ibrahim
James Roberts
Original Assignee
France Telecom
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by France Telecom filed Critical France Telecom
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality

Definitions

  • the invention relates to a technique for selecting a communication frequency between an access point and at least one wireless terminal.
  • the invention is in the field of wireless communications and more specifically wireless networks for which a plurality of communication frequencies is likely to be used by an access point. This is for example a wireless communication network compliant with the IEEE 802.11 standard.
  • IEEE 802.11b / g standards allow an access point to use one or more of three orthogonal frequencies in Europe to communicate with wireless terminals.
  • the 802.11a standard allows a selection of orthogonal frequencies among twelve also in Europe.
  • Access points when using the same frequency may interfere directly or via the wireless terminals communicating with them. In the presence of interference, the qualities of communications deteriorate.
  • Methods for dynamically allocating a frequency to an access point exist. Such a method is described in the patent document published under the number WO02 / 093839. It comprises a first phase of supervision of frequencies of a plurality of frequencies, a second phase of selection of a frequency by the access point, a third phase of announcement of a programmed change of frequency and a fourth phase of effective changeover of the frequency.
  • the access point makes measurements on the different frequencies during a period of silence of the wireless terminals associated with it; it thus measures a level of local interference on each of the frequencies.
  • the access point requests a set of wireless terminals to perform measurements for a set of frequencies. The wireless terminals of this set then transmit to the access point the measurements made.
  • the access point selects a frequency to be used according to the measurements made and received, this frequency having for example a low level of interference.
  • This method has the drawbacks of requiring a period of silence necessary for the implementation of the measurements and also of using wireless terminals.
  • the wireless terminals performing the measurements must be static, which represents an additional constraint during the implementation of the method.
  • One of the aims of the invention is to remedy the shortcomings / disadvantages of the state of the art and / or to make improvements thereto.
  • the subject of the invention is a method of selecting a communication frequency between an access point and at least one wireless terminal, said method comprising the following steps implemented by said access point. : a / for at least two given frequencies belonging to a plurality of communication frequencies, a step of determining a transmission quality associated with the given frequency, comprising transmitting data to at least one wireless terminal by means of the given frequency and a measurement of a quality of transmission of said data; b / a step of selecting a frequency, wherein the access point selects from among said at least two given frequencies a frequency for which the associated transmission quality is highest; communications between the access point and at least one wireless terminal is subsequently effected by means of the selected frequency.
  • wireless communications are established in accordance with IEEE 802.11.
  • the number of frequencies of the plurality of frequencies varies.
  • the method is also applicable to any wireless network in which it is intended to be able to dynamically select a communication frequency from among a plurality of frequencies.
  • the access point determines a set of frequencies of the plurality that will be measured. Then, for a given frequency of this set, the access point informs the wireless terminals located in its radio coverage area that communications will now be performed on the given frequency. Data is then sent to one or more wireless terminals located in the area of coverage and the quality of the transmission is evaluated.
  • a quality of a transmission can be in particular an average time of data transmission. It is representative of a level of interference as observed by the wireless terminal (s).
  • the access point selects the one with the highest transmission quality and informs the wireless terminals that communications will now be made on the selected frequency.
  • the evaluation of the transmission quality is performed during the transmission of data on a frequency being evaluated. Thus, reliable information is obtained on the quality of transmission that can be achieved on this frequency.
  • the quality of transmission evaluated is then associated with the frequency being evaluated.
  • other competing access points also use the frequency being evaluated, the transmission quality is degraded.
  • Competitive access points are access points whose transmissions are likely to interfere with those of the access point in question. These may be access points that also comply with the IEEE 802.11 standard or any other equipment that complies with other standards. Thus, the access point preferably selects a frequency that is not used by a competing access point or that has little interference due to the presence of other equipment.
  • the method is autonomously implemented by the access point and independently of the other access points. It is not necessary for him to announce to other access points that he is implementing a frequency selection process. Thus, no coordination between the different access points is required for the implementation of the method. Each access point can thus determine the frequency that will allow it to obtain the best quality of transmission.
  • This method is particularly adapted to be implemented in the case of an access point allowing access to an Internet type communication network.
  • the traffic is essentially intended for wireless terminals and thus, the access point has data packets to transmit to wireless terminals.
  • the data transmitted to a wireless terminal during the step of determining the transmission quality associated with the given frequency are data waiting to be transmitted to said wireless terminal.
  • the frequency resource is used to transmit useful data to one or more wireless terminals. , that is to say data relating to a communication session of the terminal or terminals.
  • the frequency resource is not wasted to transmit data intended solely for the determination of the transmission quality, for example a predetermined pattern.
  • the communications being effected by means of a current frequency prior to execution of steps a / and b /, during the step of selecting a frequency, the access point selects a new frequency if the transmission quality associated with the new frequency is greater than that associated with the current frequency of a predetermined value.
  • the frequency change from a current frequency to the selected frequency is performed only when the transmission quality has a significant improvement over that of the current frequency. This avoids permanent back and forth between two frequencies.
  • the communications being carried out using a current frequency prior to execution of steps a / and b /, the steps a / and b / are executed following a detection of a degradation of a transmission quality using the current frequency.
  • steps a / and b / are executed when a data set has been issued.
  • the cardinal of the transmitted data set is doubled at the end of an iteration of the method.
  • the invention also relates to a device for selecting a communication frequency among a plurality of frequencies, comprising:
  • control means arranged to control the determination means for at least two given frequencies belonging to the plurality of frequencies
  • means for selecting a communication frequency arranged to select from among at least two frequencies a frequency for which the associated transmission quality is the highest.
  • the invention also relates to an access point communicating with at least one wireless terminal by means of a selected communication frequency among a plurality of frequencies, comprising a device for selecting a communication frequency among a plurality of frequencies as previously described.
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions for implementing the method of selecting a communication frequency as described previously by a device for selecting a communication frequency, when this program is executed by a processor.
  • FIG. 1 represents access points of a wireless network in their environment
  • FIG. 2 represents the steps of a communication method according to a particular embodiment of the invention
  • FIG. 3 represents a selection device according to the invention.
  • FIG. 1 shows three access points AP1, AP2, AP3 in their environment. Wireless terminals T1 to T5 are associated with these access points.
  • the wireless terminals T1, T2 and T3 are associated with the APl access point.
  • the wireless terminal T4, respectively T5 is associated with the access point AP2, respectively AP3.
  • the wireless terminals and access points are compliant with the EEEE 802.11 standard and the communications are performed using a selected one of a plurality of frequencies. Access to the transmission channel is done according to a CSMA / CA protocol, for "Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance".
  • the access points allow for example access to an Internet type communication network. Indeed, for such access points, the traffic is essentially intended for wireless terminals and thus the access point has data packets waiting to be transmitted to wireless terminals.
  • the method of communicating between an access point and at least one wireless terminal using a frequency selected from a plurality of frequencies comprising the method of selecting a frequency, as implemented by a APl access point, will now be described in connection with Figure 2.
  • the quality of data transmission is evaluated by means of a mean transmission time.
  • the average transmission time is representative of the flow.
  • W min is the minimum size of a transmission window; for example, W mln is 128;
  • W max corresponds to a maximum size of a transmission window; for example, W max is 1024 ;
  • NP corresponds to a number of packets used to determine an average transmission time; for example, NP is 8. It is noted that the NP packets may be destined for one or more terminals. Preferably, the packets are served according to a "round robin" algorithm in order to serve as many terminals as possible when measuring the average transmission time. Subsequently, the following variables are used:
  • wnd is a transmission window size using a given frequency
  • - cwnd is a number of packets transmitted by a given frequency
  • - mtt (i) is an estimate of the average transmission time measured during NP packet transmission using frequency i;
  • - cch is the current frequency by which communications between the access point in question and wireless terminals are made
  • APl access point initializes parameters used subsequently:
  • APl access point checks whether a search process of a candidate frequency must be triggered, that is to say if a new frequency must be searched.
  • condition C2 a deterioration in the quality of the transmissions made using the current frequency was detected, ie the ratio between the mean transmission time objective rtt and the mean transmission time mtt (ch) for the current frequency is less than a first predetermined threshold ⁇ , in other words rtt / mtt (cch) ⁇ .
  • the condition C1 thus makes it possible to trigger the process of searching for a candidate communication frequency regularly.
  • the condition C2 thus makes it possible to trigger the process of searching for a candidate communication frequency when the quality of transmission is degraded.
  • the triggering threshold is adjustable according to the value of the parameter ⁇ . We can choose for example ⁇ to 0.5.
  • the method proceeds to a packet sending step E4.
  • the access point AP1 transmits NP packets P awaiting transmission to one or wireless terminals T1, T2, T3.
  • the APl access point updates the average transmission time mtt (cch) on the current frequency, measured during the transmission of NP packets P at destination. wireless terminal (s) T1, T2, T3.
  • the APl access point increments NP by the number of packets transmitted cwnd.
  • the access point AP1 determines for at least two of the frequencies i of the plurality of communication frequencies an average transmission time mtt (i).
  • the access point AP1 controls the change of frequency towards the frequency i, transmits NP packets P awaiting transmission to one or of the wireless terminals and measures the mean transmission time mtt (i).
  • the access point transmits firstly on a broadcast channel an announcement relating to the new frequency that will be used, then in a second time makes the change ordered.
  • this is a "Channel Switch Announcement" message, as described in paragraph 7.4.1.5, comprising a Channel Switch Announcement information element as described in paragraph 7.3.2.20.
  • the measured average transmission time reflects the number and level of interference disturbing a communication between the access point and the wireless terminal (s) using the given frequency.
  • a packet P corresponds to useful data for the recipient wireless terminal, exchanged for example between an application and the terminal during a communication session.
  • the frequency i given as transmission quality is associated with the measured mean transmission time.
  • the APl access point determines a candidate frequency. More specifically, the APl access point determines the highest associated transmission quality, that is to say the minimum value of average transmission time min_mtt, the frequency to obtain this value being the candidate frequency.
  • the APl access point checks whether this candidate frequency would make it possible to obtain a sufficient increase in transmission quality with respect to the current frequency, that is to say in this embodiment, a lower average transmission time.
  • a ratio of min_mtt and average transmission time associated with the current frequency is compared with a second predetermined threshold ⁇ , that is to say min_mtt / mtt (cch) ⁇ .
  • the decision threshold for switching frequency that is to say for switching from the current frequency to the candidate frequency, is adjustable according to the value of the parameter ⁇ . This makes it possible to avoid successive round trips between two frequencies. For example, ⁇ to 0.8 can be chosen.
  • the candidate frequency is selected only if the use thereof makes it possible to obtain a gain in transmission quality that is sufficient with respect to the quality of transmission associated with the current frequency.
  • step E20 the access point AP1 selects the candidate frequency as a new current frequency, announces a frequency change to the candidate frequency and then actually changes frequency.
  • the variable wnd is initialized to the value W m ⁇ n and the variable cwnd to the null value. The method then proceeds to a step E22 of initialization of the objective of average transmission time. If, in step E14, it is determined that the candidate frequency does not make it possible to obtain a sufficient increase of the transmission quality with respect to the current frequency, in a step E 16, the access point checks whether the transmission window size wnd has reached the maximum value W max .
  • step El 8 the size of the transmission window is doubled.
  • the progressive increase in the size of the transmission window thus makes it possible to trigger more frequently the search process of a candidate frequency during the first iterations of the process until a maximum transmission window size is obtained. W max and then trigger it regularly until condition C2 is reached.
  • step E22 of initialization of the objective of mean time of transmission the access point AP1 initialized rtt to the value measured during step ElO for the current frequency, mtt (cch).
  • Steps E2, ElO to E22 correspond to an iteration of the method for selecting a communication frequency.
  • the transmission quality is evaluated by means of an average transmission time. It is also possible to evaluate the transmission quality using the collision rate or any combination of the average transmission time and collision rate, or any other method.
  • the size of the transmission window is fixed and the steps E16 and
  • the transmitted packets are fixed data corresponding to a predetermined pattern.
  • a frequency selection device 300 is shown in FIG. 3. It comprises a first module 304 arranged to perform the processing relating to the physical levels and the data link.
  • the first module 304 comprises: a submodule 305 arranged to transmit and receive data to and from wireless terminals; a submodule 306 arranged to implement the CSMA / CA protocol; a submodule 307 arranged to control the submodule 305, in particular to control a change of communication frequency.
  • the frequency selection device 300 also comprises a second module 301 arranged to control the first module 304.
  • the second module 301 comprises: a submodule 302, arranged to determine a scheduling of transmissions to wireless terminals, for which data is pending transmission; a frequency select submodule 303 arranged to select a communication frequency from at least two given frequencies belonging to the plurality of frequencies.
  • the submodule 305 is also arranged to measure a transmission quality obtained during data transmission, for example an average transmission time of a data packet. This transmission quality measurement is transmitted to the second module 301, more precisely to the submodule 303.
  • the submodule 303 is further arranged to control the first module 304 to obtain average data transmission times for at least two given frequencies belonging to the plurality of frequencies.
  • the second module 301 transmits a frequency change command to the first module 304, in particular to the submodule 307.
  • the submodule 303 is furthermore arranged to: determining whether one of the conditions C1 or C2 is reached,
  • the first module 304 may be a wireless communication card adapted to be connected to a computer.
  • the invention also relates to an access point communicating with at least one wireless terminal by means of a selected communication frequency among a plurality of frequencies, comprising a device 300 for selecting a communication frequency among a plurality of frequencies as previously described.
  • the modules and sub-modules 301, 302, 303, 304, 307 of the selection device are arranged to implement the method of selecting a previously described communication frequency.
  • These are preferably software modules comprising software instructions for executing the steps of the selection method described above, implemented by a selection device.
  • the invention therefore also relates to:
  • a program for a selection device comprising program instructions for controlling the execution of the steps of the selection method described above which are executed by said device, when said program is executed by a processor thereof;
  • the software modules can be stored in or transmitted by a data carrier.
  • a data carrier This may be a hardware storage medium, for example a CD-ROM, a magnetic diskette or a hard disk, or a transmission medium such as an electrical signal, optical or radio, or a telecommunications network.
  • the method has been described for wireless communications in accordance with EEEE 802.11. It is also applicable to any wireless network in which it is provided to be able to dynamically select a communication frequency among a plurality of frequencies.

Abstract

L'invention concerne un procédé de sélection d'une fréquence de communication entre un point d'accès et au moins un terminal sans fil. Ce procédé comprend les étapes suivantes mises en œuvre par ledit point d'accès : a/ pour au moins deux fréquences données appartenant à une pluralité de fréquences de communication, une étape (E1O) de détermination de la qualité de transmission associée à une fréquence donnée, comprenant une transmission de données vers au moins un terminal sans fil au moyen de ladite fréquence donnée et une mesure d'une qualité de transmission desdites données; b/ une étape (E 12) de sélection d'une fréquence, dans laquelle le point d'accès sélectionne parmi lesdites au moins deux fréquences données une fréquence pour laquelle la qualité de transmission associée est la plus élevée. Le procédé de sélection est mis en œuvre dans un procédé de communication entre le point d'accès et au moins un terminal sans fil, les communications s'effectuant après sélection au moyen de la fréquence sélectionnée.

Description

Technique de sélection d'une fréquence de communication
L'invention concerne une technique de sélection d'une fréquence de communication entre un point d'accès et au moins un terminal sans fil. L'invention se situe dans le domaine des communications sans fil et plus spécifiquement des réseaux sans fil pour lesquels une pluralité de fréquences de communication est susceptible d'être utilisée par un point d'accès. Il s'agit par exemple d'un réseau de communication sans fil conforme à la norme IEEE 802.11.
Les normes IEEE 802.11b/g permettent à un point d'accès d'utiliser une ou plusieurs fréquences orthogonales parmi trois en Europe pour communiquer avec des terminaux sans fil. La norme 802.11a permet quant à elle une sélection de fréquences orthogonales parmi douze également en Europe.
Des points d'accès lorsqu'ils utilisent une même fréquence peuvent interférer de façon directe ou par l'intermédiaire des terminaux sans fil communiquant avec ceux- ci. En présence d'interférences, les qualités des communications se dégradent.
Des méthodes permettant d'allouer dynamiquement une fréquence à un point d'accès existent. Une telle méthode est décrite dans le document de brevet publié sous le numéro WO02/093839. Elle comprend une première phase de supervision de fréquences d'une pluralité de fréquences, une deuxième phase de sélection d'une fréquence par le point d'accès, une troisième phase d'annonce d'un changement de fréquence programmé et une quatrième phase de basculement effectif de la fréquence. Lors de la première phase, le point d'accès effectue des mesures sur les différentes fréquences pendant une période de silence des terminaux sans fil qui lui sont associés ; il mesure ainsi un niveau d'interférence local sur chacune des fréquences. Puis, le point d'accès demande à un ensemble de terminaux sans fil de réaliser des mesures pour un ensemble de fréquences. Les terminaux sans fil de cet ensemble transmettent ensuite au point d'accès les mesures effectuées. Lors de la deuxième phase, le point d'accès sélectionne alors une fréquence à utiliser en fonction des mesures effectuées et reçues, cette fréquence présentant par exemple un niveau bas d'interférence. Cette méthode présente comme inconvénients de nécessiter une période de silence nécessaire à la mise en œuvre des mesures et également de mettre à contribution des terminaux sans fil. De plus, les terminaux sans fil effectuant les mesures doivent être statiques, ce qui représente une contrainte supplémentaire lors de la mise en œuvre de la méthode.
Un des buts de l'invention est de remédier à des insuffisances/inconvénients de l'état de la technique et/ou d'y apporter des améliorations.
Selon un premier aspect, l'invention a pour objet un procédé de sélection d'une fréquence de communication entre un point d'accès et au moins un terminal sans fil, ledit procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par ledit point d'accès : a/ pour au moins deux fréquences données appartenant à une pluralité de fréquences de communication, une étape de détermination d'une qualité de transmission associée à la fréquence donnée, comprenant une transmission de données vers au moins un terminal sans fil au moyen de la fréquence donnée et une mesure d'une qualité de transmission desdites données ; b/ une étape de sélection d'une fréquence, dans laquelle le point d'accès sélectionne parmi lesdites au moins deux fréquences données une fréquence pour laquelle la qualité de transmission associée est la plus élevée ; les communications entre le point d'accès et au moins un terminal sans fil s'effectuant ultérieurement au moyen de la fréquence sélectionnée.
Les communications sans fil s'établissent par exemple conformément à la norme IEEE 802.11. En fonction de la variante de cette norme utilisée, le nombre de fréquences de la pluralité de fréquences varie. Le procédé est également applicable à tout réseau sans fil dans lequel il est prévu de pouvoir sélectionner dynamiquement une fréquence de communication parmi une pluralité de fréquences.
Le point d'accès détermine un ensemble de fréquences de la pluralité qui vont faire l'objet de mesures. Puis, pour une fréquence donnée de cet ensemble, le point d'accès informe les terminaux sans fil situés dans sa zone de couverture radio que les communications vont désormais s'effectuer sur la fréquence donnée. Des données sont alors émises à destination d'un ou de plusieurs terminaux sans fil situés dans la zone de couverture et la qualité de la transmission est évaluée. Une qualité d'une transmission peut être notamment un temps moyen de transmission des données. Elle est représentative d'un niveau d'interférence tel qu'observé par le ou les terminaux sans fil. Une fois les qualités de transmission évaluées sur l'ensemble de fréquences, le point d'accès sélectionne celle qui présente la qualité de transmission la plus élevée et informe les terminaux sans fil que les communications vont désormais s'effectuer sur la fréquence sélectionnée.
L'évaluation de la qualité de transmission est effectuée lors de la transmission de données sur une fréquence en cours d'évaluation. Ainsi, on obtient une information fiable sur la qualité de transmission qui peut être atteinte sur cette fréquence. On associe alors la qualité de transmission évaluée à la fréquence en cours d'évaluation. Lorsque d'autres points d'accès concurrents utilisent également la fréquence en cours d'évaluation, la qualité de transmission se dégrade. Par point d'accès concurrent, on entend des points d'accès dont les émissions sont susceptibles d'interférer avec celles du point d'accès considéré. Il peut s'agir de points d'accès conformes également à la norme IEEE 802.11 ou de tout autre équipement conforme à d'autres normes. Ainsi, le point d'accès sélectionne de préférence une fréquence non utilisée par un point d'accès concurrent ou bien peu brouillée du fait de la présence d'un autre équipement.
De plus, aucune contribution des terminaux sans fil n'est demandée pour réaliser ces mesures ; seul le point d'accès met en œuvre les différentes étapes permettant une sélection d'une fréquence de communication. Ainsi, la mise en œuvre de la méthode ne requiert aucune modification des terminaux sans fil et les ressources processeur et mémoire des terminaux sans fil sont économisées contrairement au procédé de la technique de l'art antérieur. Les ressources en fréquence sont également économisées car il n'y a pas d'utilisation de ressources en fréquence pour transmettre les mesures effectuées par les terminaux sans fil au point d'accès.
En outre, il n'est pas nécessaire d'effectuer des mesures lors de périodes de silence du point d'accès. Au contraire, la qualité de transmission est évaluée lors de la transmission de données. On obtient ainsi une vision réaliste de l'environnement radio du point d'accès. En effet, il est courant que deux points d'accès interfèrent entre eux uniquement par l'intermédiaire de terminaux sans fil qui leur sont respectivement associés et non pas directement. Par exemple, si un terminal sans fil se trouve dans les zones de couverture respectives de deux points d'accès utilisant la même fréquence de communication, les communications entre celui-ci et un des deux points d'accès vont induire une période de silence pour les communications entre l'autre point d'accès et d'autres terminaux sans fil du fait du mécanisme RTS/CTS ("Ready To Send'V'Clear To Send").
Le procédé est mis en œuvre de façon autonome par le point d'accès et indépendamment des autres points d'accès. Il ne lui est pas nécessaire d'annoncer aux autres points d'accès qu'il met en œuvre un processus de sélection de fréquence. Ainsi, aucune coordination entre les différents points d'accès n'est exigée pour la mise en œuvre du procédé. Chaque point d'accès peut ainsi déterminer la fréquence qui lui permettra d'obtenir la meilleure qualité de transmission.
Il est à noter que le procédé est efficace quels que soient le nombre et le degré de mobilité des terminaux sans fil.
Ce procédé est particulièrement adapté pour être mis en œuvre dans le cas d'un point d'accès permettant un accès à un réseau de communication de type Internet.
En effet, pour de tels points d'accès, le trafic est essentiellement à destination de terminaux sans fil et ainsi, le point d'accès dispose de paquets de données à transmettre vers des terminaux sans fil.
Dans un mode de réalisation, les données émises vers un terminal sans fil lors de l'étape de détermination de la qualité de transmission associée à la fréquence donnée sont des données en attente de transmission à destination dudit terminal sans fil.
Ainsi, par utilisation des données en attente de transmission pour déterminer la qualité de transmission au moyen d'une fréquence donnée, lors de l'étape de détermination, la ressource en fréquence est utilisée pour transmettre des données utiles à un ou des terminaux sans fil, c'est-à-dire des données relatives à une session de communication du ou des terminaux. La ressource en fréquence n'est pas gaspillée pour transmettre des données destinées uniquement à la détermination de la qualité de transmission, par exemple un motif prédéterminé. En outre, les communications s'effectuant au moyen d'une fréquence courante préalablement à une exécution des étapes a/ et b/, lors de l'étape de sélection d'une fréquence, le point d'accès sélectionne une nouvelle fréquence si la qualité de transmission associée à la nouvelle fréquence est supérieure à celle associée à la fréquence courante d'une valeur prédéterminée.
Le changement de fréquence d'une fréquence courante à la fréquence sélectionnée est effectué uniquement lorsque la qualité de transmission présente une amélioration significative par rapport à celle de la fréquence courante. Ceci permet d'éviter des va-et-vient permanents entre deux fréquences. De plus, les communications s'effectuant au moyen d'une fréquence courante préalablement à une exécution des étapes a/ et b/, les étapes a/ et b/ sont exécutées suite à une détection d'une dégradation d'une qualité de transmission au moyen de la fréquence courante.
Ainsi, grâce à une supervision de la qualité de transmission, il est possible de déclencher une nouvelle itération, c'est-à-dire les étapes a/ et b/, lorsque la qualité de la fréquence courante se dégrade.
En outre, les étapes a/ et b/ sont exécutées lorsque un ensemble de données a été émis.
Ainsi, on vérifie après une période d'utilisation de la fréquence courante, si une nouvelle fréquence peut permettre d'obtenir une qualité de transmission plus élevée.
De plus, le cardinal de l'ensemble de données émises est doublé à la fin d'une itération du procédé.
Les vérifications sont ainsi effectuées de façon plus fréquente lors du début d'une utilisation de la fréquence courante. Après plusieurs itérations du procédé ayant conclu au maintien de l'utilisation de la fréquence courante, seules des vérifications régulières sont nécessaires. Ceci permet de réduire le coût induit par les périodes de mesure et d'augmenter l'efficacité globale de la méthode. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne également un dispositif de sélection d'une fréquence de communication parmi une pluralité de fréquences, comprenant :
- des moyens de détermination d'une qualité de transmission associée à une fréquence donnée, par transmission de données vers au moins un terminal sans fil au moyen de la fréquence donnée et mesure d'une qualité de transmission desdites données ;
- des moyens de commande, agencés pour commander les moyens de détermination pour au moins deux fréquences données appartenant à la pluralité de fréquences ;
- des moyens de sélection d'une fréquence de communication, agencés pour sélectionner parmi au moins deux fréquences une fréquence pour laquelle la qualité de transmission associée est la plus élevée.
Selon un troisième aspect, l'invention concerne également un point d'accès communiquant avec au moins un terminal sans fil au moyen d'une fréquence de communication sélectionnée parmi une pluralité de fréquences, comprenant un dispositif de sélection d'une fréquence de communication parmi une pluralité de fréquences tel que décrit précédemment.
Selon un quatrième aspect, l'invention concerne également un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de sélection d'une fréquence de communication tel que décrit précédemment par un dispositif de sélection d'une fréquence de communication, lorsque ce programme est exécuté par un processeur.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation particulier du procédé de sélection de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente des points d'accès d'un réseau sans fil dans leur environnement ; la figure 2 représente les étapes d'un procédé de communication selon un mode particulier de réalisation de l'invention ; la figure 3 représente un dispositif de sélection selon l'invention. On a représenté à la figure 1 trois points d'accès APl, AP2, AP3 dans leur environnement. Des terminaux sans fil Tl à T5 sont associés avec ces points d'accès. Les terminaux sans fil Tl, T2 et T3 sont associés avec le point d'accès APl. Le terminal sans fil T4, respectivement T5, est associé avec le point d'accès AP2, respectivement AP3. Les terminaux sans fil et les points d'accès sont conformes à la norme EEEE 802.11 et les communications s'effectuent au moyen d'une fréquence sélectionnée parmi une pluralité de fréquences. L'accès au canal de transmission s'effectue selon un protocole CSMA/CA, pour "Carrier Sensé Multiple Access with Collision Avoidance". Les points d'accès permettent par exemple un accès à un réseau de communication de type Internet. En effet, pour de tels points d'accès, le trafic est essentiellement à destination de terminaux sans fil et ainsi, le point d'accès dispose de paquets de données en attente de transmission vers des terminaux sans fil.
D'autres équipements, non représentés, susceptibles de provoquer des interférences sur les communications peuvent également être présents.
Le procédé de communication entre un point d'accès et au moins un terminal sans fil au moyen d'une fréquence sélectionnée parmi une pluralité de fréquences, comprenant le procédé de sélection d'une fréquence, tel qu'il est mis en œuvre par un point d'accès APl, va maintenant être décrit en relation avec la figure 2. Dans ce mode de réalisation, la qualité de transmission de données est évaluée au moyen d'un temps moyen de transmission. Le temps moyen de transmission est représentatif du débit.
Par la suite, on utilise les paramètres suivants :
- Wmin correspond à la taille minimale d'une fenêtre d'émission ; par exemple, Wmln vaut 128 ;
- Wmax correspond à une taille maximale d'une fenêtre d'émission ; par exemple, Wmax vaut 1024 ;
- NP correspond à un nombre de paquets utilisés pour déterminer un temps moyen de transmission ; par exemple, NP vaut 8. On note que les NP paquets peuvent être à destination d'un ou de plusieurs terminaux. De préférence, on sert les paquets selon un algorithme de type "round- robin" afin de servir autant de terminaux que possible lors de la mesure du temps moyen de transmission. Par la suite, on utilise les variables suivantes :
- wnd correspond à une taille de fenêtre d'émission au moyen d'une fréquence donnée ;
- cwnd correspond à un nombre de paquets transmis au moyen d'une fréquence donnée ; - mtt(i) correspond à une estimation du temps moyen de transmission mesurée lors d'une transmission de NP paquets au moyen de la fréquence i ;
- cch est la fréquence courante au moyen de laquelle les communications entre le point d'accès considéré et des terminaux sans fil s'effectuent ;
- rtt correspond à un objectif de temps moyen de transmission au moyen de la fréquence courante.
Dans une première étape EO, le point d'accès APl initialise des paramètres utilisés par la suite :
- wnd et cwnd à la valeur Wmul.
Puis, dans une deuxième étape E2 de test, le point d'accès APl vérifie si un processus de recherche d'une fréquence candidate doit être déclenché, c'est-à-dire si une nouvelle fréquence doit être recherchée. Le processus de recherche d'une fréquence candidate doit être déclenché lorsqu'une des conditions suivantes est atteinte : Cl : le nombre de paquets transmis au moyen de la fréquence courante est égal à la taille maximale de la fenêtre d'émission, c'est-à-dire qu'un ensemble de données a été émis, cwnd = wnd ;
C2 : une dégradation de la qualité des transmissions effectuées au moyen de la fréquence courante a été détectée, c'est-à-dire le rapport entre l'objectif de temps moyen de transmission rtt et le temps moyen de transmission mtt(cch) pour la fréquence courante est inférieur à un premier seuil prédéterminé α, autrement dit rtt/mtt(cch) < α. La condition Cl permet ainsi de déclencher le processus de recherche d'une fréquence de communication candidate régulièrement.
La condition C2 permet ainsi de déclencher le processus de recherche d'une fréquence de communication candidate lorsque la qualité de transmission se dégrade. Le seuil de déclenchement est ajustable en fonction de la valeur du paramètre α. On peut choisir par exemple α à 0,5.
Si, à l'issue de la deuxième étape E2 de test, aucune condition Cl, C2 n'est atteinte, le procédé passe à une étape E4 d'émission de paquets. Dans cette étape E4, le point d'accès APl transmet NP paquets P en attente de transmission à destination d'un ou de terminaux sans fil Tl, T2, T3.
Puis, dans une étape E6 de mise à jour du temps moyen de transmission, le point d'accès APl met à jour le temps moyen de transmission mtt(cch) sur la fréquence courante, mesuré lors de la transmission des NP paquets P à destination du ou des terminaux sans fil Tl, T2, T3. Dans une étape E8, le point d'accès APl incrémente de NP le nombre de paquets transmis cwnd.
A l'issue de cette étape E8, le procédé retourne à la deuxième étape E2 de test.
Si à l'issue de la deuxième étape E2 de test, une des deux conditions Cl, C2 est atteinte, le processus de recherche d'une fréquence candidate, tel que décrit ci-après, est déclenché.
Dans une étape ElO de détermination d'une qualité de transmission associé à une fréquence, le point d'accès APl détermine pour au moins deux des fréquences i de la pluralité de fréquences de communication un temps moyen de transmission mtt(i).
Plus précisément, pour une fréquence i donnée, le point d'accès APl commande le changement de fréquence vers la fréquence i, transmet NP paquets P en attente de transmission à destination d'un ou de terminaux sans fil et mesure le temps moyen de transmission mtt(i). Lorsqu'un changement de fréquence est commandé, le point d'accès émet dans un premier temps sur un canal diffusé une annonce relative à la nouvelle fréquence qui va être utilisée, puis dans un deuxième temps effectue le changement commandé. Par exemple, pour la norme IEEE 802.1 1-2007, il s'agit d'un message "Channel Switch Announcement", tel que décrit au paragraphe 7.4.1.5, comprenant un élément d'information "Channel Switch Announcement" tel que décrit au paragraphe 7.3.2.20. Le temps moyen de transmission mesuré reflète le nombre et le niveau des interférences perturbant une communication entre le point d'accès et le ou les terminaux sans fil au moyen de la fréquence donnée. Un paquet P correspond à des données utiles pour le terminal sans fil destinataire, échangées par exemple entre une application et le terminal lors d'une session de communication. On associe à la fréquence i donnée en tant que qualité de transmission, le temps moyen de transmission mesuré. Puis, dans une étape El 2 de sélection, le point d'accès APl détermine une fréquence candidate. Plus précisément, le point d'accès APl détermine la qualité de transmission associée la plus élevée, c'est-à-dire la valeur minimale de temps moyen de transmission min_mtt, la fréquence permettant d'obtenir cette valeur étant la fréquence candidate. Dans une étape de test E 14, le point d'accès APl vérifie si cette fréquence candidate permettrait d'obtenir une augmentation suffisante de qualité de transmission par rapport à la fréquence courante, c'est-à-dire dans ce mode de réalisation, un temps moyen de transmission plus faible. Plus précisément, on compare un rapport de min_mtt et du temps moyen de transmission associé à la fréquence courante avec un deuxième seuil prédéterminé β, c'est-à-dire min_mtt/mtt(cch) < β. Le seuil de décision pour commuter de fréquence, c'est-à-dire pour passer de la fréquence courante à la fréquence candidate, est ajustable en fonction de la valeur du paramètre β. Ceci permet d'éviter des allers-et-retours successifs entre deux fréquences. On peut choisir par exemple β à 0,8 Ainsi, on sélectionne la fréquence candidate uniquement si l'utilisation de celle-ci permet d'obtenir un gain de qualité de transmission suffisant par rapport à la qualité de transmission associée à la fréquence courante.
S'il est vérifié à l'étape E14 que la fréquence candidate permet d'obtenir une augmentation suffisante de la qualité de transmission par rapport à la fréquence courante, dans une étape E20, le point d'accès APl sélectionne la fréquence candidate en tant que nouvelle fréquence courante, annonce un changement de fréquence vers la fréquence candidate puis change effectivement de fréquence. La variable wnd est initialisé à la valeur Wmιn et la variable cwnd à la valeur nulle. Le procédé passe ensuite à une étape E22 d'initialisation de l'objectif de temps moyen de transmission. Si, à l'étape E14, il est déterminé que la fréquence candidate ne permet pas d'obtenir une augmentation suffisante de la qualité de transmission par rapport à la fréquence courante, dans une étape E 16, le point d'accès vérifie si la taille de fenêtre d'émission wnd a atteint la valeur maximale Wmax. Si tel n'est pas le cas, dans une étape El 8, la taille de la fenêtre d'émission est doublée. L'augmentation progressive de la taille de la fenêtre d'émission permet ainsi de déclencher plus fréquemment le processus de recherche d'une fréquence candidate lors des premières itérations du procédé jusqu'à l'obtention d'une taille maximale de fenêtre d'émission Wmax et de le déclencher ensuite de façon régulière tant que la condition C2 n'est pas atteinte. Puis, à l'étape E22 d'initialisation de l'objectif de temps moyen de transmission, le point d'accès APl initialisé rtt à la valeur mesurée lors de l'étape ElO pour la fréquence courante, soit mtt(cch).
Le procédé retourne ensuite à l'étape E2 de test.
Les étapes E2, ElO à E22 correspondent à une itération du procédé de sélection d'une fréquence de communication.
Dans le mode de réalisation décrit, la qualité de transmission est évaluée au moyen d'un temps moyen de transmission. Il est également possible d'évaluer la qualité de transmission à l'aide du taux de collision ou de toute combinaison entre le temps moyen de transmission et le taux de collision, ou toute autre méthode. Dans une variante, la taille de la fenêtre d'émission est fixe et les étapes E16 et
El 8 ne sont pas effectuées.
Dans une autre variante, lors de l'étape ElO, les paquets transmis sont des données fixes correspondant à un motif prédéterminé.
Dans encore une autre variante, seule une des deux conditions Cl ou C2 est mise en œuvre. Un dispositif 300 de sélection de fréquence est représenté sur la figure 3. Il comprend un premier module 304 agencé pour effectuer les traitements relatifs aux niveaux physique et liaison de données. Le premier module 304 comprend : un sous-module 305 agencé pour émettre et recevoir des données à destination et en provenance de terminaux sans fil ; un sous-module 306 agencé pour mettre en œuvre le protocole CSMA/CA ; un sous-module 307 agencé pour commander le sous-module 305, notamment pour commander un changement de fréquence de communication.
Le dispositif 300 de sélection d'une fréquence comprend également un deuxième module 301 agencé pour commander le premier module 304. Le deuxième module 301 comprend : un sous-module 302, agencé pour déterminer un ordonnancement des émissions à destination de terminaux sans fil, pour lesquels des données sont en attente de transmission ; un sous-module 303 de sélection d'une fréquence, agencé pour sélectionner une fréquence de communication parmi au moins deux fréquences données appartenant à la pluralité de fréquences. Le sous-module 305 est également agencé pour mesurer une qualité de transmission obtenue lors de la transmission de données, par exemple un temps moyen de transmission d'un paquet de données. Cette mesure de qualité de transmission est transmise au deuxième module 301, plus précisément au sous-module 303.
Le sous-module 303 est en outre agencé pour commander le premier module 304 pour obtenir des temps moyens de transmission de données pour au moins deux fréquences données appartenant à la pluralité de fréquences.
Pour effectuer un changement de fréquence, le deuxième module 301 transmet une commande de changement de fréquence au premier module 304, notamment au sous-module 307. Le sous-module 303 est en outre agencé pour : - déterminer si une des conditions Cl ou C2 est atteinte,
- pour sélectionner une fréquence candidate et pour déterminer si cette fréquence candidate permet d'obtenir une augmentation suffisante de la qualité de transmission par rapport à une fréquence courante. Le premier module 304 peut être une carte de communication sans fil adaptée pour être connectée à un ordinateur.
L'invention concerne également un point d'accès communiquant avec au moins un terminal sans fil au moyen d'une fréquence de communication sélectionnée parmi une pluralité de fréquences, comprenant un dispositif 300 de sélection d'une fréquence de communication parmi une pluralité de fréquences tel que décrit précédemment.
Les modules et sous-modules 301, 302, 303, 304, 307 du dispositif de sélection sont agencés pour mettre en œuvre le procédé de sélection d'une fréquence de communication précédemment décrit. Il s'agit de préférence de modules logiciels comprenant des instructions logicielles pour faire exécuter les étapes du procédé de sélection précédemment décrit, mises en œuvre par un dispositif de sélection.
L'invention concerne donc aussi :
- un programme pour dispositif de sélection, comprenant des instructions de programme destinées à commander l'exécution des étapes du procédé de sélection précédemment décrit qui sont exécutées par ledit dispositif, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur de celui-ci ;
- un support d'enregistrement lisible par un dispositif de sélection sur lequel est enregistré le programme pour dispositif de sélection.
Les modules logiciels peuvent être stockés dans ou transmis par un support de données. Celui-ci peut être un support matériel de stockage, par exemple un CD-ROM, une disquette magnétique ou un disque dur, ou bien un support de transmission tel qu'un signal électrique, optique ou radio, ou un réseau de télécommunication.
Le procédé a été décrit pour des communications sans fil conformément à la norme EEEE 802.11. Il est également applicable à tout réseau sans fil dans lequel il est prévu de pouvoir sélectionner dynamiquement une fréquence de communication parmi une pluralité de fréquences.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de sélection d'une fréquence de communication entre un point d'accès (APl- AP3) et au moins un terminal sans fil (T1-T5), ledit procédé comprenant les étapes suivantes mises en œuvre par ledit point d'accès : a/ pour au moins deux fréquences données appartenant à une pluralité de fréquences de communication, une étape (ElO) de détermination d'une qualité de transmission associée à la fréquence donnée, comprenant une transmission de données vers au moins un terminal sans fil au moyen de ladite fréquence donnée et une mesure d'une qualité de transmission desdites données ; b/ une étape (E 12) de sélection d'une fréquence, dans laquelle le point d'accès sélectionne parmi lesdites au moins deux fréquences données une fréquence pour laquelle la qualité de transmission associée est la plus élevée ; les communications entre le point d'accès et au moins un terminal sans fil s'effectuant ultérieurement au moyen de la fréquence sélectionnée.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les données émises vers un terminal sans fil lors de l'étape de détermination de la qualité de transmission associée à la fréquence donnée sont des données en attente de transmission à destination dudit terminal sans fil.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, les communications s'effectuant au moyen d'une fréquence courante préalablement à une exécution des étapes a/ et b/, lors de l'étape de sélection d'une fréquence, le point d'accès sélectionne (E 14) une nouvelle fréquence si la qualité de transmission associée à la nouvelle fréquence est supérieure à celle associée à la fréquence courante d'une valeur prédéterminée.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, les communications s'effectuant au moyen d'une fréquence courante préalablement à une exécution des étapes a/ et b/, les étapes a/ et b/ sont exécutées suite à une détection (E2) d'une dégradation d'une qualité de transmission au moyen de la fréquence courante.
5. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel les étapes a/ et b/ sont exécutées lorsque un ensemble de données a été émis.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le cardinal de l'ensemble de données émises est doublé à la fin d'une itération du procédé.
7. Dispositif (300) de sélection d'une fréquence de communication parmi une pluralité de fréquences, comprenant :
- des moyens (304, 305) de détermination d'une qualité de transmission associée à une fréquence donnée, par transmission de données vers au moins un terminal sans fil au moyen de la fréquence donnée et mesure d'une qualité de transmission desdites données ;
- des moyens (301, 303) de commande, agencés pour commander les moyens de détermination pour au moins deux fréquences données appartenant à la pluralité de fréquences ;
- des moyens (301, 303) de sélection d'une fréquence de communication, agencés pour sélectionner parmi au moins deux fréquences une fréquence pour laquelle la qualité de transmission associée est la plus élevée.
8. Point d'accès (AP1-AP3) communiquant avec au moins un terminal sans fil (Tl -T5) au moyen d'une fréquence de communication sélectionnée parmi une pluralité de fréquences, comprenant un dispositif (300) de sélection d'une fréquence de communication parmi une pluralité de fréquences selon la revendication 7.
9. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de sélection d'une fréquence de communication selon la revendication 1 par un dispositif de sélection d'une fréquence de communication, lorsque ce programme est exécuté par un processeur.
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