WO2015082225A1 - Procede et dispositif de retransmission de donnees dans les reseaux mobiles - Google Patents

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WO2015082225A1
WO2015082225A1 PCT/EP2014/075085 EP2014075085W WO2015082225A1 WO 2015082225 A1 WO2015082225 A1 WO 2015082225A1 EP 2014075085 W EP2014075085 W EP 2014075085W WO 2015082225 A1 WO2015082225 A1 WO 2015082225A1
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base station
user terminal
base stations
femtos
femto
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PCT/EP2014/075085
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Inventor
Mohamed Kamoun
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Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1829—Arrangements specially adapted for the receiver end
    • H04L1/1864—ARQ related signaling
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    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
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    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0097—Relays

Definitions

  • the invention relates to the field of network communications and in particular relates to a method and a device for retransmission of uplink data in mobile networks.
  • the sending of data packets between a mobile terminal and a base station may be affected by decoding errors, which then requires retransmission of either the undecoded packet or a redundancy information which allows to decode the original packet.
  • Retransmission mechanisms are known and defined according to mobile telephony standards.
  • LTE long term evolution
  • retransmission mechanisms are defined for uplinks, from a mobile to a macro base station, and for downstream channels, from a station. from basic macro to a mobile.
  • LTE long term evolution
  • the procedure provided by the LTE standard uses a synchronous mechanism that can be adaptive or non-adaptive.
  • Each packet of data transmitted by a mobile terminal includes a set of controls for detecting the presence of decoding errors. When a sent packet has errors, these are detected by the macro base station which then requests the terminal to proceed with the transmission of redundancy information to decode the packet.
  • HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest
  • the macro base station For each data packet received from a mobile terminal, the macro base station sends the terminal an acknowledgment message. Acknowledgment can be positive if no error has been detected, or negative if errors are detected. When the acknowledgment is negative, the terminal sends a new redundancy information derived from the original packet, called the redundancy version (HARQ RV), after a certain delay of reception of the negative acknowledgment.
  • HARQ RV redundancy version
  • This forwarding procedure can be repeated up to four times taking into account the initial sending or correct decoding of the packet at the base station.
  • the resolution of transmission errors in cellular networks has been studied according to several approaches, which are either based on repetition or on diversity.
  • repetition-based approaches redundancy information obtained from the original packet is returned to the receiver when the latter reports a transmission error on a dedicated return channel.
  • the redundancy information may be the original packet or additional redundancy information.
  • diversity-based approaches intermediate stations closer to the destination are used as relay for retransmission.
  • the first exchange consists of the sending by the macro base station of a negative acknowledgment in order to signal the error and to request the retransmission.
  • the negative acknowledgment takes into account only the decoding result by the base station and not that of other stations such as a relay or other femto station.
  • the second exchange consists of sending the redundancy information by the mobile terminal or by a relay station. There is then a latency introduced by the retransmissions, corresponding to the time required for the two exchanges.
  • ADSL digital subscriber link asymmetric
  • Asymmetric Digital Subscriber Line asymmetric Digital Subscriber Line
  • the ADSL channel allows high speed, it also suffers from a high latency, which is generally higher than that seen on radio transmissions.
  • retransmission of packets from a femto station to a macro base station via their ADSL channel is not an acceptable solution due to poor latency.
  • This delay prevents the use of femto stations with conventional cooperation procedures where the femto station sends the decoding result through the ADSL channel.
  • TTI Transmission Time Interval
  • An object of the present invention is to provide a method and a device for retransmission of uplink data in mobile networks.
  • the method of the invention is based on the joint use of the main radio link and a wired or wireless link that may be based on ADSL technology for example, between a macro base station and one or more femtos base stations. , in order to redirect redundancy information in the second link that connects the femtos stations to the macro station.
  • the present invention makes it possible to reduce the spectral cost of retransmission in the uplink in cellular systems.
  • the proposed solution uses a small part of the frequency spectrum to take advantage of the reduced latency of the radio link and redirect traffic to the ADSL link which has a much greater bandwidth.
  • the method of the invention is based on sending a false acknowledgment positive from a macro base station and planning a later retransmission of redundancy information, instead of relying on a conventional procedure of sending a negative acknowledgment followed by a retransmission.
  • other data packets can be transmitted.
  • the method of the invention makes it possible to adapt to the available data rates at the ADSL links, the quantities of information exchanged between femtos base stations and a macro base station.
  • the method of the invention makes it possible to increase the duration of the batteries of the mobile terminals and to release resources in the band of the uplink.
  • the present invention will be implemented and will find advantage in a time-division duplex (TDD) duplex context where optimized use of the radio resources in the uplink may allow reuse for the channel. descending the freed resources, which it requires more resources in terms of speed and quantity of traffic.
  • TDD time-division duplex
  • these resources can be used to promote proximity communications between users also known as "Device-to-Device” communication or (D2D ) in English.
  • the invention is particularly suitable for data streams requiring a large bit rate but tolerating a latency equivalent to that of an ADSL link.
  • the invention makes it possible to reduce the number of exchanges necessary for the management of retransmissions.
  • Another advantage of the process of the present invention is to be transparent to the user, and does not require modifications of existing mobile terminals.
  • the invention applies to an uplink data retransmission method, in a cellular network having macro base stations connected to user terminals and femtos base stations able to connect to the macro base stations. via a digital subscriber line or via a wired or wireless link other than that used between a macro base station and user terminals, the femtos stations being low power radio stations having a signal level received from a terminal user above a predefined threshold.
  • the method furthermore comprises a step for creating sets of femtos base stations neighboring a user terminal, the femtos base stations of the same set having a signal level with respect to the user terminal and the user station.
  • macro base at least equal to a predefined threshold.
  • the packet sending request is sent via a wireless communication channel.
  • the packet sending request is sent via the digital subscriber line.
  • the data packet received from the user terminal is sent to the macro base station via a wireless communication channel.
  • the femtos base stations are able to connect to the macro base stations via a fiber optic fast link.
  • the method of the invention comprises a step of sending to the user terminal a negative acknowledgment message containing a redundancy packet sending request, and another step of receiving the redundancy packet via a channel of
  • the method allows the reception of a new data packet from the user terminal via the wireless communication channel, before the step of receiving the data packet from the femto station via the digital subscriber line.
  • the data packets are transmitted according to a HARQ type protocol.
  • the cellular network is a LTE long-term evolution type network and the subscriber line is an ADSL asymmetric digital subscriber line.
  • the invention further relates to an uplink data retransmission system, in a cellular network having macro base stations and femtos base stations adapted to connect to the macro base stations via a subscriber digital line, the system comprising means for implementing all the steps of the claimed method.
  • the invention may operate in the form of a computer program product that includes code instructions for performing the claimed process steps when the program is run on a computer.
  • Figure 1 shows an example of an LTE network infrastructure in which to implement embodiments of the invention
  • Figures 2a and 2b illustrate frame transmission in known positive and negative acknowledgment procedures for the uplink
  • FIG. 3 illustrates examples of grouping of femtos base stations into diversity sets according to embodiments of the invention
  • Figure 4 shows a sequence of steps performed to create a diversity set according to embodiments of the invention
  • FIG. 5 illustrates an example of uplink frame retransmission according to embodiments of the invention
  • Figure 6 shows a sequence of steps performed on a macro base station in an uplink acknowledgment procedure according to embodiments of the invention
  • FIG. 7 illustrates signal flows in an uplink acknowledgment procedure according to embodiments of the invention.
  • FIG. 1 illustrates an example of a network infrastructure 100 in which the invention can advantageously be implemented.
  • the example of FIG. 1 only shows a finite number of macro base stations (102), femtos base stations (104-1, 104). -k, 104-n) and user terminals or equipment (106), but those skilled in the art will extend the principles described to a plurality and a variety of said stations and terminals.
  • the embodiments of the invention are advantageously implemented in long-term evolution networks (LTE) which are cellular networks consisting of thousands of radio cells. comprising cells of macro, micro, pico or femto type. The invention is implemented in such cellular networks whether they are consumer or professional networks.
  • LTE long-term evolution networks
  • a femto or e-femto station is designated respectively by "Home Node B” (HNB) or “Home eNode B” (HeNB) according to the 3GPP standard.
  • HNB Home Node B
  • HeNB Home eNode B
  • An HNB is a low-power radio station intended to provide limited radio coverage and is often dedicated to residential or corporate use.
  • the HNB stations (104-k) connect to the network of a mobile operator via a digital subscriber line (1 10) of the broadband internet connection type, for example by a cable or xDSL router.
  • HNBs can support 4 to 8 simultaneous communications or Internet access, in voice or data.
  • the HNB stations are connected to the operator's network by an ADSL link.
  • the cellular network includes base stations (102) that can send / receive to / from user terminals data via cellular wireless channels (1 12).
  • FIG. 2a illustrates uplink frame transmission between a user terminal (106) and a macro base station (102) in a known positive acknowledgment procedure.
  • the user terminal may send to the base station data packets at fixed time intervals, given by a transmission time interval (TTI).
  • TTI transmission time interval
  • data transmission uses a synchronous retransmission mechanism.
  • the delay between an acknowledgment issued by the base station and the transmission or retransmission from the user terminal is set by the standard.
  • the granularity of these transmissions is given by the TTI which has a duration of 1 ms.
  • a data packet 'k' is sent by the user terminal (UE) to the base station (BS) in an initial frame (210) at the interval TTIO.
  • the base station Upon receipt of the packet, the base station proceeds to decode the data to verify their validity and issues a positive acknowledgment message (ACK) after three TTIs of the initial frame.
  • the user terminal can then send a new data packet 'k + 1' in a new frame (220) to the third TTI after that of the positive acknowledgment (ACK).
  • FIG. 2b illustrates uplink frame transmission between a user terminal (106) and a macro base station (102) in a known negative acknowledgment procedure.
  • a data packet 'k' is sent by the user terminal (UE) to the base station (BS) in an initial frame (230) at the interval TTIO.
  • the base station Upon receipt of the packet, the base station proceeds to decode the data to verify their validity. If the base station detects a decoding error, a negative acknowledgment message (NACK) is sent to the user terminal after three TTIs of the initial frame. The user terminal can then transmit additional redundancy with respect to the original data packet.
  • NACK negative acknowledgment message
  • the redundancy packet 'RV1 k' is returned in a new frame (240) to the third TTI after that of the negative acknowledgment (NACK).
  • NACK negative acknowledgment
  • the base station uses this new information in combination with the data received by the first sending to decode the message sent by the user terminal.
  • a new acknowledgment, positive or negative, is then sent to the user terminal according to the validity of the data decoded after receiving redundancy information.
  • the terminal proceeds to send a new redundancy again.
  • the total procedure may include a total of three retransmissions in addition to the original sending.
  • the transmission time of the same packet in a 3GPP standard LTE network can go up to 24ms when the three retransmissions are needed to correct the errors.
  • FIG. 3 illustrates examples of groupings of femtos base stations into diversity sets according to embodiments of the invention in an LTE type communication network (300).
  • a base station (300) of the LTE network may be in communication with a plurality of user terminals (312, 322, 332). Each user terminal may have in its vicinity one or more femto base stations (314, 316, 324, 326, 334).
  • the base station assigns to each user terminal a set of femtos base stations, called a diversity set, which groups femtos base stations in the vicinity of each user terminal which have a good quality wireless communication channel with the terminal in question and who have accepted
  • a set of diversity does not include all femtos base stations in the vicinity of a terminal, some may refuse to participate in the diversity set, typically because they are already loaded or belonging to other operators.
  • a diversity set (31 0) is assigned to a first user terminal (312) that includes two femtos base stations (314, 31 6).
  • a diversity set (320) is assigned to a second user terminal (322) that includes two femtos base stations (324, 326).
  • Another diversity set (330) is assigned to a third user terminal (332) which includes a femto station (334).
  • femtos base stations (344, 354) may not be integrated into diversity sets.
  • Figure 4 shows a sequence of steps performed to create a diversity set according to embodiments of the invention.
  • Formation of diversity sets is performed on the basis of a measurement report sent by the terminal to its home base station.
  • This report provides the level of the signals sent by the base stations that are detected by the terminal in question.
  • the terminal can send only the measurements corresponding to the N base stations having the strongest reception level.
  • N can take values between 1 and 10.
  • the terminal can send a report only on base stations having a signal strength exceeding a predefined threshold. This threshold depends on the demand of the base station and the terminal. A typical example of values of this threshold may be between -160dBm / Hz and -110dBm / Hz.
  • the method (400) begins when a user terminal attaches to the macro base station.
  • the latter requests (402) the terminal to send regular reports on the quality of the signals received from neighboring stations.
  • the report format can be standardized according to the 3GPP LTE standard.
  • the base station may request the terminal to send a report at regular intervals or to issue a request punctually to receive these measurements.
  • the base station Upon receipt of a report (404), the base station defines the femtos base stations closest to the terminal in question.
  • the base station selects a first nearby femto station of the user terminal and checks whether the signal level it receives is sufficient and at least equal to a predefined threshold (406).
  • the method makes it possible to pass (407) to a next station femto.
  • the method proceeds to the next step (408) where the base station issues a request to the femto station to request it to listen to packets transmitted by the near user terminal.
  • This request is made on the fixed network of the operator either through a standard interface type 'X2' or on a radio interface if it is supported by the two base stations.
  • the returned response is analyzed (410) by the base station. If the listening request has been rejected, the method makes it possible to pass (407) to a next femto station.
  • the femto station is added
  • FIG. 5 illustrates the temporality of an uplink frame retransmission according to embodiments of the invention.
  • a data packet 'k' is sent by a user terminal (UE) to a base station (BS) in an initial frame (510).
  • the base station decodes the data to verify their validity and issues a positive acknowledgment message (530) after three TTIs of the initial frame if there is no error.
  • the user terminal can then send a new data packet 'k + 1' in a new frame (540) to the third TTI after that of the positive acknowledgment (530).
  • the base station determines that there are decoding errors upon receipt of the packet, it interrogates simultaneously all the femtos base stations belonging to the diversity group created to know their acknowledgment. It will receive from each of them via the wireless channel a positive or negative acknowledgment indicating the good reception or not of the data packet 'k' by each femto station. In the example described, two acknowledgments (520, 522) are received.
  • the base station determines whether at least one femto station returns a positive acknowledgment indicating error-free reception of the data packet 'k'. It allocates to the latter a return range (550) of the data packet 'k' via the high-speed communication channel.
  • the base station If at least one femto station has correctly decoded the packet, the base station sends a positive acknowledgment to the user. Otherwise, a negative acknowledgment is sent to him.
  • the link between the femto station and the macro station may be a fast optical fiber type link for routing the data correctly received by the femto station within a time not exceeding 3TTI.
  • the base station has correctly received the data from the femto station before sending the acknowledgment.
  • Figure 6 shows a sequence of steps performed on a base station in an uplink acknowledgment procedure (600) according to embodiments of the invention.
  • the method begins when the base station allocates (602) to a user terminal a resource range for sending data. Upon receipt of a data packet (604), the method performs the various decode checks (606). If no error is detected, a positive acknowledgment message is sent (608) to the user terminal and the method resumes in step (602) to allocate a new data sending range.
  • the method proceeds to the next step (610) to test whether there is at least one positive acknowledgment among the acknowledgment messages received from the femtos base stations belonging to the set of diversity created for the user terminal.
  • the method resumes the step (608) of sending a positive acknowledgment message to the user terminal.
  • the base station simultaneously requests a femto station that has successfully decoded to send the data to the broadband link.
  • the selection of the station selected for sending the packet may be based on a rotating selection on all the stations of the diversity set, or in another operating mode, on the basis of information relating to the charge of the packet. cooperating station or on the quality of its ADSL link.
  • the method proceeds to the next step (612) to issue a negative acknowledgment message to the user terminal. Then, in a next step (614), the base station allocates to the user terminal a range for returning the erroneous packet. The latter proceeds to send a new redundancy information that will also be processed by femtos base stations belonging to its diversity set.
  • step (606) On receipt of the redundancy packet (61 6), the method resumes in step (606) to test the decoding errors, and the same exchange procedure between the femtos base stations and the macro station is used again.
  • FIG. 7 illustrates the signal flows in an uplink acknowledgment procedure according to embodiments of the invention.
  • a user terminal (702) sends a data packet (708) to a macro base station (706) over a wireless channel using an HARQ procedure as an error correction method. If the station base has detected errors (710), it simultaneously sends to all femtos base stations (704-1 to 704-n) of the diversity set (704) the same decode request (712) on the channel without established between each femto station and the base station. The femtos base stations respond by sending a positive or negative acknowledgment message on the same channel (714).
  • the base station analyzes (71 6) the responses received.
  • the base station sends (720) to the user terminal a positive acknowledgment message via the wireless channel of the LTE network.
  • the base station sends via the broadband channel or via the wireless channel to the selected femto station a request to send the erroneous data packet (722).
  • the request may contain the indication of the schedule for sending.
  • the femto station sends the data packet via the broadband channel (724).
  • the base station When analyzing the responses received by the base station (716), if no femto station of the diversity set has returned a positive acknowledgment (726), the base station sends (728) to the user terminal a Negative acknowledgment message via the wireless channel of the LTE network.
  • the negative acknowledgment message contains the information on the redundancy packet to be sent by the user terminal.
  • the user terminal returns (732) the redundant packet to the base station via the wireless channel of the LTE network.
  • the downlink procedure then consists of the following steps:
  • the base station sends the entire data packet or redundancy information to the femto station via the ADSL link. This information is only used if a decoding error is observed at the user terminal.
  • the femto station signals to the user terminal the availability of part of the redundancy on a dedicated radio channel which occupies very few resources.
  • the user terminal sends to the base station either a false positive acknowledgment (ACK) or a negative acknowledgment (NACK), according to the information available to it:
  • ACK false positive acknowledgment
  • NACK negative acknowledgment
  • the user terminal sends a false positive acknowledgment.
  • the femto station sends the redundancy information superimposed with the signals from the base station.
  • the power with which the redundancy information is sent is calculated to allow the terminal to decode first and subtract their contribution from the total received signal.
  • an interference cancellation scheme is applied to decode the information coming from the macro station.
  • the present invention can be implemented from hardware and / or software elements. It may be available as a computer program product on a computer readable medium.
  • the support can be electronic, magnetic, optical, electromagnetic or be an infrared type of diffusion medium.
  • Such supports are, for example, Random Access Memory RAMs (ROMs), magnetic or optical tapes, disks or disks (Compact Disk - Read Only Memory (CD-ROM), Compact Disk - Read / Write (CD-R / W) and DVD).

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la retransmission de données en voie montante dans les réseaux mobiles. Le procédé de l'invention est basé sur l'utilisation conjointe du lien radio principal et d'un lien filaire ou sans fil qui peut reposer sur la technologie ADSL par exemple, entre une station de base macro et une ou plusieurs stations de base femtos afin de rediriger des informations de redondance dans le lien qui relie les stations femto à la station macro. Le procédé de l'invention repose sur l'envoi d'un faux acquittement positif depuis la station de base macro vers un terminal utilisateur et la planification d'une retransmission plus tardive des informations de redondance.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE RETRANSMISSION DE DONNEES DANS LES RESEAUX MOBILES
Domaine de l'invention
L'invention concerne le domaine des communications réseau et en particulier porte sur un procédé et un dispositif pour la retransmission de données en voie montante dans les réseaux mobiles.
Etat de la Technique
Dans les réseaux mobiles, les envois de paquets de données entre un terminal mobile et une station de base peuvent être affectés d'erreurs de décodage ce qui requière alors de procéder à une retransmission soit du paquet non décodé ou d'une information de redondance qui permet de décoder le paquet d'origine.
Des mécanismes de retransmissions sont connus et définis selon des normes de téléphonie mobile. Pour les réseaux cellulaires connus sous l'anglicisme « Long Term Evolution » (LTE), des mécanismes de retransmission sont définis pour les voies montantes, d'un mobile vers une station de base macro, et pour les voies descendantes, d'une station de base macro vers un mobile. Pour la voie montante, la procédure prévue par le standard LTE utilise un mécanisme synchrone qui peut être adaptatif ou non adaptatif. Chaque paquet de données émis par un terminal mobile comporte un ensemble de contrôles permettant de détecter la présence d'erreurs de décodage. Lorsqu'un paquet envoyé comporte des erreurs, celles-ci sont détectées par la station de base macro qui demande alors au terminal de procéder à la transmission d'une information de redondance permettant de décoder le paquet. Un tel mécanisme de retransmission est connu sous l'anglicisme « Hybrid Automatic Repeat reQuest » (HARQ). Pour chaque paquet de données reçu d'un terminal mobile, la station de base macro envoie au terminal un message d'acquittement. L'acquittement peut être positif si aucune erreur n'a été détectée, ou négatif si des erreurs sont détectées. Lorsque l'acquittement est négatif, le terminal envoie une nouvelle information de redondance dérivée du paquet d'origine, appelée version de redondance (HARQ RV), après un certain délai de la réception de l'acquittement négatif. Cette procédure de renvoi peut être répétée jusqu'à quatre fois en tenant compte de l'envoi initial ou jusqu'au décodage correct du paquet au niveau de la station de base.
Une telle procédure affecte considérablement la durée de transmission des paquets et donc la consommation énergétique au niveau du terminal. Dans les réseaux LTE actuels, les transmissions réussies d'un paquet nécessitent au minimum 8ms, cette durée pouvant monter jusqu'à 24ms lorsque des retransmissions sont nécessaires pour corriger les erreurs. Ainsi, la procédure de retransmission a un impact sur l'expérience ressentie par les utilisateurs situés en bordures de cellules qui sont les plus éloignés de la station de base macro. Les signaux envoyés ou reçus par ces utilisateurs subissent une atténuation importante par rapport à ceux qui sont plus proches de la station de base.
La résolution des erreurs de transmission dans les réseaux cellulaires a été étudiée selon plusieurs approches, qui sont soit basées sur la répétition, soit sur la diversité. Dans les approches basées sur la répétition, une information de redondance obtenue du paquet d'origine est renvoyée au récepteur lorsque ce dernier signale une erreur de transmission sur un canal de retour dédié. L'information de redondance peut être le paquet d'origine ou une information de redondance supplémentaire. Dans les approches basées sur la diversité, des stations intermédiaires plus proches de la destination sont utilisées comme relais pour la retransmission. Les articles suivants présentent ces deux types de solution :
- "Coopérative ARQ in Wireless Networks: Protocols Description and Performance Analysis," de Guanding Yu et al. dans 'Communications', 2006. ICC '06. IEEE International Conférence on , vol.8, no., pp.3608,3614, June 2006.
- "Performance of multi-relay collaborative hybrid-ARQ protocols over fading channels," de Stanojev I. et al. dans 'Communications Letters', IEEE , vol.10, no.7, pp.522,524, July 2006.
- "The impact of coopération on diversity-exploiting protocols," de Zimmermann E. et al. à la 'Vehicular Technology Conférence', 2004.
VTC 2004-Spring. 2004 IEEE 59th, vol.1 , pp.410, 414 Vol.1 , 17-19 May 2004.
Des approches hybrides ont aussi vu le jour, où des stations relais transmettent une information de redondance au récepteur ayant signalé une erreur de transmission.
Toutes les solutions décrites dans la littérature reposent sur une procédure comprenant au moins deux échanges. Le premier échange consiste en l'envoi par la station de base macro d'un acquittement négatif afin de signaler l'erreur et de demander la retransmission. L'acquittement négatif tient compte uniquement du résultat de décodage par la station de base et non pas de celui des autres stations telles que un relais ou une autre station femto. Le deuxième échange consiste en l'envoi de l'information de redondance par le terminal mobile ou par une station relais. Il y a alors une latence introduite par les retransmissions, correspondant au délai nécessaire aux deux échanges.
Ce délai devient plus long lorsque la retransmission dans un réseau cellulaire passe en relais par une station de base femto ou 'station femto' reliée au réseau de l'opérateur par une liaison numérique d'abonné asymétrique (ADSL) ou « Asymmetric Digital Subscriber Line » selon l'anglicisme connu. En effet, bien que le canal ADSL permette un haut débit, il souffre aussi d'une latence importante, qui est en général plus élevée que celle vue sur les transmissions radio. Ainsi, la retransmission de paquets d'une station femto à une station de base macro via leur canal ADSL n'est pas une solution acceptable à cause d'une mauvaise latence. Ce délai empêche l'utilisation des stations femto avec les procédures de coopération classiques où la station femto envoie le résultat du décodage à travers le canal ADSL.
Par ailleurs, les développements récents des réseaux mobiles favorisent la voie descendante des transmissions, qui génère la majeure partie du trafic dans un réseau cellulaire. Ces développements tiennent compte uniquement des applications de type téléchargements de contenu qui impliquent principalement la voie descendante. Or, les nouvelles applications embarquées dans les terminaux mobiles utilisent de plus en plus la voie montante notamment pour le partage de contenu dans les réseaux sociaux. Aussi, les réseaux mobiles doivent s'adapter pour les nouvelles générations des systèmes de communication pour la sécurité publique. Dans ce cadre, la voie montante est fortement sollicitée, notamment pour permettre la mise en place de liaisons vidéo sur les scènes d'intervention. Aussi, il devient nécessaire d'améliorer les performances de la voie montante. Cette amélioration doit d'abord passer par une utilisation optimisée des ressources radio qui lui sont attribuées. En effet, alors que dans la voie descendante, l'augmentation de débit peut passer par l'augmentation de la puissance transmise et par l'élargissement de la bande passante, ces solutions sont inadéquates pour la voie montante, vu leur impact sur la consommation énergétique et l'autonomie des terminaux.
II existe des solutions pour améliorer les performances de la voie montante des transmissions dans un réseau cellulaire, par exemple, celle du raccourcissement de l'intervalle de temps de transmission ou
« Transmission Time Interval » (TTI) en anglais. Cette solution impose des contraintes plus fortes sur la précision temporelle du système en totalité. Une autre solution consiste à utiliser des stations de base femtos de façon coopérative. Or dans cette approche, les stations femtos doivent être connectées par un lien très rapide et de faible latence vers la station de base, ce qui n'est possible que dans une minorité de cas.
Ainsi, les approches connues ne répondent pas à l'ensemble des besoins d'optimisation de la transmission de données en voie montante dans les réseaux cellulaires. L'invention proposée permet de répondre à ces besoins.
Résumé de l'invention
Un objet de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif pour la retransmission de données en voie montante dans les réseaux mobiles.
Le procédé de l'invention est basé sur l'utilisation conjointe du lien radio principal et d'un lien filaire ou sans fil qui peut reposer sur la technologie ADSL par exemple, entre une station de base macro et une ou plusieurs stations de base femtos, afin de rediriger des informations de redondance dans le deuxième lien qui relie les stations femtos à la station macro.
Avantageusement la présente invention permet d'alléger le coût spectral de la retransmission en voie montante dans les systèmes cellulaires. La solution proposée, utilise une partie minime du spectre fréquentiel pour profiter de la latence réduite du lien radio et rediriger le trafic vers le lien ADSL qui a une bande passante nettement plus importante.
Le procédé de l'invention repose sur l'envoi d'un faux acquittement positif depuis une station de base macro et la planification d'une retransmission plus tardive des informations de redondance, au lieu de reposer sur une procédure classique de l'envoi d'un acquittement négatif suivi par une retransmission. Avantageusement, entre les deux échanges du faux acquittement et de la retransmission, d'autres paquets de données peuvent être transmis.
Avantageusement, le procédé de l'invention permet d'adapter aux débits disponibles au niveau des liens ADSL, les quantités d'information échangées entre des stations de base femtos et une station de base macro.
En réduisant l'occupation spectrale des canaux de redondance, le procédé de l'invention permet d'augmenter la durée des batteries des terminaux mobiles et de libérer des ressources dans la bande de la voie montante.
Ainsi, la présente invention s'implémentera et trouvera avantage dans un contexte de duplex par séparation temporelle dit « Time-Division Duplex » (TDD) en anglais, où un usage optimisé des ressources radio dans la voie montante peut permettre de réutiliser pour la voie descendante les ressources libérées, qui elle, requiert plus de ressources en termes de débit et de quantité de trafic.
Toujours avantageusement, dans un contexte de duplex par séparation fréquentielle dit « Frequency Division Duplexing » (FDD) en anglais, ces ressources peuvent être utilisées pour favoriser les communications de proximité entre utilisateurs connues aussi comme « Device-to-Device » communication ou (D2D) en anglais.
Avantageusement, l'invention est particulièrement adaptée aux flux de données nécessitant un débit important mais tolérant une latence équivalente à celle d'un lien ADSL.
Avantageusement, l'invention permet de réduire le nombre d'échanges nécessaires à la gestion des retransmissions.
Un autre avantage du procédé de la présente invention, est d'être transparent pour l'utilisateur, et ne nécessitant pas de modifications des terminaux mobiles existants.
Pour obtenir les résultats recherchés, un procédé, un dispositif et un produit programme d'ordinateur sont proposés.
En particulier, l'invention s'applique pour un procédé de retransmission de données en voie montante, dans un réseau cellulaire ayant des stations de base macro connectées à des terminaux utilisateurs et des stations de base femtos aptes à se connecter aux stations de base macro via une ligne numérique d'abonné ou via un lien filaire ou sans fil autre que celui utilisé entre une station de base macro et des terminaux utilisateurs, les stations femtos étant des stations radio de faible puissance ayant un niveau de signal reçu d'un terminal utilisateur supérieur à un seuil prédéfini. Après détermination par une station de base macro qu'il existe des erreurs de décodage dans un paquet de données émis sur un canal sans fil par un terminal utilisateur, le procédé consiste à :
- déterminer par la station de base macro que le paquet de données émis par le terminal utilisateur est décodé sans erreur par au moins une station de base femto du réseau cellulaire;
- si au moins une station de base femto a décodé sans erreur ledit paquet de données, envoyer par la station de base macro au terminal utilisateur un message de faux acquittement positif et envoyer à ladite au moins une station de base femto une requête d'envoi dudit paquet de données; et
- recevoir par la station de base macro ledit paquet de données de ladite station femto via ladite ligne numérique d'abonné ou ledit lien filaire ou sans fil.
Dans un mode particulier, avant l'étape de détermination, il existe une étape d'envoyer depuis la station de base macro une requête de décodage via un canal de communication filaire ou sans fil à une pluralité de stations de base femtos voisines du terminal utilisateur, et une étape de réception des réponses desdites stations de base femtos. Avantageusement, le procédé comprend de plus une étape pour créer des ensembles de stations de base femtos voisines d'un terminal utilisateur, les stations de base femtos d'un même ensemble ayant un niveau de signal par rapport au terminal utilisateur et à la station de base macro au moins égal à un seuil prédéfini.
Dans une variante, la requête d'envoi de paquet est envoyée via un canal de communication sans fil.
Dans une autre variante, la requête d'envoi de paquet est envoyée via la ligne numérique d'abonné.
Selon un mode particulier, le paquet de données reçu du terminal utilisateur est envoyé à la station de base macro via un canal de communication sans fil.
Dans une variante d'implémentation, les stations de base femtos sont aptes à se connecter aux stations de base macro via une liaison rapide de type fibre optique. Dans le cas où aucune station femto n'a décodé sans erreur le paquet de données, le procédé de l'invention comprend une étape d'envoyer au terminal utilisateur un message d'acquittement négatif contenant une requête d'envoi de paquet de redondance, et une autre étape de recevoir le paquet de redondance via un canal de
communication sans fil. Avantageusement, le procédé permet la réception d'un nouveau paquet de données du terminal utilisateur via le canal de communication sans fil, avant l'étape de recevoir le paquet de données de la station femto via la ligne numérique d'abonné.
Dans un mode d'implémentation, les paquets de données sont transmis selon un protocole de type HARQ.
Dans une implémentation préférentielle, le réseau cellulaire est un réseau de type à évolution à long terme LTE et la ligne numérique d'abonné est une ligne numérique d'abonné asymétrique ADSL.
L'invention concerne de plus un système de retransmission de données en voie montante, dans un réseau cellulaire ayant des stations de base macro et des stations de base femtos aptes à se connecter aux stations de base macro via une ligne numérique d'abonné, le système comprenant des moyens pour mettre en œuvre toutes les étapes du procédé revendiqué. L'invention peut opérer sous la forme d'un produit programme d'ordinateur qui comprend des instructions de code permettant d'effectuer les étapes du procédé revendiqué lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur.
Description des figures
Différents aspects et avantages de l'invention vont apparaître en appui de la description d'un mode préféré d'implémentation de l'invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous : La figure 1 montre un exemple d'infrastructure de réseau LTE dans lequel implémenter des modes de réalisation de l'invention ;
Les figures 2a et 2b illustrent une transmission de trames dans des procédures connues d'acquittement positif et négatif pour la voie montante ;
La figure 3 illustre des exemples de regroupements de stations de base femtos en ensembles de diversité selon des modes de réalisation de l'invention;
La figure 4 montre un enchaînement d'étapes exécutées pour créer un ensemble de diversité selon des modes de réalisation de l'invention;
La figure 5 illustre un exemple de retransmission de trame en voie montante selon des modes de réalisation de l'invention;
La figure 6 montre un enchaînement d'étapes exécutées sur une station de base macro dans une procédure d'acquittement en voie montante selon des modes de réalisation de l'invention;
La figure 7 illustre des flux de signaux dans une procédure d'acquittement en voie montante selon des modes de réalisation de l'invention.
Description détaillée de l'invention
La figure 1 illustre un exemple d'infrastructure réseau 100 dans laquelle implémenter avantageusement l'invention. Pour des raisons de simplicité de description et non de limitation de l'invention, l'exemple de la figure 1 ne montre qu'un nombre fini de stations de base macro (102), de stations de base femtos (104-1 , 104-k, 104-n) et de terminaux ou équipements utilisateurs (106), mais l'homme du métier étendra les principes décrits à une pluralité et une variété des dites stations et terminaux. Les modes de réalisation de l'invention s'implémentent avantageusement dans des réseaux d'évolution à long terme (LTE) qui sont des réseaux cellulaires constitués de milliers de cellules radio comprenant des cellules de type macro, micro, pico ou femto. L'invention s'implémente dans de tels réseaux cellulaires qu'ils soient des réseaux grand public ou professionnels.
Une station femto ou e-femto est désignée respectivement par « Home Node B » (HNB) ou « Home eNode B » (HeNB) selon la norme 3GPP. Une HNB est une station radio de faible puissance, prévue pour offrir une couverture radio limitée et est souvent dédiée à un usage résidentiel ou en entreprise.
Les stations HNB (104-k) se connectent au réseau d'un opérateur de téléphonie mobile via une ligne numérique d'abonné (1 10) de type connexion internet haut débit, par un routeur câble ou xDSL par exemple. Les HNBs peuvent supporter de 4 à 8 communications ou accès internet simultanés, en voix ou données. Dans une implémentation préférentielle, les stations HNB sont reliées au réseau de l'opérateur par un lien ADSL. Les terminaux utilisateurs (106), désignés en anglais par « User
Equipment » (UE) dans les spécifications 3GPP, peuvent être des téléphones de type smartphones, des tablettes, des clés-modems USB ou tout autre type d'équipements fixes ou mobiles tels des GPS, ordinateur, ou écran vidéo. Le réseau cellulaire comprend des stations de base (102) qui peuvent envoyer/ recevoir vers/des terminaux utilisateurs des données via des canaux sans fil cellulaires (1 12).
La figure 2a illustre une transmission de trames en voie montante entre un terminal utilisateur (106) et une station de base macro (102) dans une procédure connue d'acquittement positif. Le terminal utilisateur peut envoyer à la station de base des paquets de données à intervalles de temps fixes, donnés par un intervalle de temps de transmission (TTI). Dans le standard 3GPP LTE, la transmission de données utilise un mécanisme de retransmission synchrone. Le délai entre un acquittement émis par la station de base et la transmission ou la retransmission depuis le terminal utilisateur est fixé par le standard. La granularité de ces transmissions est donnée par le TTI qui a une durée de 1 ms.
Dans l'exemple décrit, un paquet de données 'k' est envoyé par le terminal utilisateur (UE) vers la station de base (BS) dans une trame initiale (210) à l'intervalle TTIO. A réception du paquet, la station de base procède au décodage des données pour vérifier leur validité et émet un message d'acquittement positif (ACK) après trois TTI de la trame initiale. Le terminal utilisateur peut alors envoyer un nouveau paquet de données 'k+1 ' dans une nouvelle trame (220) au troisième TTI après celui de l'acquittement positif (ACK).
La figure 2b illustre une transmission de trames en voie montante entre un terminal utilisateur (106) et une station de base macro (102) dans une procédure connue d'acquittement négatif. De manière similaire à la figure 2a, un paquet de données 'k' est envoyé par le terminal utilisateur (UE) vers la station de base (BS) dans une trame initiale (230) à l'intervalle TTIO. A réception du paquet, la station de base procède au décodage des données pour vérifier leur validité. Si la station de base détecte une erreur au décodage, un message d'acquittement négatif (NACK) est envoyé au terminal utilisateur après trois TTI de la trame initiale. Le terminal utilisateur peut alors procéder à la transmission d'une redondance supplémentaire par rapport au paquet de données d'origine. Le paquet de redondance 'RV1 k' est renvoyé dans une nouvelle trame (240) au troisième TTI après celui de l'acquittement négatif (NACK). A réception du paquet de redondance, la station de base utilise cette nouvelle information en combinaison avec les données reçues par le premier envoi pour décoder le message envoyé par le terminal utilisateur. Un nouvel acquittement, positif ou négatif, est alors envoyé au terminal utilisateur en fonction de la validité des données décodées après réception des informations de redondance.
Dans le cas où l'acquittement est de nouveau négatif, le terminal procède de nouveau à l'envoi d'une nouvelle redondance. La procédure totale peut comprendre au total trois retransmissions en plus de l'envoi d'origine. Ainsi, la durée de transmission d'un même paquet dans un réseau LTE au standard 3GPP peut monter jusqu'à 24ms lorsque les trois retransmissions sont nécessaires pour corriger les erreurs.
La figure 3 illustre des exemples de regroupements de stations de base femtos en ensembles de diversité selon des modes de réalisation de l'invention dans un réseau de communication (300) de type LTE. Une station de base (300) du réseau LTE peut être en communication avec une pluralité de terminaux utilisateurs (312, 322, 332). Chaque terminal utilisateur peut avoir dans son voisinage une ou plusieurs stations de base femto (314, 31 6, 324, 326, 334). Selon le procédé décrit plus loin en référence à la figure 4, la station de base attribue à chaque terminal utilisateur, un ensemble de stations de base femtos, appelé ensemble de diversité, qui regroupe des stations de base femtos au voisinage de chaque terminal utilisateur qui ont un canal de communication sans fil de bonne qualité avec le terminal en question et qui ont accepté
l'appartenance à un ensemble de diversité. L'homme de l'art appréciera qu'un ensemble de diversité ne comprenne pas toutes les stations de base femtos au voisinage d'un terminal, certaines pouvant refuser de participer à l'ensemble de diversité, typiquement car étant déjà chargées ou appartenant à d'autres opérateurs.
Ainsi tel qu'illustré, un ensemble de diversité (31 0) est attribué à un premier terminal utilisateur (312) qui comprend deux stations de base femtos (314, 31 6). De manière similaire, un ensemble de diversité (320) est attribué à un second terminal utilisateur (322) qui comprend deux stations de base femtos (324, 326). Un autre ensemble de diversité (330) est attribué à un troisième terminal utilisateur (332) qui comprend une station femto (334). Tel qu'illustré sur la figure 3, des stations de base femtos (344, 354) peuvent ne pas être intégrées dans des ensembles de diversité. L'homme du métier appréciera que pour des raisons de simplification et de clarté, l'exemple décrit ne comprend qu'un nombre fini de terminaux utilisateurs et de stations de base femtos, mais que cela n'est pas une limitation de la présente invention.
La figure 4 montre un enchaînement d'étapes exécutées pour créer un ensemble de diversité selon des modes de réalisation de l'invention.
La formation des ensembles de diversité est effectuée sur la base d'un rapport de mesure envoyé par le terminal à sa station de base d'origine. Ce rapport fournit le niveau des signaux envoyés par les stations de base qui sont détectés par le terminal en question. Pour limiter la taille de ce rapport le terminal peut n'envoyer que les mesures correspondant aux N stations de bases ayant le niveau de réception le plus fort. En pratique N peut prendre des valeurs entre 1 et 10. Le terminal peut n'envoyer un rapport que sur les stations de base ayant une force de signal dépassant un seuil prédéfini. Ce seuil dépend de la demande de la station de base et du terminal. Un exemple typique de valeurs de ce seuil peut être compris entre -1 60dBm/Hz et -110dBm/Hz.
Le procédé (400) débute quand un terminal utilisateur s'attache à la station de base macro. Cette dernière demande (402) au terminal d'envoyer des rapports réguliers sur la qualité des signaux reçus de la part des stations voisines. Le format des rapports peut être normalisé selon le standard 3GPP LTE. Dans des variantes d'implémentation, la station de base peut demander au terminal d'envoyer un rapport à des intervalles réguliers ou émettre ponctuellement une demande pour recevoir ces mesures.
A réception d'un rapport (404), la station de base définit les stations de base femtos les plus proches du terminal en question.
La station de base sélectionne une première station femto proche du terminal utilisateur et vérifie si le niveau de signal qu'elle reçoit est suffisant et au moins égal à un seuil prédéfini (406).
Si ce n'est pas le cas, le niveau de signal étant insuffisant, le procédé permet de passer (407) à une station femto suivante.
Si la station femto sélectionnée a un niveau de signal suffisant, le procédé passe à l'étape suivante (408) où la station de base émet une requête vers la station femto pour lui demander d'écouter les paquets émis par le terminal utilisateur proche. Cette demande est faite sur le réseau fixe de l'opérateur soit au travers d'une interface standard de type 'X2' ou sur une interface radio si elle est supportée par les deux stations de base.
La réponse renvoyée est analysée (410) par la station de base. Si la demande d'écoute a été rejetée, le procédé permet de passer (407) à une station femto suivante.
Si la demande d'écoute a été acceptée, la station femto est ajoutée
(412) à l'ensemble de diversité du terminal utilisateur et peut ensuite écouter les transmissions sur les ressources qui lui sont allouées. Le procédé poursuit par une station femto voisine suivante (407). La figure 5 illustre la temporalité d'une retransmission de trame en voie montante selon des modes de réalisation de l'invention.
Dans l'exemple décrit, un paquet de données 'k' est envoyé par un terminal utilisateur (UE) vers une station de base (BS) dans une trame initiale (510).
La station de base procède au décodage des données pour vérifier leur validité et émet un message d'acquittement positif (530) après trois TTI de la trame initiale s'il n'y a pas d'erreur. Le terminal utilisateur peut alors envoyer un nouveau paquet de données 'k+1 ' dans une nouvelle trame (540) au troisième TTI après celui de l'acquittement positif (530).
Cependant, si la station de base détermine qu'il existe des erreurs de décodage à la réception du paquet, elle interroge simultanément toutes les stations de base femtos appartenant au groupe de diversité créé pour connaître leur acquittement. Elle va recevoir de chacune d'elle via le canal sans fil un acquittement positif ou négatif indiquant la bonne réception ou non du paquet de données 'k' par chaque station femto. Dans l'exemple décrit, deux acquittements (520, 522) sont reçus.
La station de base détermine si au moins une station femto lui renvoie un acquittement positif signifiant la réception sans erreur du paquet de données 'k'. Elle alloue à cette dernière une plage de renvoi (550) du paquet de données 'k' via le canal de communication haut débit.
Si au moins une station femto a correctement décodé le paquet, la station de base envoie un acquittement positif à l'utilisateur. Sinon, un acquittement négatif lui est envoyé.
Dans une variante d'implémentation, la liaison entre la station femto et la station macro peut être une liaison rapide de type fibre optique pour acheminer les données correctement reçues par la station femto dans un délai ne dépassant pas 3TTI. Dans cette implémentation, la station de base a correctement reçu les données de la station femto avant d'envoyer l'acquittement. La figure 6 montre un enchaînement d'étapes exécutées sur une station de base dans une procédure (600) d'acquittement en voie montante selon des modes de réalisation de l'invention.
Le procédé débute quand la station de base alloue (602) à un terminal utilisateur une plage de ressource pour l'envoi de données. A réception d'un paquet de données (604), le procédé effectue les différents contrôles de décodage (606). Si aucune erreur n'est détectée, un message d'acquittement positif est émis (608) vers le terminal utilisateur et le procédé reprend à l'étape (602) pour allouer une nouvelle plage d'envoi de données.
Si à l'étape de décodage (606), des erreurs sont détectées, le procédé poursuit à l'étape suivante (610) pour tester s'il y a au moins un acquittement positif parmi les messages d'acquittements reçus des stations de base femtos appartenant à l'ensemble de diversité créé pour le terminal utilisateur.
S'il existe au moins un acquittement positif, le procédé reprend l'étape (608) d'envoi d'un message d'acquittement positif au terminal utilisateur. La station de base demande simultanément à une station femto ayant réussi le décodage de lui envoyer les données sur le lien haut débit.
La sélection de la station retenue pour l'envoi du paquet, peut être basée sur une sélection tournante sur toutes les stations de l'ensemble de diversité, ou dans un autre mode opératoire, sur la base d'information relative à la charge de la station coopérante ou relative à la qualité de son lien ADSL.
Si aucune station femto n'a correctement reçu le paquet de données, le procédé poursuit à l'étape suivante (612) pour émettre un message d'acquittement négatif vers le terminal utilisateur. Puis, dans une étape suivante (614), la station de base alloue au terminal utilisateur une plage pour le renvoi du paquet erroné. Ce dernier procède à l'envoi d'une nouvelle information de redondance qui sera aussi traitée par les stations de base femtos appartenant à son ensemble de diversité.
A réception du paquet de redondance (61 6), le procédé reprend à l'étape (606) pour tester les erreurs de décodage, et la même procédure d'échanges entre les stations de base femtos et la station macro est de nouveau utilisée.
La figure 7 illustre les flux de signaux dans une procédure d'acquittement en voie montante selon des modes de réalisation de l'invention.
Un terminal utilisateur (702) envoie un paquet de données (708) à une station de base macro (706) par un canal sans fil utilisant une procédure HARQ comme méthode de correction des erreurs. Si la station de base a détecté des erreurs (710), elle envoie simultanément à toutes les stations de base femtos (704-1 à 704-n) de l'ensemble de diversité (704) la même requête de décodage (712) sur le canal sans fil établi entre chaque station femto et la station de base. Les stations de base femtos répondent par l'envoi d'un message d'acquittement positif ou négatif sur le même canal (714).
La station de base analyse (71 6) les réponses reçues.
Si au moins un acquittement d'une station femto est positif (718), la station de base envoie (720) au terminal utilisateur un message d'acquittement positif via le canal sans fil du réseau LTE. La station de base envoie via le canal haut débit ou via le canal sans-fil à la station femto sélectionnée une requête d'envoi du paquet de données erroné (722). La requête peut contenir l'indication de la planification pour procéder à l'envoi. La station femto envoie le paquet de données via le canal haut débit (724).
A l'analyse des réponses reçues par la station de base (716), si aucune station femto de l'ensemble de diversité n'a renvoyé d'acquittement positif (726), la station de base envoie (728) au terminal utilisateur un message d'acquittement négatif via le canal sans fil du réseau LTE. Le message d'acquittement négatif contient l'information sur le paquet de redondance à envoyer par le terminal utilisateur. Le terminal utilisateur renvoie (732) le paquet redondant à la station de base via le canal sans fil du réseau LTE. L'homme de l'art appréciera que des variations peuvent être apportées sur la méthode telle que décrite de manière préférentielle et sur un exemple non limitatif, tout en maintenant les principes de l'invention. Ainsi, les principes de la présente invention peuvent s'appliquer pour la voie descendante, en inversant les rôles du terminal utilisateur et de la station de base. La procédure en voie descendante consiste alors en les étapes suivantes: La station de base envoie la totalité du paquet de données ou une information de redondance à la station femto via le lien ADSL. Cette information n'est utilisée que si une erreur de décodage est observée au niveau du terminal utilisateur. La station femto signale au terminal utilisateur la disponibilité d'une partie de la redondance sur un canal radio dédié qui occupe très peu de ressources.
Dans le cas d'une erreur de transmission, le terminal utilisateur envoie à la station de base soit un acquittement positif (ACK) mensonger soit un acquittement négatif (NACK), selon les informations dont il dispose :
Si le canal entre la station femto et le terminal utilisateur permet de faire superposer les signaux de la station de base avec le signal de la station femto en utilisant un schéma de type modulation hiérarchique, le terminal utilisateur envoie un acquittement positif mensonger. A la trame suivante, la station femto envoie l'information de redondance en superposition avec les signaux de la station de base. La puissance avec laquelle les informations de redondance sont envoyées est calculée de façon à permettre au terminal de les décoder en premier et de soustraire leur contribution du signal total reçu. Dans un deuxième temps, un schéma d'annulation d'interférence est appliqué pour décoder les informations venant de la station macro.
La présente invention peut s'implémenter à partir d'éléments matériel et/ou logiciel. Elle peut être disponible en tant que produit programme d'ordinateur sur un support lisible par ordinateur. Le support peut être électronique, magnétique, optique, électromagnétique ou être un support de diffusion de type infrarouge. De tels supports sont par exemple, des mémoires à semi-conducteur (Random Access Memory RAM, Read-Only Memory ROM), des bandes, des disquettes ou disques magnétiques ou optiques (Compact Disk - Read Only Memory (CD- ROM), Compact Disk - Read/Write (CD-R/W) and DVD).

Claims

Revendications
Un procédé de retransmission de données en voie montante, dans un réseau cellulaire ayant des stations de base macro connectées à des terminaux utilisateurs et des stations de base femtos aptes à se connecter aux stations de base macro via une ligne numérique d'abonné ou via un lien filaire ou sans fil autre que celui utilisé entre une station de base macro et des terminaux utilisateurs, les stations femtos étant des stations radio de faible puissance ayant un niveau de signal reçu d'un terminal utilisateur supérieur à un seuil prédéfini, le procédé comprenant, après détermination par une station de base macro qu'il existe des erreurs de décodage dans un paquet de données émis sur un canal sans fil par un terminal utilisateur, les étapes de :
- détermination par la station de base macro que le paquet de données émis par le terminal utilisateur est décodé sans erreur par au moins une station de base femto du réseau cellulaire;
- si au moins une station de base femto a décodé sans erreur ledit paquet de données, envoi par la station de base macro au terminal utilisateur d'un message de faux acquittement positif et envoi à ladite au moins une station de base femto d'une requête d'envoi dudit paquet de données; et
- réception par la station de base macro dudit paquet de données de ladite station femto via ladite ligne numérique d'abonné ou ledit lien filaire ou sans fil.
Le procédé selon la revendication 1 comprenant avant l'étape de détermination, une étape d'envoyer depuis la station de base macro une requête de décodage via un canal de communication sans fil à une pluralité de stations de base femtos voisines du terminal utilisateur, et une étape de réception des réponses desdites stations de base femtos.
Le procédé selon la revendication 1 ou 2 comprenant de plus une étape pour créer des ensembles de stations de base femtos voisines d'un terminal utilisateur, les stations de base femtos d'un même ensemble ayant un niveau de signal sur le canal de communication sans fil avec l'utilisateur et la station de base au moins égal à un seuil prédéfini.
Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la requête d'envoi de paquet est envoyée via un canal de communication sans fil.
5. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la requête d'envoi de paquet est envoyée via la ligne numérique d'abonné.
6. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel le paquet de données reçu du terminal utilisateur est envoyé à la station de base via un canal de communication sans fil. 7. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel les stations de base femtos sont aptes à se connecter aux stations de base macro via une liaison rapide de type fibre optique.
8. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 com- prenant de plus, si aucune station femto a décodé sans erreur le paquet de données, une étape d'envoyer au terminal utilisateur un message d'acquittement négatif contenant une requête d'envoi de paquet de redondance.
9. Le procédé selon la revendication 8 comprenant de plus une étape de réception du paquet de redondance via un canal de communication sans fil.
10. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant de plus avant l'étape de recevoir ledit paquet de données de ladite station femto via la ligne numérique d'abonné, une étape de réception d'un nouveau paquet de données du terminal utilisateur via le canal de communication sans fil.
1 1 . Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel les paquets de données sont transmis sur des intervalles de temps fixes.
12. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel les paquets de données sont transmis selon un protocole de type HARQ.
13. Le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel le réseau cellulaire est un réseau de type à évolution à long terme LTE et la ligne numérique d'abonné est une ligne numérique d'abonné asymétrique ADSL.
14. Dans un réseau cellulaire ayant des stations de base et des stations de base femtos aptes à se connecter aux stations de base macro via une ligne numérique d'abonné, un système de retransmission de données en voie montante comprenant des moyens pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Un produit programme d'ordinateur, ledit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code permettant d'effectuer les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
PCT/EP2014/075085 2013-12-03 2014-11-20 Procede et dispositif de retransmission de donnees dans les reseaux mobiles WO2015082225A1 (fr)

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