WO2021229183A1 - Procédé et système omamrc de transmission avec variation du nombre d'utilisations du canal - Google Patents

Procédé et système omamrc de transmission avec variation du nombre d'utilisations du canal Download PDF

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WO2021229183A1
WO2021229183A1 PCT/FR2021/050823 FR2021050823W WO2021229183A1 WO 2021229183 A1 WO2021229183 A1 WO 2021229183A1 FR 2021050823 W FR2021050823 W FR 2021050823W WO 2021229183 A1 WO2021229183 A1 WO 2021229183A1
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sources
destination
phase
channel
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PCT/FR2021/050823
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Visoz RAPHAËL
Ali AL KHANSA
Stefan Cerovic
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Orange
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    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

Definitions

  • TITLE OMAMRC method and system of transmission with variation of the number of uses of the channel
  • the present invention relates to the field of digital communications. Within this field, the invention relates more particularly to the transmission of coded data between at least two sources and a destination with relaying by at least two nodes which can be relays or sources.
  • a relay has no message to transmit.
  • a relay is a node dedicated to relaying messages from sources while a source has its own message to be transmitted and can also in certain cases relay messages from other sources i.e. the source is said to be cooperative in this case.
  • the invention applies in particular, but not exclusively, to the transmission of data via mobile networks, for example for real-time applications, or via for example networks of sensors.
  • Such a network of sensors is a multi-user network, consisting of several sources, several relays and a recipient using a time-orthogonal multiple access scheme of the transmission channel between the relays and the destination, denoted OMAMRC (“Orthogonal Multiple- Access Multiple-Relay Charnel ”according to Anglo-Saxon terminology).
  • OMAMRC Orthogonal Multiple- Access Multiple-Relay Charnel
  • An OMAMRC telecommunication system has M sources, possibly L relays and a destination, M ⁇ 2, L ⁇ 0 and a time-orthogonal multiple access scheme of the transmission channel which applies between the nodes taken from among the M sources and the L relays.
  • the maximum number of time slots per transmitted frame is M + T max with M slots allocated during a first phase to the successive transmission of the M sources and T used ⁇ T max slots for one or more cooperative transmissions allocated during a second phase to one or more nodes selected by the destination according to a selection strategy.
  • the OMAMRC transmission system considered comprises at least two sources, each of these sources being able to operate at different times either as a source or as a relay node.
  • the system may optionally further include relays.
  • the system considered is such that the sources can themselves be relays.
  • a relay differs from a source because it has no message to transmit which is specific to it, ie it only retransmits messages from other nodes.
  • the links between the different nodes of the system are subject to slow fading and Gaussian white noise.
  • Knowledge of all system links (CSI: Channel State Information) by the destination is not available. Indeed, the links between the sources, between the relays, between the relays and the sources are not directly observable by the destination and their knowledge by the destination would require an excessive exchange of information between the sources, the relays and the destination. .
  • CDI Channel Distribution Information
  • CDI Channel Distribution Information
  • the link adaptation is of the slow type, that is to say that before any transmission, the destination allocates initial rates to the sources knowing the distribution of all the channels (CDI: Channel Distribution Information).
  • CDI Channel Distribution Information
  • the transmissions of the messages from the sources are divided into frames during which the CSIs of the links are assumed to be constant (assumption of slow fading). Rate allocation is assumed not to change for several hundred frames, it only changes with CDI changes.
  • the transmission of a frame takes place in two phases which are optionally preceded by an additional so-called initial phase.
  • the destination determines an initial rate for each source by taking into account the average quality (for example SNR) of each of the links in the system.
  • the average quality for example SNR
  • the destination estimates the quality (for example SNR) of the direct links: source to destination and relay to destination according to known techniques based on the use of reference signals.
  • the quality of the source - source, relay - relay and source - relay links is estimated by the sources and the relays by using, for example, the reference signals.
  • the sources and the relays transmit to the destination the average qualities of the links. This transmission takes place before the initialization phase. Only the average value of the quality of a link being taken into account, its refreshing takes place on a long time scale, that is to say over a time which allows to average the rapid variations (fast fading) of the channel. This time is of the order of the time required to travel several tens of wavelengths of the frequency of the signal transmitted for a given speed.
  • the initialization phase occurs for example every 200 to 1000 frames.
  • the destination goes back to the sources via a return path the initial rates that it determined.
  • the initial flow rates remain constant between two occurrences of the initialization phase.
  • the M sources successively transmit their message during the M time slots using respectively modulation and coding schemes determined from the initial bit rates.
  • the number N 1 of uses of the channel (channel use, ie resource element according to 3GPP terminology) is fixed and identical for each of the sources.
  • the source messages are transmitted cooperatively by the relays and / or by the sources.
  • This phase lasts at most T max time slots.
  • the number N 2 of channel uses is fixed and identical for each of the sources.
  • the sources which are independent from one another broadcast their coded information sequences in the form of messages for the attention of a single recipient.
  • Each source broadcasts its messages at the initial rate.
  • the destination communicates its initial rate to each source via very limited rate control channels.
  • the sources each transmit their respective message in turn during time slots each dedicated to a source.
  • the sources other than the one which transmits and possibly the relays, of the “Half Duplex” type receive the successive messages from the sources, decode them and, if they are selected, generate a message solely from the messages from the sources decoded without error.
  • the selected nodes then access the channel orthogonally in time to each other during the second phase to transmit their generated message to the destination.
  • the destination can choose which node should transmit at a given time.
  • the method implements a strategy to maximize the average spectral efficiency (utility metric) within the system considered under constraint to respect an individual quality of service (QoS) per source ie an average individual BLER per source:
  • R i is a variable which takes discrete values taken from a set with n MCS Ie number of flow rates corresponding to the different diagrams Modulation and Coding Scheme (MCS) available for transmission.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • T used ⁇ T- ma x shows the number of retransmissions used during the 2 nd phase, is the average of the number of retransmissions used during the second phase
  • BLERi represents the block error rate for source i.
  • BLERi denotes the function with multiple variables BLERi (R 1 , ..., R M ) which depends on the current value taken by the flow variables R 1 , ..., R M.
  • the QoS constraint on the individual BLER given by source is written: BLER i ⁇ BLER QoS, i , ⁇ i ⁇ ⁇ 1,, M ⁇ .
  • the algorithm based on an interference-free or “Genre Aided” approach is used to solve the multidimensional allocation optimization problem (rate). This approach consists in independently determining each initial rate of a source by assuming that all the messages of the other sources are known by the destination and the relays then in iteratively determining the rates by initializing their value with the values determined according to the approach. "Kind Aided”.
  • the utility metric which consists of spectral efficiency is conditioned by the node selection strategy that occurs during the second phase. Main features of the invention
  • the present invention relates to a transmission method with slow link adaptation for an OMAMRC telecommunication system according to which the number of uses of the channel is determined by the destination for each source ie by time interval, on the basis of a knowledge of the statistical distribution of all channels (Channel Distribution Information according to English terminology).
  • the present invention substantially improves the performance of the method.
  • the number of uses of the channel for the first phase is variable, the number N 2 of uses of the channel for the second phase is fixed.
  • the number N 1, i of uses of the channel by a source for the first phase can thus be adapted taking into account the distribution of the CDI channels.
  • the destination selects at each time interval t ⁇ ⁇ 1, ... T used ) the node among the sources and the relays which will transmit using the N 2 uses of the channel.
  • This metric is thus a function with multiple variables which depends on the current value taken by the flow variables R 1 ..., R M and by the variables of the ratio ⁇ 1 , ..., ⁇ M between the number N 2 d 'uses of the channel during the second phase and the number N 1, i of uses of the channel during the first phase:
  • the uses of the channel consisting of time and / or frequency resources, a variation in the number of uses of the channel consists of a variation in the number of resources allocated to each source which takes account of the average qualities of the channels.
  • the mean utility metric takes into account M ratios ⁇ i which are considered to be of discrete values and belonging to a finite set of possible values.
  • the values of a ratio of uses of the channel between the two phases determined for each source belong to a finite set of discrete values, preferably ⁇ 1, 0.5, 2).
  • the method maximizes the average utility metric with an initialization of the ratio for each source to the closest discrete value to an average of the ratio values denoted ⁇ GA and implementing a “Genie Aided” approach.
  • the "Genie Aided” approach of independently determining each bit rate from a source, assuming all messages from other sources are known to the destination and assuming a relationship for each source, leads to initial flow values for each source which are not sufficiently precise.
  • an iterative calculation of the initial throughputs by the destination makes it possible to correct these initial throughput values by taking into account the selection strategy which occurs during the second phase, which the "Genie Aided” approach cannot by nature. »Only which assumes that the active node for each time interval of the second phase is chosen randomly among the nodes.
  • This mode is advantageous in that it makes it possible to use a “Genie Aided” approach for the initialization of the iterative algorithm.
  • the cooperative transmission of a node during the second phase results in the transmission of a redundancy based on incremental coding to the sources.
  • the strategy for selecting the nodes occurring during the second phase follows a sequence known in advance by all the nodes.
  • the iterative calculation of the initial flow rates takes into account a node selection strategy (strategy with random selection, strategy with cyclic selection, etc.).
  • the strategy for selecting the nodes intervening during the second phase takes into account information coming from the nodes indicating their set of correctly decoded sources.
  • the strategy for selecting the nodes intervening during the second phase corresponds to each time interval to the selection of the node which has correctly decoded at least one source that the destination has not decoded correctly at the end of the previous time interval and which benefits from the best instantaneous quality among the instantaneous qualities of all the links between the nodes and the destination.
  • the message transmission method results from a software application divided into several specific software applications stored in the sources, in the destination and possibly in the relays.
  • the destination can be for example the receiver of a base station.
  • the execution of these specific software applications is suitable for implementing the transmission method.
  • a further subject of the invention is a system comprising M sources, possibly L relays, and a destination, M> 1, L ⁇ 0, for implementing a transmission method according to a preceding object.
  • a further subject of the invention is each of the specific software applications on one or more information media, said applications comprising program instructions adapted to the implementation of the transmission method when these applications are executed by processors.
  • a further subject of the invention is configured memories comprising instruction codes corresponding respectively to each of the specific applications.
  • the memory can be incorporated into any entity or device capable of storing the program.
  • the memory may be of the ROM type, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or else of the magnetic type, for example a USB key or a hard disk.
  • each specific application according to the invention can be downloaded from a server accessible on an Internet type network.
  • the optional characteristics presented above in the context of the transmission method can optionally be applied to the software application and to the memory mentioned above.
  • FIG. 1 is a diagram of an example of a so-called Cooperative OMAMRC (Orthogonal Multiple Access Multiple Relays Channel) system according to the invention
  • FIG. 2 is a diagram of a frame transmission cycle which can be preceded by an initialization step according to the invention
  • FIG. 3 is a diagram of the OMAMRC system of FIG. 1 for which all the sources except the source s-, are considered to be correctly decoded.
  • Channel use is the smallest granularity in time-frequency resource defined by the system that allows the transmission of a modulated symbol.
  • the number of uses of the channel is linked to the available frequency band and the transmission time.
  • the fading gains are constant during the M + T max time intervals where M + T max is the maximum number of time slots to accomplish a transmission cycle.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention is described in the context of an OMAMRC system illustrated by FIG. 1 and in support of the diagram of FIG. 2 which illustrates a transmission cycle of a frame.
  • Every source in the game communicates with the single destination with the help of other sources (user cooperation) and cooperating relays.
  • the relays are equipped with a single transmitting antenna
  • the sources, the relays, and the destination are equipped with a single receiving antenna
  • T max ⁇ 2 is a system parameter
  • the instantaneous quality of the channel / direct link in reception (CSIR Channel State Information at Receiver) is available at the destination, at the sources and at the relays;
  • Nodes include relays and sources that can behave like a relay when they are not sending their own message.
  • the nodes access the transmission channel according to an orthogonal time multiple access scheme which allows them to listen without interference to the transmissions of the other nodes.
  • the nodes operate in a half-duplex mode.
  • ⁇ ⁇ , b is the mean signal-to-noise ratio (SNR) which takes into account the effects of attenuation of the channel (path-loss) and of masking (shadowing), ⁇ h ⁇ , b is the attenuation gain of the channel (fading) which follows a complex circular Gaussian distribution symmetric with zero mean and of variance ⁇ ⁇ , b , the gains are independent between them,
  • SNR signal-to-noise ratio
  • n a, b, k are samples of an identically and independently distributed Gaussian white noise (AWGN) which follow a complex Gaussian distribution of circular symmetry with zero mean and unit variance.
  • R s is a variable representing the initial flow of the source s which can take its values in the finite set
  • ⁇ s is a variable representing the ratio N 2 / N 1, s which can take its values in a finite set
  • the signal received at the node corresponding to the signal sent by the node can be written: (1)
  • each source transmits its code words for N 1, s uses of the channel, k ⁇ ⁇ 1, ..., N 1, s ⁇ , the number N 1, s of uses of the channel depending on the source s.
  • T used ⁇ T max time intervals, each selected node transmits information representative of the messages of the sources decoded without error by this node during N 2 uses of the channel, k ⁇ ⁇ 1, ...
  • the destination can determine the gains (CSI Channel State Information) of the direct links: i.e. source to destination and relay links to destination and can therefore deduce the average SNRs of these links.
  • gains CSI Channel State Information
  • the gains of links between sources, links between relays and links between sources and relays are not known to the destination. Only sources and relays can estimate a metric of these links by exploiting reference signals in a manner similar to that used for direct links. Given that the statistics of the channels are assumed to be constant between two initialization phases, the transmission to the destination of the metrics by the sources and the relays may only take place at the same rate as the initialization phase. The channel statistic of each link is assumed to follow a circular-centered complex Gaussian distribution and the statistics are independent between the links. It is therefore sufficient to consider only the average SNR as a measure of the statistics of a link.
  • the sources and the relays therefore go back to the destination of the metrics representative of the average SNRs of the links that they can observe.
  • the destination thus knows the average SNR of each of the links.
  • the destination transmits for each source s a representative value (index, MCS, bit rate, etc.) of an initial bit rate and a value
  • Each of the initial rates unambiguously determines an initial modulation and coding scheme (MCS) or conversely each initial MCS determines an initial rate.
  • MCS modulation and coding scheme
  • This metric (21) is thus a function with multiple variables which depends on the current value taken by the flow variables R 1, ..., R M and by the variables of the ratio ⁇ 1 , ..., ⁇ M between the number N 2 ⁇ of uses of the channel during the second phase and the number N 1, i of uses of the channel during the first phase:
  • the mean utility metric takes into account M ratios ⁇ i which are considered to be of discrete values and belonging to a finite set of possible values.
  • Each source transmits its framed data to the destination with the help of other sources and relays.
  • a frame occupies time slots during the transmission of the M messages from the M sources respectively.
  • the transmission of a frame (which defines a transmission cycle) takes place during M + T used time intervals: M intervals for the 1 st phase of respective capacities N 1, i uses of the channel for each source i, T used intervals for the 2 nd phase.
  • each source transmits after coding a message u s comprising K s information bits being the two-element Galois body.
  • the message u s includes a CRC type code which allows the integrity of the message u s to be checked.
  • the message u s is coded according to the initial MCS. Since the initial MCSs may be different between sources, the lengths of the encoded messages may be different between the sources.
  • the encoding uses an incrementally redundant code.
  • the resulting code word is segmented into redundancy blocks.
  • the incremental redundancy code can be of the systematic type, the information bits are then included in the first block. Whether or not the incrementally redundant code is of the systematic type, it is such that the first block can be decoded independently of the other blocks.
  • the incremental redundancy code can be achieved, for example, by means of a finite family of punched linear codes with compatible yields or of non-yielding codes modified to operate with finite lengths: raptor code (RC), punched turbo code of compatible yield ( RCPTC rate compatible punctured turbo code), rate compatible punctured convolutional code), rate compatible punctured convolutional code, LDPC rate compatible (RCLDPC rate compatible low density parity check code).
  • raptor code RC
  • punched turbo code of compatible yield RCPTC rate compatible punctured turbo code
  • rate compatible punctured convolutional code rate compatible punctured convolutional code
  • LDPC rate compatible RCLDPC rate compatible low density parity check code
  • the M sources successively transmit their message during the M intervals with respectively modulation and coding schemes determined from the values of the initial bit rates.
  • the selected node acts as a relay by cooperating with the sources to help the destination correctly decode messages from all sources.
  • the selected node transmits ie it cooperates by transmitting the words or part of the words that it has correctly decoded.
  • the second phase comprises at most T max time intervals (time slots) called rounds. Each round t ⁇ ⁇ 1, ..., T max ] has a capacity of N 2 uses of the channel.
  • the destination follows a certain strategy to decide which node to transmit at each time interval (round).
  • the destination informs the nodes using a limited feedback control channel to transmit a feedback message.
  • This return message is based on its result of decoding received messages.
  • the destination thus controls the transmission of the nodes using these return messages which improves spectral efficiency and reliability by increasing the probability of decoding of all sources by the destination.
  • the return is an AC K type message.
  • a cycle of transmission of a new frame begins with the erasure of the memories of the relays and of the destination and with the transmission by the sources of new messages.
  • each node has ⁇ transmits its set of correctly decoded sources at the end of the previous noted time interval (round)
  • the end of the time interval (round) t 0 corresponds to the end of the first phase.
  • the selected node transmits parities determined from the messages of its correctly decoded source set using joint network coding and joint channel coding. This transmission takes place during a time interval of N 2 uses of the channel.
  • the other nodes and the destination can improve their own decoding by exploiting the transmission of the selected node and update their correctly decoded source set accordingly.
  • Spectral efficiency can be defined as the sum of individual spectral efficiencies: with the event that the source s is not decoded correctly by the destination at the end of the time interval (round) T max , hereinafter called the individual outage event of the source s at the end of the time interval (round) T max .
  • the individual cut-off event from source to the outcome of the time interval (round) depends on the selected node and the game associated with decoded sources and this conditionally on knowledge of the gains direct channels and of is the game including all the nodes that have been selected at the time intervals (rounds) l ⁇ ⁇ 1, ... t - 1) preceding the time interval (round) t as well as their associated decoding set and the destination decoding set
  • the common outage event at the end of the time interval (round) t is defined as being the event that at least one source is not decoded correctly by the destination at the end of the time interval (round) t.
  • the probability of the individual outage event of the source s at the end of the time interval (round) t for a candidate node a t can be expressed as: with the expectation operator and such that takes the value 1 if the event V is true and the value 0 otherwise.
  • the probability of the common cutoff event can be defined in the same way. In the following, the dependence on the knowledge of is omitted for the sake of simplification ratings.
  • the common cut-off event of a set of sources occurs when the vector of their rate is outside the corresponding MAC capacity region.
  • the common break event can be expressed in the form: such as sources that belong to are considered interference. reflects the non-respect of the MAC inequality associated with the sum rate of the sources contained in :
  • I ⁇ , b the mutual information between nodes a and b and an already selected node.
  • the factor 1 / a s makes it possible to standardize before addition the two terms associated respectively with the two phases for which the time intervals have respective channel use times N 1, s and N 2 .
  • the individual cut-off event of the source s at the end of the time interval (round) t can be written: have the same expression as for (5).
  • the destination implements a slow type link adaptation.
  • the utility metric is an average spectral efficiency conditioned on the selection strategy of the nodes intervening during this second phase.
  • the selection of the nodes taken from among the sources and the relays depends on the sets of the sources correctly decoded by the nodes.
  • An example considered, called a preferred strategy is based on a selection of the IR-HARQ type which aims to maximize the spectral efficiency.
  • the destination chooses the node with the best instantaneous quality of the link between itself and this node (for example the greatest mutual information between itself and this node) taken among all the nodes which were able to correctly decode at least one source of the game, these nodes being said to be eligible.
  • This strategy makes it possible to achieve a good compromise between computational complexity and performance, but to the detriment of a large number of control signals.
  • the selection of the nodes taken from among the sources and the relays does not depend on the sets of the sources correctly decoded by the nodes.
  • the selection is determined and known to all nodes.
  • One example considered is such that the selection sequence is cyclical and such that the selected node is selected only from among the relays.
  • each relay benefits from at least one dedicated time interval (round) during the second phase to transmit. In order not to favor one relay over another, the sequence changes with each frame. According to this example, only one return bit from the destination is sufficient to send up a common ACK / NACK message.
  • each source is transmitted with the initial rate R s .
  • T used is a random variable which represents the number of time intervals (rounds) used during the second phase T used ⁇ T max .
  • the distribution of T used depends on (R 1 ..., R M ), on (a, ..., a M ) and on what makes the optimization (7) multidimensional cardinality i.e. 91125 (2M) -tuple ..., R M , ⁇ 1 , ..., ⁇ M ) possible for 3 sources, a family of fifteen MCS and 3 possible values of a. An exhaustive search very quickly becomes impossible when the number of sources increases.
  • the method according to the invention follows a so-called “Genie Aided (GA)” approach which consists in making the assumption during the initialization step that all the sources s except the source s i, of which we wants to initialize the bitrate are considered correctly decoded, All sources
  • the network is a network with multiple relays denoted (1, L + M - 1,1) and no longer a network with multiple relays and multiple users.
  • the search for the optimal pair for the source s under the assumptions GA and GAI can be written in the form of a one-dimensional optimization conditioned on : where is the bit rate of the source s after optimization, R s is the bit rate variable and where P (H) is the joint probability of the realizations of the channels of all the links of the network. It is clear that the rate R s depends on the selected nodes â ; and therefore the selection strategy applied by the destination.
  • the approximation according to (8) with the assumptions GA, GAI, GA2 can be calculated by implementing a Monte Carlo process.
  • An implementation mode is detailed by algorithm 1 (in Annex) for the source s, its principle is as follows. First, the reports are all set to Then, each bitrate value of the set of possible bitrates is considered one after the other according to a first loop on i. n MCS is the number of modulation and coding schemes.
  • a second loop on cnt makes it possible to average the individual BLER or on Nb_MC draws of channels according to the statistics given by the average SNRs of all links. Thus, inside the cnt loop all the channels are known resulting from a random draw.
  • equation (8) is then carried out according to a Monte-Carlo process where the integral is replaced by a sum: the out variable of algorithm 1 corresponding to:
  • Algorithm 2 is based on a Monte Carlo simulation calculation of the spectral efficiency using the cutoff events given by equation (6). for everything should be evaluated in the Monte Carlo loop based on the destination active node selection strategy and the P (H) statistic similar to Algorithm 1.
  • the method calculates the BLER i of the source i and the expectation of the number of retransmissions According to this mode, the method considers that the individual cut-off probability is a good approximation of individual BLER BLER i of source i.
  • the individual outage probability is the average of the individual outage event given by equation (6) on PH link statistics) of the MAMRC system.
  • the process relies on the evaluation of the cutoff events of equations (5) and (6) to determine the decoding set at the destination node and the relay nodes. All the sources which are not in the decoding set of the destination after T max retransmissions are declared out of service, i.e. their error counter is increased by 1.
  • Agorithm 3 has a main part and two subroutines.
  • the first subroutine is the check_outage (t, I list , activated_nodes_list, which takes into account the current time interval t of retransmission and the subsets for which the common outage must be calculated for .
  • This function also contains two other loops, one to calculate the sum rate of the subset current as well as the mutual information included, and another loop to calculate the additional mutual information included according to the nodes activated in the retransmission phase.
  • the second subroutine is the get_decoding_set (t, I list , activated_nodes_list) function which determines the decoding set at a certain time interval t by taking into account the previous parameters I list and activated_nodes_list set determined.
  • the principle of this function is to find the sub games cardinality Card max up that leads to a common cutoff event zero.
  • the main part has four loops.
  • algorithm 1 there is the Monte-Carlo loop such that each of its iterations leads to an individual cut event as well as an expected duration of retransmission for the second phase.
  • the functions defined previously are used to check the cutout event.
  • the process starts a 2 nd loop, taking into account the retransmission phase and a certain allocation strategy whereby a certain node is selected to retransmit and is added to the set of activated nodes.
  • the expected retransmission duration is updated.
  • the method checks whether there is an outage or not and updates the individual outage event counter of each user accordingly. After the end of the Monte Carlo loop, the individual BLERs and the expected length of retransmission time slots are calculated using an average. The spectral efficiency is then calculated according to equation (3).

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de transmission avec adaptation lente de lien destiné à un système de télécommunication OMAMRC à M sources (s1...,sM), éventuellement L relais et une destination, M ≥ 2, L ≥ 0. Un nombre d'utilisations du canal est alloué à chaque source pour transmettre et ce nombre est déterminé par la destination lors de l'adaptation lente de lien pour chaque source sur la base d'une connaissance statistique de tous les canaux.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé et système OMAMRC de transmission avec variation du nombre d'utilisations du canal
Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des communications numériques. Au sein de ce domaine, l'invention se rapporte plus particulièrement à la transmission de données codées entre au moins deux sources et une destination avec relayage par au moins deux nœuds pouvant être des relais ou des sources.
Il est entendu qu'un relais n'a pas de message à transmettre. Un relais est un nœud dédié au relayage des messages des sources tandis qu'une source à son propre message à transmettre et peut en outre dans certain cas relayer les messages des autres sources i.e. la source est dite coopérative dans ce cas.
Il existe de nombreuses techniques de relayage connues sous leur appellation anglo-saxonne : « amplify and forward », « décodé and forward », « compress-and-forward », « non-orthogonal amplify and forward », « dynamic décodé and forward », etc.
L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à la transmission de données via des réseaux mobiles, par exemple pour des applications temps réel, ou via par exemple des réseaux de capteurs.
Un tel réseau de capteurs est un réseau multi-utilisateurs, constitué de plusieurs sources, plusieurs relais et un destinataire utilisant un schéma d'accès multiple orthogonal en temps du canal de transmission entre les relais et la destination, noté OMAMRC (« Orthogonal Multiple-Access Multiple-Relay Charnel » selon la terminologie anglosaxonne).
Art antérieur
Un système de transmission OMAMRC mettant en œuvre une adaptation lente de lien est connu de la demande WO 2019/162592 publiée le 29 août 2019. Le contenu de cette demande est inclus par référence.
Un système de télécommunication OMAMRC a M sources, éventuellement L relais et une destination, M ≥ 2, L ≥ 0 et un schéma d'accès multiple orthogonal en temps du canal de transmission qui s'applique entre les nœuds pris parmi les M sources et les L relais. Le nombre maximum d'intervalles de temps par trame transmise est de M + Tmax avec M intervalles alloués pendant une première phase à la transmission successive des M sources et Tused ≤ Tmax intervalles pour une ou plusieurs transmissions coopératives alloués pendant une deuxième phase à un ou plusieurs nœuds sélectionnés par la destination selon une stratégie de sélection.
Le système de transmission OMAMRC considéré comprend au moins deux sources chacune de ces sources pouvant fonctionner à des instants différents soit comme une source, soit comme un nœud de relayage. Le système peut éventuellement comprendre en outre des relais. La terminologie nœud couvre aussi bien un relais qu'une source agissant comme un nœud de relayage ou comme une source. Le système considéré est tel que les sources peuvent elle-même être des relais. Un relais se distingue d'une source car il n'a pas de message à transmettre qui lui soit propre i.e. il ne fait que retransmettre des messages provenant d'autres nœuds.
Les liens entre les différents nœuds du système sont sujets à des évanouissements lents (slow fading) et à du bruit blanc Gaussien. La connaissance de tous les liens du système (CSI : Channel State Information) par la destination n'est pas disponible. En effet, les liens entre les sources, entre les relais, entre les relais et les sources ne sont pas directement observables par la destination et leur connaissance par la destination nécessiterait un échange d'information trop important entre les sources, les relais et la destination. Pour limiter le coût de la surcharge de la voie de retour (feedback overhead), seule une information sur la distribution/statistique des canaux (CDI : Channel Distribution Information) de tous les liens, e.g. qualité moyenne (par exemple SNR moyen, SINR moyen) de tous les liens, est supposée connue par la destination dans le but de déterminer les débits alloués aux sources.
L'adaptation de lien est de type lent c'est-à-dire qu'avant toute transmission, la destination alloue des débits initiaux aux sources connaissant la distribution de tous les canaux (CDI: Channel Distribution Information). En général, il est possible de remonter à la distribution CDI sur la base de la connaissance du SNR ou SINR moyen de chaque lien du système.
Les transmissions des messages des sources sont divisées en trames pendant lesquelles les CSI des liens sont supposés constants (hypothèse d'évanouissements lents). L'allocation de débit est supposée ne pas changer pendant plusieurs centaines de trames, elle change uniquement avec les changements de CDI.
Le procédé distingue trois phases, une phase initiale et, pour chaque trame à transmettre, une 1ere phase et une 2nde phase. La transmission d'une trame se déroule en deux phases qui sont éventuellement précédées d'une phase additionnelle dite initiale.
Lors de la phase d'initialisation, la destination détermine un débit initial pour chaque source en prenant en compte la qualité (par exemple SNR) moyenne de chacun des liens du système.
La destination estime la qualité (par exemple SNR) des liens directs : source vers destination et relais vers destination selon des techniques connues basées sur l'exploitation de signaux de référence. La qualité des liens source - source, relais - relais et source - relais est estimée par les sources et les relais en exploitant par exemple les signaux de référence. Les sources et les relais transmettent à la destination les qualités moyennes des liens. Cette transmission intervient avant la phase d'initialisation. Seule la valeur moyenne de la qualité d'un lien étant prise en compte, son rafraîchissement intervient à une échelle de temps longue c'est-à-dire sur un temps qui permet de moyenner les variations rapides (fast fading) du canal. Ce temps est de l'ordre du temps nécessaire pour parcourir plusieurs dizaines de longueur d'onde de la fréquence du signal transmis pour une vitesse donnée. La phase d'initialisation intervient par exemple toutes les 200 à 1000 trames. La destination remonte aux sources via une voie de retour les débits initiaux qu'elle a déterminés. Les débits initiaux restent constants entre deux occurrences de la phase d'initialisation.
Lors de la première phase, les M sources transmettent successivement leur message pendant les M intervalles de temps (time-slots) en utilisant respectivement des schémas de modulation et de codage déterminés à partir des débits initiaux. Pendant cette phase, le nombre N1 d'utilisations du canal (channel use i.e. ressource element selon la terminologie du 3GPP) est fixe et identique pour chacune des sources.
Lors de la 2nde phase, les messages des sources sont transmis de façon coopérative par les relais et/ou par les sources. Cette phase dure au maximum Tmax intervalles de temps (time-slots). Pendant cette phase, le nombre N2 d'utilisations du canal (channel use) est fixe et identique pour chacune des sources.
Les sources indépendantes entre elles diffusent pendant la première phase leurs séquences d'informations codées sous forme de messages à l'attention d'un seul destinataire. Chaque source diffuse ses messages avec le débit initial. La destination communique à chaque source son débit initial via des canaux de contrôle à débit très limité. Ainsi, pendant la première phase, les sources transmettent chacune à leur tour leur message respectif pendant des intervalles de temps « time- slot » dédiés chacun à une source.
Les sources autres que celle qui émet et éventuellement les relais, de type « Half Duplex » reçoivent les messages successifs des sources, les décodent et, s'ils sont sélectionnés, génèrent un message uniquement à partir des messages des sources décodés sans erreur. Les nœuds sélectionnés accèdent ensuite au canal de manière orthogonale en temps entre eux pendant la seconde phase pour transmettre leur message généré vers la destination.
La destination peut choisir quel nœud doit transmettre à un instant donné.
Le procédé met en œuvre une stratégie pour maximiser l'efficacité spectrale moyenne (métrique d'utilité) au sein du système considéré sous-contrainte de respecter une qualité de service individuelle (QoS) par source i.e. un BLER individuel moyen par source :
Figure imgf000004_0001
Où
Ri = Ki/N1 représente le débit initial de la source i avec Ki le nombre de bits d'information du message de la source i ∈ {1, ... , M). Ri est une variable qui prend des valeurs discrètes prises dans un jeu avec nMCS Ie nombre de débits correspondant aux différents schémas
Figure imgf000005_0001
de codage et de modulation (MCS, Modulation and Coding Scheme) disponibles pour la transmission.
• Tused ≤ T-max présente le nombre de retransmissions utilisées pendant la 2nde phase, est
Figure imgf000005_0002
la moyenne du nombre de retransmissions utilisées pendant la seconde phase
• a = N2/N1 est le rapport entre le nombre d'utilisations du canal pendant la seconde phase et le nombre d'utilisations du canal pendant la première phase
• BLERi représente le taux d'erreur bloc pour la source i. BLERi dénote la fonction à variables multiples BLERi (R1, ... , RM ) qui dépend de la valeur actuelle prise par les variables de débit R1, ... ,RM .
La contrainte de QoS sur le BLER individuel donné par source s'écrit : BLERi ≤ BLERQoS ,i,∀i∈{1, , M}. Lin algorithme basé sur une approche sans interférence ou « Genre Aided » est utilisé pour résoudre le problème d'optimisation d'allocation multidimensionnelle de débit (rate). Cette approche consiste à déterminer indépendamment chaque débit initial d'une source en supposant que tous les messages des autres sources sont connus de la destination et des relais puis à déterminer de manière itérative les débits en initialisant leur valeur avec les valeurs déterminées selon l'approche « Genre Aided ». La métrique d'utilité qui consiste en une efficacité spectrale est conditionnée à la stratégie de sélection des nœuds qui intervient pendant la deuxième phase. Caractéristiques principales de l'invention
La présente invention a pour objet un procédé de transmission avec adaptation lente de lien pour un système de télécommunication OMAMRC selon lequel le nombre d'utilisations du canal est déterminé par la destination pour chaque source i.e. par intervalle de temps, sur la base d'une connaissance de la distribution statistique de tous les canaux (Channel Distribution Information selon la terminologie anglosaxonne).
En introduisant un nombre variable d'utilisations du canal, avec adaptation lente contrôlée par la destination, contrairement au procédé connu pour lequel ce nombre est fixe, la présente invention améliore substantiellement les performances du procédé.
Pour simplifier le procédé, seul le nombre d'utilisations du canal pour la première phase est variable, le nombre N2 d'utilisations du canal pour la seconde phase est fixe.
Le nombre N1,i d'utilisations du canal par une source pour la première phase peut ainsi être adapté en tenant compte de la distribution des canaux CDI.
La distribution des canaux CDI peut être basée par exemple sur la connaissance d'un SNR moyen (ou SINR, ou indicateur équivalent) de chacun des canaux sous-réserve de considérer que tous les liens sont indépendants entre eux et que l'évanouissement rapide (fast fading) suit une distribution gaussienne i.e. un évanouissement dit de Rayleigh. A partir de la connaissance des SNR moyens, la destination vise à optimiser le rapport = N2/N1,i conjointement avec le débit
Figure imgf000006_0003
de transmission par la source i durant la première phase i.
Lors de la seconde phase, la destination sélectionne à chaque intervalle de temps t∈ {1, ... Tused ) le nœud parmi les sources et les relais qui va transmettre en utilisant les N2 utilisations du canal. L'adaptation lente de lien mise en œuvre par la destination tend à maximiser la métrique d'utilité moyenne modifiée par l'introduction du rapport αi = N2/N1,i. Cette métrique est ainsi une fonction à variables multiples qui dépend de la valeur actuelle prise par les variables de débit R1 ... , RM et par les variables du rapport α1 , ... , αM entre le nombre N2 d'utilisations du canal pendant la seconde phase et le nombre N1,i d'utilisations du canal pendant la première phase :
Figure imgf000006_0001
Selon un mode de réalisation, les utilisations du canal consistant en des ressources temporelles et/ou fréquentielles, une variation du nombre d'utilisations du canal consiste en une variation du nombre de ressources allouées à chaque source qui tient compte des qualités moyennes des canaux.
Selon un mode de réalisation, la métrique d'utilité moyenne prend en compte M rapports αi qui sont considérés être de valeurs discrètes et appartenant à un jeu fini de valeurs possibles.
Selon un mode de réalisation, les valeurs d'un rapport d'utilisations du canal entre les deux phases déterminé pour chaque source appartiennent à un jeu fini de valeurs discrètes, de préférence {1, 0.5, 2). Le procédé effectue une maximisation de la métrique d'utilité moyenne avec une initialisation du rapport pour chaque source à la valeur discrète la plus proche d'une moyenne des valeurs du rapport dénotée αGA et en mettant en œuvre une approche « Genie Aided ». L'approche « Genie Aided » qui consiste à déterminer indépendamment chaque débit d'une source, en supposant que tous les messages des autres sources sont connus de la destination et en supposant un rapport pour
Figure imgf000006_0002
chaque source, conduit à des valeurs de débit initial pour chaque source qui ne sont pas suffisamment précises.
Selon un mode de réalisation, un calcul itératif des débits initiaux par la destination permet de corriger ces valeurs initiales de débit en prenant en compte la stratégie de sélection qui intervient pendant la deuxième phase ce que ne peut pas par nature l'approche « Genie Aided » seule qui suppose que le nœud actif pour chaque intervalle de temps de la deuxième phase est choisi aléatoirement parmi les nœuds. Ce mode est avantageux en ce qu'il permet d'utiliser une approche « Genie Aided » pour l'initialisation de l'algorithme itératif. Selon un mode de réalisation, la transmission coopérative d'un nœud lors de la seconde phase se traduit en l'émission d'une redondance basée sur un codage incrémental aux sources.
Selon un mode de réalisation, la stratégie de sélection des nœuds intervenant pendant la deuxième phase suit une séquence connue à l'avance par tous les nœuds.
Selon un mode de réalisation, le calcul itératif des débits initiaux prend en compte une stratégie de sélection des nœuds (stratégie avec sélection aléatoire, stratégie avec sélection cyclique, etc). Selon un mode de réalisation, la stratégie de sélection des nœuds intervenant pendant la deuxième phase prend en compte une information provenant des nœuds indiquant leur jeu de sources correctement décodées.
Selon un mode de réalisation, la stratégie de sélection des nœuds intervenant pendant la deuxième phase correspond à chaque intervalle de temps à la sélection du nœud qui a décodé correctement au moins une source que la destination n'a pas décodée correctement à l'issue de l'intervalle de temps précédent et qui bénéficie de la meilleure qualité instantanée parmi les qualités instantanées de tous les liens entre les nœuds et la destination.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé de transmission des messages résulte d'une application logicielle découpée en plusieurs applications logicielles spécifiques mémorisées dans les sources, dans la destination et éventuellement dans les relais. La destination peut être par exemple le récepteur d'une station de base. L'exécution de ces applications logicielles spécifiques est apte à la mise en œuvre du procédé de transmission.
L'invention a en outre pour objet un système comprenant M sources, éventuellement L relais, et une destination, M > 1, L ≥ 0, pour une mise en œuvre d'un procédé de transmission selon un objet précédent.
L'invention a en outre pour objet chacune des applications logicielles spécifiques sur un ou plusieurs supports d'information, lesdites applications comportant des instructions de programme adaptées à la mise en œuvre du procédé de transmission lorsque ces applications sont exécutées par des processeurs.
L'invention a en outre pour objet des mémoires configurées comportant des codes d'instructions correspondant respectivement à chacune des applications spécifiques.
La mémoire peut être incorporée dans n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. La mémoire peut-être de type ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore de type magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur.
D'autre part, chaque application spécifique selon l'invention peut être téléchargée depuis un serveur accessible sur un réseau de type Internet. Les caractéristiques optionnelles présentées ci-dessus dans le cadre du procédé de transmission peuvent éventuellement s'appliquer à l'application logicielle et à la mémoire ci-dessus évoquées.
Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
[Fig 1] la figure 1 est un schéma d'un exemple de système dit Coopérative OMAMRC (Orthogonal Multiple Access Multiple Relays Channel) selon l'invention,
[Fig 2] la figure 2 est un schéma d'un cycle de transmission d'une trame qui peut être précédé d'une étape d'initialisation selon l'invention,
[Fig 3] la figure 3 est un schéma du système OMAMRC de la figure 1 pour lequel toutes les sources sauf la source s-, sont considérées comme correctement décodées.
Description de modes de réalisation particuliers
Une utilisation du canal (channel use) est la plus petite granularité en ressource temps-fréquence définit par le système qui permet la transmission d'un symbole modulé. Le nombre d'utilisations du canal est lié à la bande de fréquence disponible et à la durée de transmission.
Dans le cas « slow fading » privilégié dans la description, les gains d'évanouissement sont constants pendant les M + Tmax intervalles de temps où M + Tmax est le nombre maximal d'intervalles de temps pour accomplir un cycle de transmission.
Un mode de réalisation de l'invention est décrit dans le contexte d'un système OMAMRC illustré par la figure 1 et à l'appui du schéma de la figure 2 qui illustre un cycle de transmission d'une trame.
Ce système comprend M sources qui appartiennent au jeu de sources où, par
Figure imgf000008_0001
convention pour simplifier les notations, si = i∀i∈ (1, ... , M), L relais qui appartiennent au jeu de relais
Figure imgf000008_0002
et une destination d.
Chaque source du jeu
Figure imgf000008_0003
communique avec l'unique destination avec l'aide des autres sources (user coopération) et des relais qui coopèrent.
A titre de simplification de la description, les suppositions suivantes sont faites par la suite sur le système OMAMRC :
- les sources, les relais sont équipés d'une seule antenne d'émission ;
- les sources, les relais, et la destination sont équipés d'une seule antenne de réception ;
- les sources, les relais, et la destination sont parfaitement synchronisés ;
- les sources sont statistiquement indépendantes (il n'y a pas de corrélation entre elles) ;
- tous les nœuds émettent avec une même puissance ;
- il est fait usage d'un code CRC supposé inclus dans les Ks bits d'information de chaque source s pour déterminer si un message est correctement décodé ou pas ;
- les liens entre les différents nœuds souffrent de bruit additif et d'évanouissement. Les gains d'évanouissement sont fixes pendant la transmission d'une trame effectuée pendant une durée maximale M + Tmax intervalles de temps, mais peuvent changer indépendamment d'une trame à une autre. Tmax ≥ 2 est un paramètre du système ;
- la qualité instantanée du canal/lien direct en réception (CSIR Channel State Information at Receiver) est disponible à la destination, aux sources et aux relais ;
- les retours sont sans erreur (pas d'erreur sur les signaux de contrôle).
Les nœuds comprennent les relais et les sources qui peuvent se comporter comme un relais quand elles n'émettent pas leur propre message.
Les nœuds, M sources et L relais, accèdent au canal de transmission selon un schéma d'accès multiple orthogonal en temps qui leur permet d'écouter sans interférence les transmissions des autres nœuds. Les nœuds fonctionnent selon un mode half-duplex.
Les notations suivantes sont utilisées : ·
Figure imgf000009_0002
est le symbole modulé codé pour l'utilisation du canal k émis par le nœud
Figure imgf000009_0003
• est le signal reçu au nœud correspondant à un signal émis par le nœud
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0004
• γ α, b est le rapport signal à bruit moyen (SNR) qui prend en compte les effets d'atténuation du canal (path-loss) et de masquage (shadowing), · h α, b est le gain d'atténuation du canal (fading) qui suit une distribution Gaussienne complexe circulaire symétrique à moyenne nulle et de variance γ α, b , les gains sont indépendants entre eux,
• n a,b,k sont des échantillons d'un bruit blanc Gaussien (AWGN) distribués de manière identique et indépendante qui suivent une distribution Gaussienne complexe de symétrie circulaire à moyenne nulle et de variance unitaire. Rs est une variable représentant le débit initial de la source s qui peut prendre ses valeurs dans l'ensemble fini De même, αs est une variable représentant le rapport N2/N1,s qui
Figure imgf000009_0005
peut prendre ses valeurs dans un ensemble fini
Figure imgf000009_0006
Le signal reçu au nœud correspondant au signal émis par le nœud
Figure imgf000009_0008
Figure imgf000009_0007
peut s'écrire :
Figure imgf000009_0009
(1)
Pendant la première phase de M intervalles de temps, chaque source
Figure imgf000009_0010
émet ses mots de code pendant N1,s utilisations du canal, k ∈ {1, ... , N1,s }, le nombre N1,s d'utilisations du canal dépendant de la source s. Pendant la seconde phase de Tused, Tused ≤ Tmax, intervalles de temps, chaque nœud sélectionné émet une information représentative des messages des sources décodées sans erreur par ce nœud pendant N2 utilisations du canal, k ∈ {1, ... , /V2), le nombre N2 d'utilisations du canal étant par simplification pour le procédé identique entre les sources
Figure imgf000010_0002
En exploitant des signaux de référence (symboles pilotes, signaux SRS du 3GPP LTE, etc), la destination peut déterminer les gains (CSI Channel State Information) des liens directs :
Figure imgf000010_0003
c'est-à-dire des liens source vers destination et relais vers
Figure imgf000010_0001
destination et peut donc en déduire les SNR moyens de ces liens.
Par contre, les gains des liens entre sources, des liens entre relais et des liens entre sources et relais ne sont pas connus de la destination. Seuls les sources et les relais peuvent estimer une métrique de ces liens en exploitant des signaux de référence de manière similaire à celle utilisée pour les liens directs. Compte tenu que les statistiques des canaux sont supposés constantes entre deux phases d'initialisation, la transmission à la destination des métriques par les sources et les relais peut n'intervenir qu'à la même cadence que la phase d'initialisation. La statistique du canal de chaque lien est supposée suivre une distribution Gaussienne complexe circulaire centrée et les statistiques sont indépendantes entre les liens. II est par suite suffisant de ne considérer que le SNR moyen comme mesure de la statistique d'un lien.
Les sources et les relais remontent donc à la destination des métriques représentatives des SNR moyens des liens qu'ils peuvent observer. La destination connaît ainsi le SNR moyen de chacun des liens.
Pendant une phase initiale d'adaptation de lien qui précède la transmission de plusieurs trames, la destination transmet pour chaque source s une valeur représentative (index, MCS, débit, etc) d'un débit initial
Figure imgf000010_0004
et une valeur
Figure imgf000010_0005
Chacun des débits initiaux détermine de manière non ambiguë un schéma de modulation et de codage (MCS, Modulation and Coding Scheme) initial ou inversement chaque MCS initial détermine un débit initial.
La remontée des débits initiaux et des rapports est effectuée via des canaux de contrôle à
Figure imgf000010_0006
Figure imgf000010_0007
débit très limité.
Ces débits initiaux sont déterminés par la destination de façon à maximiser une métrique d'utilité moyenne e.g. une efficacité spectrale moyenne, conditionnée à la stratégie de sélection des nœuds intervenant pendant la deuxième phase et sous contrainte d'un BLER individuel moyen pour chaque source, cette métrique étant modifiée par l'introduction du rapport son
Figure imgf000010_0008
expression est donnée par l'équation (21).
Cette métrique (21) est ainsi une fonction à variables multiples qui dépend de la valeur actuelle prise par les variables de débit R1, ... , RM et par les variables du rapport α1 , ... , αM entre le nombre N 2· d'utilisations du canal pendant la seconde phase et le nombre N1,i d'utilisations du canal pendant la première phase :
Figure imgf000011_0001
Selon un mode de réalisation, la métrique d'utilité moyenne prend en compte M rapports αi qui sont considérés être de valeurs discrètes et appartenant à un jeu fini de valeurs possibles.
Chaque source transmet à la destination ses données mises en trame avec l'aide des autres sources et des relais.
Une trame occupe des intervalles de temps (time slots) lors de la transmission des M messages des respectivement M sources. La transmission d'une trame (qui définit un cycle de transmission) se déroule pendant M + Tused intervalles de temps : M intervalles pour la 1ère phase de capacités respectives N1,i utilisations du canal pour chaque source i, Tused intervalles pour la 2e phase. Pendant la première phase, chaque source
Figure imgf000011_0002
transmet après codage un message us comportant Ks bits d'information étant le corps de Galois à deux éléments. Le message us
Figure imgf000011_0003
comprend un code de type CRC qui permet de vérifier l'intégrité du message us. Le message us est codé selon le MCS initial. Compte tenu que les MCS initiaux peuvent être différents entre les sources, les longueurs des messages codés peuvent être différentes entre les sources. Le codage utilise un code à redondance incrémentale. Le mot de code obtenu est segmenté en blocs de redondance. Le code à redondance incrémentale peut être de type systématique, les bits d'information sont alors inclus dans le premier bloc. Que le code à redondance incrémentale soit ou pas de type systématique, il est tel que le premier bloc peut être décodé de manière indépendante des autres blocs. Le code à redondance incrémentale peut être réalisé par exemple au moyen d'une famille finie de codes linéaires poinçonnés à rendements compatibles ou de codes sans rendement modifiés pour fonctionner avec des longueurs finies : code raptor (RC), turbo code poinçonné de rendement compatible (RCPTC rate compatible punctured turbo code), code convolutionnel poinçonné de rendement compatible (RCPCC rate compatible punctured convolutional code), LDPC de rendement compatible (RCLDPC rate compatible low density parity check code).
Ainsi, lors de la première phase, les M sources transmettent successivement leur message pendant les M intervalles avec respectivement des schémas de modulation et de codage déterminés à partir des valeurs des débits initiaux.
Chaque message transmis correspondant à une source s∈ S, un message correctement décodé est assimilé à la source correspondante par abus de notation.
Lorsqu'une source émet, les autres sources et les relais écoutent et tentent de décoder les messages reçus à la fin de chaque intervalle de temps. Le succès du décodage est décidé en utilisant le CRC. Lors de la seconde phase, le nœud sélectionné, source ou relais, agit comme un relais en coopérant avec les sources pour aider la destination à décoder correctement les messages de toutes les sources. Le nœud sélectionné transmet i.e. il coopère en transmettant les mots ou une partie des mots qu'il a correctement décodés. La seconde phase comprend au maximum Tmax intervalles de temps (slots temporels) appelés rounds. Chaque round t ∈ {1, ... , Tmax] a une capacité de N2 utilisations du canal.
Pendant cette phase, la destination suit une certaine stratégie pour décider du nœud qui émet à chaque intervalle de temps (round). La destination informe les nœuds en utilisant un canal de contrôle à débit limité (limited feedback) pour transmettre un message de retour. Ce message de retour est basé sur son résultat de décodage des messages reçus. La destination contrôle ainsi la transmission des nœuds en utilisant ces messages de retour ce qui permet d'améliorer l'efficacité spectrale et la fiabilité en augmentant la probabilité de décodage de toutes les sources par la destination.
Si le décodage de toutes les sources est correct le retour est un message de type AC K. Dans ce cas un cycle de transmission d'une nouvelle trame débute avec l'effacement des mémoires des relais et de la destination et avec la transmission par les sources de nouveaux messages.
Si le décodage d'au moins une source est erroné le message de retour est typiquement un NACK. Chaque nœud a ∈
Figure imgf000012_0005
transmet son jeu de sources correctement décodées à l'issue de l'intervalle de temps (round) précédent noté
Figure imgf000012_0002
Par convention, on note ]c jeu des
Figure imgf000012_0001
messages (ou sources) correctement décodés par le nœud à la fin de l'intervalle
Figure imgf000012_0003
t de temps (round t), t ∈ {0, ... , Tmax}. La fin de l'intervalle de temps (round) t = 0 correspond à la fin de la première phase. Le nombre d'intervalle de temps (time-slots) utilisés pendant la seconde phase Tused = {1, ... , Tmax) dépend du succès de décodage à la destination.
Le nœud sélectionné transmet des parités déterminées à partir des messages de son jeu de sources correctement décodées en utilisant un codage réseau et un codage canal conjoints (Joint Network Channel Coding). Cette transmission intervient pendant un intervalle de temps de N2 utilisations du canal. Les autres nœuds et la destination peuvent améliorer leur propre décodage en exploitant la transmission du nœud sélectionné et mettre à jour en conséquence leur jeu de sources correctement décodées.
Le débit initial de transmission d'une source s est Rs = Ks/N1,s en bits par dimension complexe (b.c.u). Le débit sur le long terme Rs d'une source est défini comme le nombre de bits transmis par rapport au nombre total d'utilisations du canal pour un nombre de trames transmises qui tend vers l'infini :
Figure imgf000012_0004
avec
Figure imgf000013_0001
le nombre moyen d'intervalles de temps (rounds) de retransmission utilisés pendant la seconde phase et avec αi = N2/N1,i.
L'efficacité spectrale
Figure imgf000013_0019
peut être définie comme la somme d'efficacités spectrales individuelles :
Figure imgf000013_0018
avec l'événement que la source s ne soit pas décodée correctement par la destination à
Figure imgf000013_0002
l'issue de l'intervalle de temps (round) Tmax, appelé dans la suite événement de coupure individuel (individual outage event) de la source s à l'issue de l'intervalle de temps (round) Tmax. En général, l'événement de coupure individuel de la source à
Figure imgf000013_0020
l'issue de l'intervalle de temps (round) dépend du nœud sélectionné et du jeu
Figure imgf000013_0003
Figure imgf000013_0005
associé de sources décodées et ceci de manière conditionnelle à la connaissance des gains
Figure imgf000013_0004
des canaux directs
Figure imgf000013_0015
et de
Figure imgf000013_0006
est le jeu comprenant tous les nœuds qui ont été
Figure imgf000013_0016
sélectionnés aux intervalles de temps (rounds) l ∈ {1, ... t — 1) précédents l'intervalle de temps (round) t ainsi que leur jeu de décodage associé et que le jeu de décodage de la destination
Figure imgf000013_0017
Figure imgf000013_0007
L'événement de coupure commune (common outage event) à l'issue de l'intervalle de temps (round) t, est défini comme étant l'événement qu'au moins une source
Figure imgf000013_0008
ne soit pas décodée correctement par la destination à l'issue de l'intervalle de temps (round) t. La probabilité de l'événement de coupure individuel de la source s à l'issue de l'intervalle de temps (round) t pour un nœud candidat at peut être exprimée sous la forme : avec
Figure imgf000013_0021
l'opérateur d'espérance et telle que prend la valeur 1
Figure imgf000013_0009
Figure imgf000013_0014
si l'événement V est vrai et la valeur 0 sinon.
La probabilité de l'événement de coupure commune peut être définie de la même manière. Dans la suite la dépendance à la connaissance de est omise par souci de simplification
Figure imgf000013_0010
des notations.
L'événement de coupure commune d'un jeu de sources intervient quand le vecteur de leur débit est en dehors de la région de capacité MAC correspondante.
Pour certains sous-jeux de sources le jeu de sources non
Figure imgf000013_0011
décodées correctement par la destination à l'issue de l'intervalle de temps (round) t — 1, l'événement de coupure commune peut s'exprimer sous la forme :
Figure imgf000013_0012
telle que les sources qui appartiennent à
Figure imgf000013_0013
sont considérées comme des interférences. traduit le non-respect de l'inégalité MAC associée au débit somme des sources
Figure imgf000014_0001
contenues dans
Figure imgf000014_0003
:
Figure imgf000014_0002
Iα, b l'information mutuelle entre les nœuds a et b et un nœud déjà sélectionné.
Figure imgf000014_0004
Le facteur 1 /as permet de normaliser avant addition les deux termes associés respectivement aux deux phases pour lesquelles les intervalles de temps ont des durées d'utilisations du canal (channel use) respectives N1,s et N2.
L'événement de coupure individuelle de la source s à l'issue de l'intervalle de temps (round) t peut s'écrire :
Figure imgf000014_0005
ont la même expression que pour (5).
Figure imgf000014_0006
La destination met en œuvre selon l'invention une adaptation de lien de type lent. Cette adaptation consiste à maximiser la métrique d'utilité moyenne (21), comprenant le rapport αi = N2/N1,i, après un nombre Tused ≤ Tmax de retransmissions (transmissions coopératives) intervenant pendant la seconde phase sous contrainte d'un BLER individuel moyen pour chaque source. La métrique d'utilité est une efficacité spectrale moyenne conditionnée à la stratégie de sélection des nœuds intervenant pendant cette seconde phase.
Selon une première classe de stratégies, la sélection des nœuds pris parmi les sources et les relais dépend des jeux des sources correctement décodées par les nœuds. Un exemple considéré dit stratégie préférée est basé sur une sélection de type IR-HARQ qui vise à maximiser l'efficacité spectrale. Selon cette stratégie préférée, à l'intervalle de temps (round) t de la deuxième phase la destination choisit le nœud avec la meilleure qualité instantanée du lien entre elle-même et ce nœud (par exemple la plus grande information mutuelle entre elle-même et ce nœud) pris parmi tous les nœuds qui ont pu décoder correctement au moins une source du jeu , ces nœuds
Figure imgf000014_0007
étant dits éligibles. Cette stratégie permet d'atteindre un bon compromis entre la complexité de calcul et les performances mais au détriment d'un nombre important de signaux de contrôle.
Selon une deuxième classe de stratégies, la sélection des nœuds pris parmi les sources et les relais ne dépend pas des jeux des sources correctement décodées par les nœuds. Selon cette classe la sélection est déterminée et connue de tous les nœuds. Un exemple considéré est tel que la séquence de sélection est cyclique et tel que le nœud sélectionné n'est sélectionné que parmi les relais. Selon cet exemple, chaque relais bénéficie d'au moins un intervalle de temps (round) dédié pendant la seconde phase pour transmettre. Pour ne pas privilégier un relais par rapport à un autre, la séquence change à chaque trame. Selon cet exemple, seul un bit de retour depuis la destination suffit pour remonter un message ACK/NACK commun.
Lors de la première phase, chaque source s émet avec le débit initial Rs.
Soit la probabilité moyenne d'avoir le message de la source s non décodé
Figure imgf000015_0001
correctement après Tused intervalles de temps (rounds) de la seconde phase. Dans une transmission point à point, le débit (throughput) individuel de la source est donné par :
Figure imgf000015_0002
Et pour optimiser ce débit, la méthode habituelle consiste à trouver la paire optimale
Figure imgf000015_0003
Une telle méthode habituelle n'est pas utilisable pour un système à M sources, éventuellement L relais, et une destination avec un schéma d'accès multiple orthogonal du canal de transmission puisque le est dépendant de tous les débits (R1 ... , RM) et de tous les rapports
Figure imgf000015_0004
α1, ... , αM. Ceci vient du fait que le jeu de décodage du nœud sélectionné à l'intervalle de temps (round) courant dépend de tous les débits et de tous les rapports et que ceux-ci influencent la probabilité de décodage incorrect du message de la source s. Afin de ne pas surcharger les notations nous distinguons
Figure imgf000015_0006
le débit de la source s après optimisation, de
Figure imgf000015_0005
qui est une valeur possible de Rs dans l'ensemble du jeu des débits possibles · nMCS est nomb lere de MCS différents. De même nous distinguons
Figure imgf000015_0007
Figure imgf000015_0013
le rapport de la source s après optimisation, de
Figure imgf000015_0008
qui est une valeur possible de αs dans l'ensemble du jeu des rapports possibles
Figure imgf000015_0009
Le procédé selon l'invention est une solution au problème d'optimisation suivant :
Figure imgf000015_0010
sous contrainte que
Figure imgf000015_0011
Dans la relation (7), Tused est une variable aléatoire qui représente le nombre d'intervalles de temps (rounds) utilisés pendant la seconde phase Tused ≤ Tmax. La distribution de Tused dépend de (R1 ...,RM), de (a , ... , aM) et de ce qui rend l'optimisation (7)
Figure imgf000015_0012
multidimensionnelle de cardinalité soit 91125 (2M)-tuple ... , RM, α1, ... , αM)
Figure imgf000016_0001
possibles pour 3 sources, une famille de quinze MCS et 3 valeurs de a possibles. Une recherche exhaustive devient très vite impossible lorsque le nombre de sources augmente.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention suit une approche dite « Genie Aided (GA)» qui consiste à faire l'hypothèse lors de l'étape d'initialisation que toutes les sources s sauf la source si dont on veut initialiser le débit sont considérées comme correctement décodées,
Figure imgf000016_0002
Toutes les sources
{s1,s2, ... ,si_1,si+1, autres que agissent comme des relais notés {rL+1, ... ,rL+M-1}.
Pour la source s t considérée, le réseau est un réseau à relais multiples noté (1 ,L + M — 1,1) et non plus un réseau à relais multiples et utilisateurs multiples. Le système correspondant est illustré par le schéma de la figure 3 lorsque = s·,.
La recherche de la paire optimale
Figure imgf000016_0003
pour la source s sous l'hypothèse « Genie Aided (GA) » se confronte à une difficulté supplémentaire par rapport à l'état de l'art où N1,i = N1 ∀ i. En effet, l'équation (2) montre que le choix du débit de la source s dépend même sous l'hypothèse GA des rapports
Figure imgf000016_0004
Ainsi, en faisant une autre hypothèse dite GAI, une même valeur aGA du rapport αi est fixée pour toutes les sources de la manière suivante :
Figure imgf000016_0005
Finalement, la recherche de la paire optimale
Figure imgf000016_0006
pour la source s sous les hypothèses GA et GAI peut s'écrire sous la forme d'une optimisation monodimensionnelle conditionnée à
Figure imgf000016_0007
:
Figure imgf000016_0008
où est le débit de la source s après optimisation, Rs est la variable de débit et où P (H) est la probabilité conjointe des réalisations des canaux de tous les liens du réseau. Il est clair que le débit Rs dépend des nœuds sélectionnés â; et donc de la stratégie de sélection appliquée par la destination.
Une troisième hypothèse GA2, consistant à considérer une stratégie de sélection aléatoire équiprobable du nœud actif au temps l = 1, —, Tmax peut être adoptée, où Tmax est le nombre maximale de retransmission. L'approximation selon (8) avec les hypothèses GA, GAI, GA2 peut être calculée en mettant en œuvre un processus Monte Carlo. Un mode de mise en œuvre est détaillé par l'algorithme 1 (en Annexe) pour la source s, son principe est le suivant. D'abord, les rapports
Figure imgf000017_0011
sont tous fixés à Puis, chaque valeur de débit du jeu des débits possibles
Figure imgf000017_0001
est considérée l'une après l'autre selon une première boucle sur i. nMCS est le nombre de schémas de modulation et de codage. Une deuxième boucle sur cnt permet de moyenner le BLER individuel ou sur Nb_MC tirages de canaux selon les
Figure imgf000017_0002
statistiques données par les SNR moyens de tous les liens. Ainsi, à l'intérieure de la boucle cnt tous les canaux sont connus résultant d'un tirage aléatoire.
Le calcul de l'équation (8) est alors effectué selon un processus Monte-Carlo où l'intégrale est remplacée par une somme :
Figure imgf000017_0006
la variable out de l'algorithme 1 correspondant à:
Figure imgf000017_0007
La conjonction des hypothèses GA, GAI et GA2 permet d'obtenir une première approximation selon (8) des débits initiaux et des rapport αi des sources qui peut
Figure imgf000017_0008
constituer le point de départ initial (itération 0) d'un algorithme d'optimisation itératif connu sous le nom de meilleures dynamiques de réponse ou « Best Response Dynamics » dont une mise en œuvre correspond à l'algorithme 2 (en Annexe).
L'algorithme 2 est basé sur un calcul par simulations Monte Carlo de l'efficacité spectrale
Figure imgf000017_0009
utilisant les évènements de coupure donnés par l'équation (6).
Figure imgf000017_0004
pour tout
Figure imgf000017_0005
doivent être évalués dans la boucle Monte Carlo en fonction de la stratégie de sélection de nœud actif par la destination et de la statistique P (H) de façon similaire à l'algorithme 1.
Le calcul de l'efficacité spectrale
Figure imgf000017_0010
peut suivre le déroulement donné par l'algorithme 3.
Le procédé calcule le BLERi de la source i et l'espérance du nombre de retransmissions
Figure imgf000017_0003
Selon ce mode, le procédé considère que la probabilité de coupure individuelle est une bonne approximation du BLER individuel BLERi de la source i. La probabilité de coupure individuelle est la moyenne de l'événement de coupure individuel donné par l'équation (6) sur les statistiques des liens P H) du système MAMRC. Pour un taux donné de profils de canaux du système MAMRC et un jeu de ratios {R1 , ... , RM, αi, ... , αM` conditionné à une stratégie de sélection donnée par la destination, le procédé s'appuie sur l'évaluation des événements de coupure des équations (5) et (6) pour déterminer le jeu de décodage au niveau du nœud destination et des nœuds relais. Toutes les sources qui ne se trouvent pas dans le jeu de décodage de la destination après Tmax retransmissions sont déclarées en coupure, c'est-à-dire que leur compteur d'erreurs est augmenté de 1.
L'agorithme 3 comporte une partie principale et deux sous routines.
La première sous routine est la fonction check_outage(t, Ilist, activated_nodes_list,
Figure imgf000018_0001
qui prend en compte l'intervalle de temps courant t de retransmission et le sous-jeux pour lequel doit être calculé la coupure commune pour
Figure imgf000018_0002
. Cette fonction exprime l'événement de l'équation (4) ayant pour entrées la liste des information mutuelle entre les nœuds Ilist et les nœuds sélectionnés ainsi que leur jeu de sources décodées sans erreur
Figure imgf000018_0003
de l = 1 à t. Ainsi tous les sous-jeux du sous-jeu
Figure imgf000018_0004
devraient être cherchés pour obtenir un résultat d'un jeu de décodage pour le sous-jeu . Ces événements sont passés en revue dans la première boucle de cette fonction. Cette fonction contient également deux autres boucles, une pour calculer le débit somme du sous-jeu
Figure imgf000018_0005
courant ainsi que les informations mutuelles incluses, et une autre boucle pour calculer les informations mutuelles supplémentaires incluses en fonction des nœuds activés dans la phase de retransmission.
La seconde sous routine est la fonction get_decoding_set(t, Ilist, activated_nodes_list) qui détermine le jeu de décodage à un certain intervalle de temps t en prenant en compte les précédents paramètres Ilist et jeu activated_nodes_list déterminés. Le principe de cette fonction est de trouver le sous jeux
Figure imgf000018_0006
de cardinalité Cardmax maximum qui conduise à un événement de coupure commune égal à zéro. En effet,
Quel que soit la source ajoutée à B, l'événement de coupure commune associé est égal à 1 par définition,
Il n'est pas possible d'avoir de multiples sous-jeux avec les mêmes cardinalités Cardmax associés à un événement de coupure commune égal à zéro. Si c'était possible, un sous-jeu de plus grande cardinalité associé à un événement de coupure commune égal à zéro serait obtenu en effectuant l'union de ces sous-jeux.
La partie principale comprend quatre boucles. De même que pour l'algorithme 1, il y a la boucle Monte-Carlo telle que chacune de ses itérations conduit à un événement de coupure individuel ainsi qu'à une durée espérée de retransmission pour la seconde phase. Les fonctions définies précédemment sont utilisées pour vérifier l'événement de coupure.
S'il n'y a aucune coupure alors le procédé passe à une nouvelle itération et les compteurs des événements de coupure individuels ainsi que le compteur de durée espérée de retransmission ne changent pas.
S'il y a une coupure alors le procédé démarre une 2e boucle, en prenant en compte la phase de retransmission et une certaine stratégie d'allocation selon laquelle un certain nœud est sélectionné pour retransmettre et est ajouté au jeu des nœuds activés. Une fois qu'un événement de coupure est atteint pendant l'intervalle de temps de la phase de retransmission, la durée espérée de retransmission est mise à jour. Finalement, si le nombre Tmax d'intervalles de temps de retransmission est atteint, le procédé vérifie s'il y a coupure ou pas et met à jour en conséquence le compteur d'événement de coupure individuel de chaque utilisateur. Après la fin de la boucle Monte-Carlo, les BLER individuels et la durée espérée d'intervalles de temps de retransmission sont calculés au moyen d'une moyenne. L'efficacité spectrale est alors calculée selon l'équation (3).
Annexe
Algorithme 1 - Approche Monte-Carlo pour déterminer les débits sous l'hypothèse « Genie Aided » de la source s:
1. calcul de
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
2. 1ere bonde sur 1 de 1 à nMCS
3.
Figure imgf000020_0003
4. Initialisation du compteur out des réalisations Monte-Carlo (de matrice de canaux H) qui conduisent à une coupure : out - 0, du compteur du nombre
Figure imgf000020_0004
d’intervalles de temps (rounds) cumulés utilisés pendant la deuxième phase :
Figure imgf000020_0005
selon l'hypothèse « Genie Aided ».
5. 2e boucle sur cnt delà >b_MC (exemple Nb_MC>1000)
6. déterminer Hcnt sur la base de P (H) la probabilité conjointe des réalisations des canaux de tous les liens hα,b . η calculer pour tous les liens
Figure imgf000020_0006
8.
Figure imgf000020_0007
alors
9.
Figure imgf000020_0008
10. continue ou retour point 5, (pas de changement des valeurs des compteurs ou v
Figure imgf000020_0009
11. fin du si
12. 3* boucle sur t de 1 à Tmax
13. sélection du nœud par la destination en appliquant une stratégie de
Figure imgf000020_0010
sélection (par exemple sélection aléatoire selon l'hypothèse GA2)
14. calculer
Figure imgf000020_0011
15. si alors
16.
Figure imgf000020_0012
(le nombre d'intervalles de temps (rounds) utilisés dans la réalisation courante de la simulation Monte-Carlo)
17. break au sortie de la 3e boucle pour aller point 23 (pas de changement de la valeur du compteur out)
18. fin du si
19. si t ~ T,mx alors
20. out =* out + 1
Figure imgf000021_0001
26. déterminer la probabilité de coupure moyenne de la source s pour le débit :
Figure imgf000021_0003
Figure imgf000021_0002
27. déterminer le nombre moyen d'intervalles de temps (rounds) utilisés pendant la deuxième phase :
Figure imgf000021_0004
28-
Figure imgf000021_0005
29. choisir le débit maximum Rs que la source s peur utiliser :
Figure imgf000021_0006
tel que
Figure imgf000021_0007
.
Algorithme 2 - « Best response dynamics algorithm » (BRD ) pour chaque BLER individuel sous contrainte de QoS
Figure imgf000021_0012
1. t ← 0 (compteur du nombre d 'itérations)
2. Initialiser les ensembles des rapports et débits:
Figure imgf000021_0008
3. Les débits et les rapports a sors initialises sous les hypothèses
Figure imgf000021_0011
Figure imgf000021_0009
6. t ← t + 1
7. pour i ← 1 à M faire (Pour chaque source choisir le meilleur
Figure imgf000021_0013
connaissant
Figure imgf000021_0010
9. Tel que
Figure imgf000022_0001
(qui satisfait la contrainte)
10. Fin de pour
11. Fin de Tant que
Algorithme 3 Simulations Monte-Carlo pour déterminer l'efficacité spectrale et les événements BLER utilisés dans l'algorithme BDR :
1.
Figure imgf000022_0002
initialisation de Etotal; : nombre de round cumulé de la 2nde phase sur NB_MC tirages de canal initialisatiou du tableau
Figure imgf000022_0009
cumule le nombre d'événement de
Figure imgf000022_0010
tirages de canal
Figure imgf000022_0011
Figure imgf000022_0013
Figure imgf000022_0014
tirage aléatoire de H
Figure imgf000022_0012
sur la base de P (H) la probabilité conjointe des réalisations des canaux de tous les liens hα,b
4. calculer
Figure imgf000022_0015
pour tous les liens pour le lieu entre
Figure imgf000022_0016
les nœuds a et b.)
Figure imgf000022_0017
leur jeu associé de sources décodées durant les retransmissions)
6. 2e boucle sur t de 1 a Tmax
7.
Figure imgf000022_0003
8. si out ≈ 0 alors
9.
10.
Figure imgf000022_0004
11. break ou sorbe de la bonde 2 pour aller au point 2: 12. Sinon
13.
14.
15.
Figure imgf000022_0005
16. sélection dn
Figure imgf000022_0018
par la destination en appliquant nue stratégie de sélection;
17. ajout de
Figure imgf000022_0006
et de je» associé de sources décodées à la liste
Figure imgf000022_0007
Figure imgf000022_0019
18. alors
Figure imgf000022_0008
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000024_0001

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de transmission, mis en œuvre par un système de télécommunication OMAMRC à M sources éventuellement L relais (r1 ...,rL), et une destination (d), M ≥ 2, L ≥ 0,
Figure imgf000025_0003
comprenant une phase initiale et, pour chaque trame à transmettre, une première phase de transmission successive des M sources pendant M intervalles de temps de N1,i utilisations du canal par source si i∈{1, ... ,M] et une deuxième phase réservée à une ou plusieurs transmissions coopératives de N2 utilisations du canal par intervalle de temps allouées à un ou plusieurs nœuds pris parmi les M sources et les L relais, une utilisation du canal consistant en une ressource temps -fréquence, avec adaptation de lien contrôlée par la destination du type allouant des débits initiaux sur la base d'une connaissance d'une distribution statistique des canaux du système, caractérisé en ce que le ou les plusieurs nœuds pris parmi les M sources et les L relais sont sélectionnés selon une stratégie de sélection et selon lequel les sources sont informées par la destination des valeurs d'un rapport d'utilisations du canal entre les deux phases déterminé pour chaque source, le nombre N1,i d'utilisations du canal alloué à chaque source pour transmettre pendant la première phase de transmission est variable entre les sources et déterminé par la destination lors de l'adaptation de lien en déterminant un maximimum d'une fonction d'utilité moyenne pour des valeurs des rapports d'utilisations du canal prises dans un jeu fini de valeurs discrètes et sous contrainte d'un BLER individuel moyen pour chaque source.
2. Procédé de transmission selon la revendication 1 selon lequel les valeurs d'un rapport d'utilisations du canal entre les deux phases déterminées pour chaque source appartiennent au jeu fini de valeurs discrètes {1, 0.5, 2}.
3. Procédé de transmission selon l'une des revendications 1 et 2 selon lequel la maximisation d'une fonction d'utilité moyenne sous contrainte d'un BLER individuel moyen pour chaque source est exprimée sous la forme :
Figure imgf000025_0001
sous contrainte que
Figure imgf000025_0002
avec
• Ri une variable représentant le débit initial alloué à la source i, i∈ {1, ... , M}
• Tused le nombre de transmissions coopératives utilisés pendant la seconde phase, • E( Tused ) une moyenne du nombre de transmissions coopératives utilisés pendant la seconde phase,
• αi = N2/N1,i une variable représentant le rapport entre le nombre d'utilisations du canal pendant la seconde phase et le nombre d'utilisations du canal pendant la première phase pour la source i, i∈ {1, ... , M), la probabilité de l'événement de
Figure imgf000026_0001
coupure individuel de la source s à l'issue de Tused d'être inférieure à une valeur de qualité de service QoSs donnée.
4. Procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 3, le procédé est tel que la maximisation de la métrique d'utilité moyenne comprend une initialisation du rapport pour chaque source à la valeur discrète la plus proche d'une moyenne des valeurs du rapport
Figure imgf000026_0003
et à déterminer indépendamment chaque débit d'une source en supposant que tous les messages des autres sources sont connus de la destination.
5. Procédé de transmission selon la revendication 4 en ce que les valeurs initiales sont modifiées au moyen d'un calcul itératif des débits initiaux par la destination qui prend en compte une stratégie de sélection des nœuds pendant la seconde phase.
6. Système comprenant M sources relais (r1, ... , rL) et une destination (d), M ≥ 2,
Figure imgf000026_0002
L ≥ 0, adapté pour une mise en œuvre d'un procédé de transmission selon l'une des revendications 1 à 5.
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