WO2021234248A1 - Procede de gestion d'un point d'acces sans fil, procede de transmission de donnees d'une station vers un point d'acces sans fil, point d'acces, station, et programme d'ordinateur correspondants - Google Patents

Procede de gestion d'un point d'acces sans fil, procede de transmission de donnees d'une station vers un point d'acces sans fil, point d'acces, station, et programme d'ordinateur correspondants Download PDF

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WO2021234248A1
WO2021234248A1 PCT/FR2021/050824 FR2021050824W WO2021234248A1 WO 2021234248 A1 WO2021234248 A1 WO 2021234248A1 FR 2021050824 W FR2021050824 W FR 2021050824W WO 2021234248 A1 WO2021234248 A1 WO 2021234248A1
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access point
station
power level
frame
power
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Getachew Redieteab
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    • H04W52/367—Power values between minimum and maximum limits, e.g. dynamic range

Definitions

  • TITLE Method of managing a wireless access point, method of transmitting data from a station to a wireless access point, access point, station, and corresponding computer program
  • the field of the invention is that of wireless communications.
  • the invention relates to wireless communication networks in infrastructure mode, implementing at least one access point and at least one station, and proposes a solution for managing in particular the transmission power of the point (s) of. 'access.
  • the invention relates in particular to wireless communication networks compatible with the IEEE 802.11 standard according to its various current or future versions, more commonly known as Wi-Fi networks for “Wireless Fidelity”.
  • the invention relates to Wi-Fi networks according to the IEEE 802.11ax or IEEE 802.11be standard.
  • a Wi-Fi network in infrastructure mode comprises at least one access point 11 (in English “Access Point”, AP) and at least one station located in the coverage area of the access point.
  • access point 11 in English “Access Point”, AP
  • station located in the coverage area of the access point.
  • the access point 11 and the stations located in its coverage area form a set of basic services (in English "Basic Service Set", BSS), associated to a communication cell.
  • BSS Basic Service Set
  • the access point 11 can be considered as the central point of the cell, because apart from a few exceptional uses, communications with the stations located in its coverage area all pass through this access point.
  • the access point's coverage area therefore defines the size of the cell, and therefore the range of the network.
  • the transmission power of the access point can be quite high.
  • the maximum equivalent isotropically radiated power (EIRP) in the low 5 GHz band of Wi-Fi i.e. 5150-5350 MHz
  • the transmission power of the access point can therefore approach this value.
  • the use of a high transmission power for downlink communications (ie from the access point to the stations) also makes it possible to improve the signal-to-noise ratio at the level of stations which are not at the limit of coverage. , which allows in particular the use of high order modulations for communications.
  • the downside is that the power consumption of the access point becomes significant over time.
  • the stations are generally located near the access point (for example in the same room or in a neighboring room).
  • the invention is based on a new method of managing a wireless access point, comprising: broadcasting, to the station (s) present in the coverage area of the access point, of a downlink frame, said frame downlink carrying an indicator requesting the transmission, by a station receiving said downlink frame, of a power level of the received access point, the reception of at least one uplink frame from at least one of said stations, in response to said downlink frame, an upstream frame transmitted by a station carrying information representative of the power level of the access point received by said station, the determination of at least one power level of the access point received by at least one of said stations, on the basis of said information or information representative of the power level carried by said uplink frame or frames.
  • Such a method, implemented by an access point makes it possible in particular to estimate the power of the access point, as received by a station, and to send this information back to the access point.
  • the access point broadcasts a particular frame to the stations present in its coverage area.
  • the reception of such a downlink frame by a station makes it possible in particular to trigger the estimation of the power of the downlink frame received, and therefore to estimate the power level of the access point.
  • Information representative of this power level can then be transmitted from the station to the access point, then processed by the access point.
  • the access point can receive, simultaneously or with a slight delay, several uplink frames from separate stations, and determine the power level associated with each of the separate stations from the information representative of the power level. carried by each rising frame.
  • the method comprises updating the transmission power of said access point taking into account said determination.
  • the access point can adjust its transmission power.
  • the access point can lower its transmission power without the stations of the network being affected in terms of performance, which makes it possible to reduce the electrical consumption of the access point. Adjusting the transmission power also reduces interference between neighboring networks.
  • the downlink frame is a dedicated frame triggering, on reception by a station, the feedback of information in an upstream frame.
  • the indicator is for example a specific type or format of frame.
  • the downlink frame is an uplink resource allocation frame.
  • Such a resource allocation frame also called a control frame, is conventionally broadcast by the access point to indicate to the various stations of the network the resources (for example the preamble) to be used to feed back information in an uplink frame. It can in particular carry planning information (in English “scheduling”) allowing simultaneous feedback of information from the various stations (resources allocated to stations, modulation and coding schemes to be used by each station, etc.).
  • such an uplink resource allocation frame is a “Trigger” frame, as defined in the IEEE 802.11ax standard.
  • said indicator is inserted in a “Trigger Type” field of the uplink resource allocation frame.
  • the access point transmits a variant of the “Trigger” frame.
  • the value of the indicator inserted in the “Trigger Type” field is between 8 and 15, the values 0 to 7 being already reserved to identify the basic “Trigger” frame and other variants.
  • the indicator is inserted in an “Association ID” field of the uplink resource allocation frame.
  • the access point transmits a specific identifier, for example a value or a set of values.
  • This second example makes it possible in particular to keep the structure of the “Trigger” frame as currently defined in the IEEE 802.11ax standard.
  • the downlink frame carries at least one item of information belonging to the group comprising: a maximum power, below which a station must return to the access point a level of received power, a family of at least a sequence to be used by a station to go up a power level, a number of cyclic shifts authorized for a sequence to be used by a station to go up a power level, a set of at least one position-value pair to be used by a station to raise a power level.
  • the access point can transmit in the downlink frame a family comprising at least one sequence, each sequence being associated with a distinct power level.
  • the different sequences of a family may have been obtained by applying a cyclic shift to a reference sequence of the family of sequences.
  • different cyclic offsets of the reference sequence are associated with different power levels.
  • the access point can transmit in the downlink frame a number of cyclic shifts authorized for a reference sequence, which can be known to the stations or transmitted in the family of sequences of the downlink frame.
  • the access point can transmit in the downlink frame a set of position-value pairs to be used by a station to raise a power level, each position-value pair being associated with a distinct power level.
  • the position of a position-value pair corresponds to (or makes it possible to identify) the index of a sub-carrier to be used by a station to raise a power level, and the value of a position pair.
  • -value corresponds to the value associated with the constellation point to be transmitted on the subcarrier thus identified.
  • several power values of the access point as estimated by the stations, can be associated with the same power level, and therefore coded by the same information representative of the power level.
  • each sequence or position-value pair encodes a larger range. of power values, which makes it possible to reduce the granularity of the feedback.
  • each sequence or position-value pair encodes a range of power values. whose maximum value is less than a determined threshold (maximum power).
  • the list could thus be restricted to the sequences or potion-value pairs encoding the lowest powers (that is to say, in general, the stations furthest from the access point and therefore the most impacted by a reduction of transmission power of the access point).
  • this information (for example of maximum power type, family of sequences, number of authorized cyclic shifts, set of position-value pairs, etc.) is not transmitted in the downlink frame, but known to the point access and stations.
  • this information is defined in a standard.
  • the downlink frame is broadcast periodically or following a triggering event belonging to the group comprising: the sending of at least one beacon by the access point, the association of at least one new station with said access point, the detection of a neighboring access point, the detection of the mobility of at least one station.
  • the determination implements, for at least one sequence of a family of at least one sequence known to said access point, a correlation between said sequence and said at least one uplink frame.
  • the information representative of the power level is a sequence chosen from a family of sequences known to the access point.
  • a correlation is therefore carried out between a sequence known to the access point and the uplink frame (s) received, so as to identify the sequence carried by each uplink frame.
  • a correlation is carried out between the information representative of the power level, carried by the uplink frame, and the various sequences of the known family of the access point.
  • the determination step implements a sliding correlation.
  • the detection of a correlation peak makes it possible to identify the sequence transmitted in the uplink frame, and to determine the associated power level.
  • uplink frames can be received simultaneously by the access point, or with an offset of the order of a few microseconds.
  • the determination implements, for at least one position-value pair of a set of at least one position-value pair known from said access point: obtaining a value associated with the position of said position-value pair in said at least one uplink frame, comparing said value obtained with a determined threshold.
  • the information representative of the power level is a position-value pair chosen from a set of position-value pairs known to the access point.
  • the access point On receipt of an uplink frame, the access point obtains a value of the uplink frame associated with a position of the position-value pair known from the access point (for example the value associated with the constellation point transmitted on the sub- carrier whose index corresponds to the position of the torque (position, value)), and, if this value is greater than a determined threshold, can obtain the power level associated with this position-value pair.
  • a threshold can be determined from the value of the position-value pair.
  • the invention relates to a corresponding access point.
  • Such an access point is in particular suitable for implementing the management method described above. It is for example a decoder box ("set-top box” in English) or a home gateway ("Home gateway” in English).
  • Such an access point could in particular include the various characteristics relating to the management method according to the invention, which can be combined or taken in isolation. Thus, the characteristics and advantages of this access point are the same as those of the management method, and they are not further detailed.
  • the invention further relates to a method of transmitting data from a station to a wireless access point, comprising: the reception by said station of a downlink frame, coming from said access point, the detection, in said downlink frame, an indicator requiring transmission of the power level of the access point received by said station, estimation of the power of said downlink frame received by said station, transmission to said access point of a uplink frame carrying information representative of a power level associated with the estimated power.
  • Such a method implemented by one or more stations in the coverage area of the access point, makes it possible in particular to return, from the station to the access point, information on the power of the downlink frame received by the network. station.
  • the reception of such a downlink frame at the level of a station makes it possible in particular to trigger the estimation of the power of the downlink frame received, and therefore to estimate the power level of the access point. . Information representative of this power level can then be transmitted from the station to the access point.
  • This information can in particular be used by the access point to adjust its transmission power.
  • such a station may or may not be associated with the access point.
  • the information representative of the power level is a sequence of a family of at least one sequence known to the access point, each sequence of said family being associated with a distinct power level.
  • a family is chosen comprising distinct sequences, exhibiting good inter-correlation and / or autocorrelation properties, or comprising a sequence of reference and shifted versions of this reference sequence.
  • the family of sequences includes the Zadoff-Chu sequences.
  • the complex symbols forming said sequence are mapped to the points of a constellation associated with the modulation used for the transmission of said uplink frame.
  • Transmission of the sequence in the frequency domain, rather than in the time domain, makes it possible to simplify the detection of the sequence in the uplink frame received by the access point, by performing a simple correlation. In addition, it is thus possible to use modules conventionally implemented in transmission and reception chains.
  • the information representative of the power level is a position-value pair of a set of at least one position-value pair known from said access point, each position-value torque of said assembly being associated with a distinct power level.
  • the value of said position-value pair is mapped to a point of a constellation associated with the modulation used for the transmission of said uplink frame, said constellation point being transmitted on a subcarrier identified from the position of said position-value couple.
  • a position-value pair can be represented by a vector encoding a power level.
  • a vector carries a component equal to the value of the position-value pair (for example ⁇ ') at the position identified by the position of the position pair, and zero components at the other positions.
  • ⁇ ' the value of the position-value pair
  • a set of sub-carriers can be reserved for the transmission of such a vector.
  • the different components of the vector can thus be mapped to different constellation points, each transmitted on a subcarrier among the reserved subcarriers.
  • the first component of the vector is transmitted on the first reserved subcarrier (ie the subcarrier exhibiting the smallest index)
  • the second component of the vector is transmitted on the second reserved subcarrier (ie the subcarrier with the second smallest index)
  • the reserved sub-carriers can be known, or identified in the uplink frame.
  • these sub-carriers are distributed in the OFDM symbol, so as to conserve the properties of the OFDM symbol and limit the peak factor (in English "Peak to average power ratio", or PAPR).
  • transmission in the frequency domain makes it possible to simplify the detection of the position-value pair in the upstream frame received by the access point.
  • the information representative of a power level is repeated over several consecutive OFDM symbols.
  • Such repetition of the sequence or of the position-value pair makes it possible to increase the probability of detection of the sequence or of the position-value pair in the uplink frame (s) received by the access point.
  • the uplink frame is transmitted on a resource shared by at least one other station transmitting the same information representative of said power level.
  • the uplink frame is transmitted over a resource shared by at least one other station associated with said access point.
  • a group is defined by power level, and each station determines which group it belongs to based on the estimated power.
  • a group is defined with the stations associated with the access point, and a group with the stations not associated with the access point.
  • the method of transmitting data from a station to an access point comprises the reception of an uplink frame from at least one other station, and the re-transmission of this uplink frame. to said access point.
  • one station can act as a relay to another station.
  • the invention in another embodiment, relates to a corresponding station.
  • Such a station is particularly suitable for implementing the transmission method described above. It is for example a sensor, a printer, a smartphone, a computer, etc., or more generally a client terminal. Such a station could in particular include the various characteristics relating to the transmission method according to the invention, which can be combined or taken in isolation. Thus, the characteristics and advantages of this station are the same as those of the transmission method, and they are not further detailed.
  • the invention relates to one or more computer programs comprising instructions for implementing a method for managing a point. access and / or a method of transmitting data from a station to an access point, according to at least one embodiment of the invention, when this or these programs is / are executed by a processor.
  • the invention relates to one or more information media, irremovable, or partially or totally removable, readable by a computer, and comprising instructions of one or more computer programs for the execution. steps of a method for managing an access point and / or of a method for transmitting data from a station to an access point, according to at least one embodiment of the invention.
  • the methods according to the invention can therefore be implemented in various ways, in particular in wired form and / or in software form.
  • FIG. 1 illustrates an example of a wireless network implementing an access point and several stations
  • FIG. 2 shows the main steps of a method for managing a wireless access point and of a method for transmitting data from a station to an access point, according to at least one embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates the mapping of a Zadoff-Chu type sequence on the constellation points associated with a QAM-64 modulation
  • FIG. 4 shows an example of frames exchanged between an access point and stations
  • FIG. 5 shows the simplified structure of an access point implementing a method for managing a wireless access point according to one embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows the simplified structure of a station implementing a method for transmitting data between a station and an access point according to one embodiment of the invention.
  • the general principle of the invention is based on the broadcasting of a downlink frame, from an access point to the stations present in the coverage area of the access point, triggering the feedback. information on the power of the downlink as received by each station.
  • the access point can establish a map of the powers received (for example in number of stations per power level), and adjust its transmission power.
  • Wi-Fi network as illustrated in FIG. 1, comprising an access point AP 11 and four stations STA1 121, STA2 122, ST A3 123 and ST A4 124.
  • the access point 11 broadcasts (21) a downlink frame carrying an indicator requiring the transmission, by a station receiving the downlink frame, of a power level of the received access point.
  • Such a downlink frame can be received by all the stations present in the coverage area of the access point, whether or not they are associated with the access point, for example the stations STA1 121, STA2 122, ST A3 123 and ST A4 124.
  • the steps implemented by the first station STA1 121 are presented below. Similar steps can be implemented by the other stations STA2 122, STA3 123 and STA4124.
  • the first station STA1 121 receives (22) the downlink frame broadcast by the access point and detects (23) an indicator requesting the transmission of the power level of the access point received by the station.
  • an indicator can be the format of the frame, the type of the frame, a particular identifier, etc.
  • the first station STA1 121 estimates (24), in a conventional manner, the power of the downlink frame as received by the station, and therefore the power of the access point.
  • the first station thus obtains, for example, a received signal strength indicator (RSSI).
  • RSSI received signal strength indicator
  • This estimated power can then be fed back to the access point 11.
  • the first station STA1 121 identifies a power level to which the estimated power belongs, and transmits (25) to the access point 11 an uplink frame carrying information representative of the power level associated with the estimated power.
  • a power level can be defined by power, or a power level for a range of powers. For example, we associate: a first power level with a power included in the interval] Smax; -30dBm], a second power level at a power in the range] -30dBm; -60dBm], and a third power level at a power in the range] -60dBm; Smin], with Smax and Smin the maximum and minimum sensitivity levels of the station receiver. For example, Smax is equal to OdBm and Smin is equal to -llOdBm.
  • the information representative of the power level associated with the estimated power therefore makes it possible to “code” the power level.
  • a correspondence table between the power level and the information representative of the power level can in particular be known beforehand by the access point and the stations (for example defined in a standard), or transmitted by the access point in the descending frame or in another frame.
  • the access point 11 therefore receives (26) an uplink frame from the first station STA1 121, and possibly other uplink frames from the other stations STA2 122, STA3 123 and ST A4 124, in response to the frame downlink previously broadcast by the access point.
  • the access point can then determine (27) its power level as received by the first station STA1 121, and possibly the other stations STA2 122, ST A3 123 and ST A4 124, from the information representative of the level. of power carried by each rising frame.
  • the access point 11 can use the power levels obtained to map the power levels, adjust its transmission power, etc.
  • the use of information representative of a power level, in the uplink frames makes it possible to “encode” the power level associated with each station (power level of the access point such as received by each station).
  • power level of the access point such as received by each station.
  • the access point can find the power levels associated with each station, despite the collision of the uplink frames.
  • associated stations as well as non-associated stations can participate in this information feedback.
  • the access point 11 broadcasts (21) a downlink frame carrying an indicator requesting the transmission, by a station receiving the downlink frame, of a power level of the received access point.
  • such a downlink frame is a frame dedicated to triggering an information feedback.
  • such a downlink frame is an uplink resource allocation frame, for example the “Trigger” frame according to the IEEE 802.11ax standard or its variants.
  • the indicator requesting the transmission of a received access point power level can be a frame type. If we consider the “Trigger” frame, such an indicator can be inserted in the “Trigger Type” field of the “Common Information” field of the “Trigger” frame, so as to define a particular variant. of the “Trigger” frame.
  • table 9-31b of the IEEE 802.11ax / D6.0 standard of November 2019 already defines several variants for the “Trigger” frame: classic “Trigger” frame if the “Trigger Type” field "Is equal to 0 (in English” Basic “, in French” de base "), variant of the” Trigger “frame of the” BFRP “type if the" Trigger Type "field is equal to 1 (in English” beamforming report poil ", In French” poll on the formation of beams "), variant of the" Trigger "frame of the” MU-BAR "type if the” Trigger Type "field is equal to 2 (in English” Multi-user block ack request ", in French "request for acknowledgment of receipt of multi-user blocks”), etc.
  • the indicator requiring the transmission of a power level of the received access point can be an identifier in the form of a value or of a set of values. , inserted in the "Association ID” (or AID) field of the "User Information” field of the "Trigger” frame.
  • the use of the “Trigger” frame allows in particular the implementation of a multiple access technique of the OFDMA type (in English “Orthogonal Frequency Division Multiple Access”) in uplink. , also UL OFDMA rated. In this way, the different stations receiving the downlink frame can simultaneously (or substantially simultaneously) feed back the received power information using such a multiple access technique. This ensures a restricted channel occupancy footprint for this power information feedback phase, which allows for example an implementation at a higher frequency.
  • the reception by at least one station of a downlink frame triggers the estimation (24) of the power of the downlink frame as received by the station, then the ascent (25) to the access point of an uplink frame carrying information representative of the power level associated with the estimated power.
  • Two types of information representative of a power level are presented below which can be used to encode the power level associated with a station, for example the first station STA1 121.
  • a similar coding can be carried out to encode the power levels associated with the other stations STA2 122, ST A3 123 and ST A4 124.
  • the information representative of a power level is a sequence.
  • a family of at least one sequence previously known to the access point and the stations, or transmitted from the access point to the stations (for example in the downlink frame or in another frame), and we associate a power level at each sequence of the family, for example in a correspondence table known to the access point and the stations, or transmitted from the access point to the stations (for example in the downlink or in another frame) .
  • Such a family of sequences can be composed of distinct sequences, each sequence being associated with a distinct power level.
  • a family of sequences can be composed of a sequence, called a reference sequence, and of the shifted versions of this reference sequence (ie of the reference sequence to which a cyclic shift is applied), each shifted version being associated. at a separate power level.
  • the reference sequence is known to the access point and the stations, or transmitted from the access point to the stations (for example in the downlink frame or in another frame).
  • a number of authorized cyclic shifts can be known to the access point and the stations, or transmitted from the access point to the stations (for example in the downlink frame or in another frame).
  • the different sequences of the family exhibit good autocorrelation and / or inter-correlation properties.
  • the sequences of a family are the Zadoff-Chu sequences with a sufficiently large cyclic shift to guarantee a very low inter-correlation.
  • the access point when it receives one or more uplink frames from one or more stations, it does not seek to decode each signal to extract the information (fragile solution to collisions), but to identify the presence of at least one sequence for each power level, by correlating the signal that it receives and the different sequences that it knows.
  • the detection of a correlation peak for a given sequence thus makes it possible to identify the power level of the access point received by a station.
  • the correlation properties of the family of sequences make it possible to discriminate the presence of each sequence and therefore of the corresponding power level. Any collisions between the uplink frames sent by the different stations are not a problem, because the inter-correlation and / or autocorrelation properties of the sequence family used make it possible to distinguish one sequence from another.
  • the sequence encoding the power level associated with the station can be transmitted in the time domain.
  • the sequence encoding the power level associated with the station can be transmitted in the frequency domain. In this way, it is possible to do the baseband correlation, and therefore take advantage of the access point's processor.
  • the sequence encoding the power level associated with a station can be transmitted on a selection of constellation points of the constellation diagram associated with the modulation used for the transmission of the uplink frame (e.g. 16-QAM, 64-QAM , etc).
  • the selected constellation points can then be transmitted on different subcarriers, for example one constellation point selected per subcarrier.
  • the maximum length of the sequence is equal to the number of sub-carriers of an OFDM symbol.
  • the maximum length of the sequence is equal to the number of useful subcarriers of an OFDM symbol.
  • This step of mapping the complex symbols of the sequence onto a selection of constellation points can in particular be implemented in a mapping / interleaving module of a transmission chain of a multicarrier signal, for example of the OFDM type.
  • the reverse operation can be implemented by a module for demapping / deinterleaving a chain for receiving a multicarrier signal, for example of the OFDM type.
  • the information representative of a power level is a position-value pair (“bitmap”).
  • bitmap position-value pair
  • the presence of a particular value at a given position in an uplink frame is associated with a power level.
  • the position-value pair is represented by a binary vector of size N having a single component equal to 1 and (N-1) components equal to 0, and a different vector is associated with each power level.
  • N binary vector of size
  • a first power level can be encoded by the vector (100), a second power level by the vector (010), a third power level by the vector (001).
  • a correspondence table between different vectors and different power levels can be known to the access point and the stations, or transmitted from the access point to the stations (for example in the downlink frame or in another frame).
  • the position-value pair encoding the power level associated with a station can be transmitted in the time domain.
  • the position of the position-value pair indicates a position in the upstream frame
  • the value of the position-value pair indicates the value carried by the field at this position in the upstream frame.
  • the position-value pair encoding the power level associated with a station can be transmitted in the frequency domain.
  • the torque encoding the power level associated with a station can then be transmitted on a selection of constellation points of the constellation diagram associated with the modulation used for the transmission of the uplink frame (for example 16-QAM, 64-QAM, etc. ).
  • a component equal to ⁇ 'can be mapped to a point of the constellation exhibiting a negative phase component of low amplitude
  • a component equal to ⁇ 'can be mapped to a point of the constellation having a positive phase component of high amplitude
  • Each constellation point can be transmitted on a separate subcarrier.
  • the position of the component equal to ⁇ 'in the vector gives the index of the subcarrier transmitting the constellation point to which the component equal to ⁇ ' of the binary vector is mapped.
  • N N 3
  • the carriers of index 48, 96 and 144 can be reserved respectively for the transmission of the first component, of the second component, and of the third component of the binary vector. .
  • the component ⁇ ' can be mapped to a constellation point transmitted on the subcarrier of index 48 , and the components ⁇ 'on the constellation points transmitted on the sub-carriers of index 96 and 144.
  • the component ⁇ ' can be mapped to a constellation point transmitted on the subcarrier of index 96, and the components ⁇ 'on the constellation points transmitted on the sub-carriers of index 48 and 144.
  • the component ⁇ ' can be mapped to a constellation point transmitted on the subcarrier of index 144, and the components ⁇ 'on the constellation points transmitted on the sub-carriers of index 48 and 96.
  • the maximum length of the vector (N) is small compared to the number of useful subcarriers of an OFDM symbol.
  • the step of mapping the components of the vector onto a selection of constellation points can be implemented in a mapping / interleaving module of a transmission chain of a multicarrier signal, for example of the OFDM type.
  • the reverse operation can be implemented by a module for demapping / deinterleaving a chain for receiving a multicarrier signal, for example of the OFDM type. In this way, it is possible to reuse part of the classic OFDM processing chain.
  • the access point when it receives one or more uplink frames from one or more stations, it can compare the values received on the different sub-carriers with a given threshold. It is recalled that the position of the component equal to ⁇ 'in the vector makes it possible to identify the subcarrier transmitting the constellation point on which the component equal to ⁇ ' of the binary vector is mapped. The access point can thus determine the presence of a power level by comparing the values received on the corresponding subcarrier, with a given threshold.
  • such a threshold can be determined by taking into account the value of the position-value pair. For example, for a value equal to 1, the threshold can be 0.8 (to take into account a loss of around 20%).
  • the information representative of the power level can be transmitted in the “preamble” part of the uplink frame.
  • the access point has power information very quickly. It is recalled for this purpose that if the downlink frame is a “Trigger” frame, the station transmits the upstream frame a fixed time after reception of the “Trigger” frame, for example of the order of 16 m5.
  • a disadvantage of this implementation is that stations must use the inter-carrier spacing defined in versions prior to the IEEE 802.11ax standard (i.e. 312.5 kHz), which reduces the number of sub-carriers. per OFDM symbol, and therefore the length of the sequences or the bitmap.
  • the use of an access technique of the OFDMA type in uplink is not possible according to this implementation, because such a technique is only defined for the IEEE 802.11ax standard or future versions.
  • the information representative of the power level can be transmitted in the “data” part of the uplink frame. The information representative of the power level is then considered as the data (“payload”) of the physical layer (PHY).
  • Such an implementation makes it possible to return information representative of the power level using an IEEE 802.11ax frame format (or any more recent version). This makes it possible in particular to take advantage of an inter-carrier spacing of 78.125 kHz and of the OFDMA type access technique in the uplink link.
  • a power control mechanism on the OFDMA uplink as defined in the IEEE 802.11ax standard, can be implemented, which makes it possible to ensure that the uplink frames sent by the various stations in response to the downlink frame (“Trigger” frame for example) arrive with substantially equivalent power at the access point.
  • FIG. 4 shows an example of frames exchanged between the access point 11 and the stations STA1 121, STA2 122, ST A3 123 and STA4 124 of the network illustrated in FIG. 1.
  • the access point AP 11 broadcasts a downlink frame to the station or stations present in the coverage area of the access point.
  • the downlink frame is a “Trigger” frame, requiring the transmission, by all the stations receiving the “Trigger” frame, of a power level of the access point received.
  • the first station STA1 121 estimates the power of the downlink frame as received by the first station, obtains an indicator of the strength of the received signal RSSI 1, and sends representative information to the access point 11. of the RSSI 1 indicator.
  • the second station STA2 122 also estimates the power of the downlink frame as received by the second station, obtains an indicator of the strength of the received signal RSSI 1, and also goes back to the access point 11 l information representative of the RSSI 1 indicator.
  • the third station ST A3 123 estimates the power of the downlink frame as received by the third station, obtains an indicator of the strength of the received signal RSSI 2, and goes back to the access point 11 information representative of the RSSI indicator 2.
  • the fourth station ST A4 124 estimates the power of the downlink frame as received by the fourth station, obtains an indicator of the intensity of the received signal R SSI 4, and feeds back to the access point 11 information representative of the RSSI 4 indicator.
  • the first and second stations STA1 121 and STA2 122 use the same information representative of a power level, for example the same sequence or the same bitmap, since they are located at the same distance from the point d 'access 11.
  • the access point sends a "Trigger" frame by putting the particular identifier in the AID field, and by providing power control information for the uplink frames according to the OFDMA access technique to be sent back by the stations (according to the classic process described in the IEEE 802.11ax standard).
  • the data symbols thus constructed via a frequency-time transformation etc., after sending the preamble according to the IEEE 802.11ax standard and, according to the OFDMA upstream sending process (UL: Uplink), a fixed time after the reception of the “Trigger” frame (for example of the order of 16 m5).
  • UL Uplink
  • the access point therefore receives uplink frames from the various stations present in its coverage area, the different uplink frames being able to be superimposed.
  • the access point obtains the symbols corresponding to the shifted sequence, at the output of a time-frequency transformation module, applies a sliding correlation with the known reference sequence of the point of access, identifies the correlation peaks around the expected shifts and compares them to a threshold, maps the power levels received via the correspondence table.
  • the access point can then adjust its transmission power level using this mapping. It can also take into account other criteria to adjust its power level. 5.5 Variants
  • one possible optimization consists in reducing the number of power levels to be identified, in order to gain in reactivity, complexity and / or power consumption.
  • the list of sequences or bitmaps could thus be restricted to the lowest powers (that is to say the most distant stations and therefore the most impacted by a reduction in the transmission power of the access point).
  • Another optimization is to notify a restricted list of sequences or bitmaps to use in the downlink (ie decrease the granularity of the return).
  • a possible variant consists in forming groups by band (or by resource unit RU) instead of allocating the whole band to all the stations (a single virtual user).
  • the UL OFDMA access technique makes it possible in particular to schedule the stations by group.
  • the stations that can be grouped can be identified in the “Trigger” frame sent by the access point to notify the allocation and serve as a synchronization frame.
  • the stations belonging to the same group can then simultaneously upload, in resource units, the information representative of their RSSI indicator. This reporting of information by group makes it possible in particular to compress the reporting time.
  • Such a variant is based on the constitution of groups of stations. For example, each station determines which group it belongs to based on the estimated power. According to another example, the stations associated with the access point belong to a first group, and the stations not yet associated with the access point belong to a second group.
  • some variants such as reserving a sub-band for certain stations or limiting the number of power levels, may require the transmission of additional information in the downlink frame, intended to be used to generate the uplink frames. .
  • BSS color in English “BSS color”.
  • a short range with a maximum of 64 different colors for the IEEE 802.11ax standard
  • the existing mechanisms for managing color collisions make a good selection criterion for sequence families.
  • the families of sequences are orthogonal, the state of the close neighborhood (in particular in terms of power) can be obtained by an access point having received uplink frames intended for a neighboring access point.
  • a station can be used to relay uplink frames that it has received, coming from at least one other station.
  • the station receiving the uplink frame can demodulate it and relay the corresponding bits / symbols (if it manages to identify the type of frame).
  • the access point receiving the relayed uplink frame can then post-process these bits / symbols by doing the reverse path.
  • the sending by the access point of a downlink frame can be implemented periodically at nominal power (not reduced) so that the stations in hibernation do not permanently lose coverage, or even so that stations within nominal range of the BSS can be included in the latter.
  • the sending by the access point of a downlink frame can also be implemented at reduced power, in particular following the analysis of the environment resulting from a previous collection phase (sending of a downlink frame and reception of the associated uplink frames).
  • the downlink frame can be broadcast periodically or following a triggering event such as the sending of beacons by the access point ("beacons" in English), the association of at least one new station with the point of 'access, detection of a neighboring access point, detection of the mobility of at least one station, etc.
  • a triggering event such as the sending of beacons by the access point ("beacons" in English), the association of at least one new station with the point of 'access, detection of a neighboring access point, detection of the mobility of at least one station, etc.
  • the stations being mobile and the environment changing over time (new stations may arrive in the coverage area of the access point and wish to associate, for example), it is desirable to regularly collect the information of power.
  • the fact of carrying out certain occurrences of this procedure just after sending the beacons makes it possible to ensure that a maximum number of stations are active. Indeed, the stations on standby wake up regularly, in particular to listen to the essential information transmitted in certain beacons.
  • FIGS. 5 and 6 the simplified structures of an access point and of a station according to at least one embodiment described above are presented.
  • an access point comprises at least one memory 51 comprising a buffer memory, and at least one processing unit 52, equipped for example with a programmable computing machine or a dedicated computing machine, for example a processor P, and controlled by the computer program 53, implementing steps of the method for managing a wireless access point according to at least one embodiment of the invention.
  • the code instructions of the computer program 53 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processor of the processing unit 52.
  • the processor of the processing unit 52 implements steps of the management method described above, according to the instructions of the computer program 53, to: broadcast, to the station or stations present in the coverage area of the point of access, a downlink frame, said downlink frame carrying an indicator requiring the transmission, by a station receiving said downlink frame, of a power level of the received access point, to receive at least one uplink frame from at least one of said stations, in response to said downlink frame, an uplink frame transmitted by a station carrying information representative of the power level of the access point received by said station, determining at least one power level of the access point received by at at least one of said stations, from said information or information representative of the power level carried by said uplink frame or frames.
  • a station comprises at least one memory 61 comprising a buffer memory, and at least one processing unit 62, equipped for example with a programmable computing machine or with a dedicated computing machine, for example a processor P, and controlled by the computer program 63, implementing steps of the method for transmitting data from a station to an access point according to at least one embodiment of the invention.
  • the code instructions of the computer program 63 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processor of the processing unit. 62.
  • the processor of the processing unit 62 implements steps of the data transmission method described above, according to the instructions of the computer program 63, to: receive a downlink frame, coming from said access point, detect, in said downlink frame, an indicator requiring transmission of the power level of the access point received by said station, estimate the power of said downlink frame received by said station, transmit to said access point an upstream frame carrying information representative of 'a power level associated with the estimated power.

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Abstract

Procédé de gestion d'un point d'accès sans fil, procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès sans fil, point d'accès, station, et programme d'ordinateur correspondants. L'invention concerne un procédé de gestion d'un point d'accès sans fil, comprenant: - la diffusion (21), vers la ou les stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès, d'une trame descendante, ladite trame descendante portant un indicateur requérant la transmission, par une station recevant ladite trame descendante, d'un niveau de puissance du point d'accès reçue, - la réception (26) d'au moins une trame montante en provenance d'au moins une desdites stations, en réponse à ladite trame descendante, une trame montante émise par une station portant une information représentative du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station, - la détermination (27) d'au moins un niveau de puissance du point d'accès reçue par au moins une desdites stations, à partir de la ou desdites informations représentatives du niveau de puissance portées par la ou lesdites trames montantes.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de gestion d'un point d'accès sans fil, procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès sans fil, point d'accès, station, et programme d'ordinateur correspondants
1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui des communications sans fil.
Plus précisément, l'invention concerne les réseaux de communication sans fil en mode infrastructure, mettant en oeuvre au moins un point d'accès et au moins une station, et propose une solution pour gérer notamment la puissance d'émission du ou des points d'accès.
L'invention concerne notamment les réseaux de communication sans fil compatibles avec la norme IEEE 802.11 selon ses différentes versions, actuelles ou à venir, plus communément appelés réseaux Wi-Fi pour « Wireless Fidelity ». En particulier, l'invention concerne les réseaux Wi-Fi selon la norme IEEE 802.11ax ou IEEE 802.11be.
2. Art antérieur
Comme illustré en figure 1, un réseau Wi-Fi en mode infrastructure comprend au moins un point d'accès 11 (en anglais « Access Point », AP) et au moins une station située dans la zone de couverture du point d'accès.
Le point d'accès 11 et les stations situées dans sa zone de couverture (STA1 121, STA2 122, ST A3 123 et ST A4 124) forment un ensemble de services de base (en anglais « Basic Service Set », BSS), associé à une cellule de communication. En mode infrastructure, le point d'accès 11 peut être considéré comme le point central de la cellule, car mis à part quelques usages exceptionnels, les communications avec les stations situées dans sa zone de couverture passent toutes par ce point d'accès. La zone de couverture du point d'accès définit donc la taille de la cellule, et donc la portée du réseau.
Ainsi, pour obtenir une cellule de grande taille, ou garantir que les stations que l'on souhaite ajouter au réseau soient à portée du point d'accès, la puissance d'émission du point d'accès peut être assez élevée. Par exemple, en Europe, la puissance isotrope rayonnée équivalente (PIRE) maximale dans la bande 5 GHz basse du Wi-Fi (i.e. 5150-5350 MHz) est de 23 dBm. La puissance d'émission du point d'accès peut donc s'approcher de cette valeur.
L'utilisation d'une puissance d'émission élevée pour les communications en lien descendant (i.e. du point d'accès vers les stations) permet également d'améliorer le rapport signal à bruit au niveau des stations qui ne sont pas en limite de couverture, ce qui permet notamment l'utilisation de modulations d'ordre élevé pour les communications. La contrepartie est que la consommation électrique du point d'accès devient non-négligeable à terme. De plus, dans les réseaux Wi-Fi domestiques notamment, les stations se trouvent généralement à proximité du point d'accès (par exemple dans la même pièce ou dans une pièce voisine).
Ainsi, il ne semble pas toujours approprié d'utiliser une puissance d'émission élevée pour le point d'accès, notamment dans les réseaux Wi-Fi domestiques.
Des solutions ont été proposées, mais ces solutions sont coûteuses en termes d'accès canal et/ou sont sensibles aux collisions.
Il existe donc un besoin pour une nouvelle technique permettant de gérer, entre autres, la puissance d'émission des points d'accès sans fil.
3. Exposé de l'invention
L'invention repose sur un nouveau procédé de gestion d'un point d'accès sans fil, comprenant : la diffusion, vers la ou les stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès, d'une trame descendante, ladite trame descendante portant un indicateur requérant la transmission, par une station recevant ladite trame descendante, d'un niveau de puissance du point d'accès reçu, la réception d'au moins une trame montante en provenance d'au moins une desdites stations, en réponse à ladite trame descendante, une trame montante émise par une station portant une information représentative du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station, la détermination d'au moins un niveau de puissance du point d'accès reçue par au moins une desdites stations, à partir de la ou desdites informations représentatives du niveau de puissance portées par la ou lesdites trames montantes.
Un tel procédé, mis un oeuvre par un point d'accès, permet notamment d'estimer la puissance du point d'accès, telle que reçue par une station, et de remonter cette information au point d'accès.
Plus précisément, selon ce mode de réalisation, le point d'accès diffuse une trame particulière vers les stations présentes dans sa zone de couverture. La réception d'une telle trame descendante par une station permet notamment de déclencher l'estimation de la puissance de la trame descendante reçue, et donc d'estimer le niveau de puissance du point d'accès. Une information représentative de ce niveau de puissance peut alors être remontée de la station vers le point d'accès, puis traitée par le point d'accès.
On note par ailleurs que l'on peut définir plusieurs niveaux de puissance, i.e. plages de puissance, associés chacun à une information représentative du niveau de puissance. Ainsi, plusieurs valeurs de puissance peuvent être associées à un même niveau de puissance, et donc codées par la même information représentative du niveau de puissance.
En particulier, le point d'accès peut recevoir, simultanément ou avec un léger décalage, plusieurs trames montantes en provenance de stations distinctes, et déterminer le niveau de puissance associé à chacune des stations distinctes à partir de l'information représentative du niveau de puissance portée par chaque trame montante.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une mise à jour de la puissance d'émission dudit point d'accès tenant compte de ladite détermination.
De cette façon, le point d'accès peut ajuster sa puissance d'émission. En particulier, le point d'accès peut baisser sa puissance d'émission sans que les stations du réseau n'en soient affectées en termes de performances, ce qui permet de diminuer la consommation électrique du point d'accès. L'ajustement de la puissance d'émission permet également de réduire les interférences entre réseaux voisins.
Selon un mode de réalisation particulier, la trame descendante est une trame dédiée déclenchant, à réception par une station, la remontée d'informations dans une trame montante.
Dans ce cas, l'indicateur est par exemple un type ou format spécifique de trame.
Selon un autre mode de réalisation, la trame descendante est une trame d'allocation des ressources en lien montant.
Une telle trame d'allocation des ressources, encore appelée trame de contrôle, est classiquement diffusée par le point d'accès pour indiquer aux différentes stations du réseau les ressources (par exemple le préambule) à utiliser pour remonter des informations dans une trame montante. Elle peut notamment porter des informations de planification (en anglais « scheduling ») permettant une remontée simultanée des informations en provenance des différentes stations (ressources allouées aux stations, schémas de modulation et codage à utiliser par chaque station, etc).
Par exemple, une telle trame d'allocation des ressources en lien montant est une trame « Trigger », telle que définie dans la norme IEEE 802.11ax.
Selon un premier exemple de réalisation, ledit indicateur est inséré dans un champ « Trigger Type » de la trame d'allocation des ressources en lien montant.
Dans ce cas, le point d'accès transmet une variante de la trame « Trigger ». Par exemple, la valeur de l'indicateur inséré dans le champ « Trigger Type » est comprise entre 8 et 15, les valeurs 0 à 7 étant déjà réservées pour identifier la trame « Trigger » de base et d'autres variantes.
Selon un deuxième exemple de réalisation, l'indicateur est inséré dans un champ « Association ID » de la trame d'allocation des ressources en lien montant. Dans ce cas, le point d'accès transmet un identifiant spécifique, par exemple une valeur ou un ensemble de valeurs.
Ce deuxième exemple permet notamment de conserver la structure de la trame « Trigger » telle qu'actuellement définie dans la norme IEEE 802.11ax.
Selon au moins un mode de réalisation, la trame descendante porte au moins une information appartenant au groupe comprenant : une puissance maximale, en deçà de laquelle une station doit remonter au point d'accès un niveau de puissance reçue, une famille d'au moins une séquence à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance, un nombre de décalages cycliques autorisés pour une séquence à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance, un ensemble d'au moins un couple position-valeur à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance.
Ainsi, selon un premier exemple, seules les stations recevant la trame descendante avec une puissance inférieure à un seuil déterminé (puissance maximale) peuvent avoir à remonter le niveau de puissance reçue.
Selon un deuxième exemple, le point d'accès peut transmettre dans la trame descendante une famille comprenant au moins une séquence, chaque séquence étant associée à un niveau de puissance distinct. En particulier, les différentes séquences d'une famille peuvent avoir été obtenues en appliquant un décalage cyclique à une séquence de référence de la famille de séquences. Dans ce cas, différents décalages cycliques de la séquence de référence sont associés à différents niveaux de puissance.
Selon un autre exemple, le point d'accès peut transmettre dans la trame descendante un nombre de décalages cycliques autorisés pour une séquence de référence, qui peut être connue des stations ou transmise dans la famille de séquences de la trame descendante.
Selon encore un autre exemple, le point d'accès peut transmettre dans la trame descendante un ensemble de couples position-valeur à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance, chaque couple position-valeur étant associé à un niveau de puissance distinct. Par exemple, la position d'un couple position-valeur correspond à (ou permet d'identifier) l'indice d'une sous- porteuse à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance, et la valeur d'un couple position-valeur correspond à la valeur associée au point de constellation à transmettre sur la sous- porteuse ainsi identifiée. En particulier, comme déjà indiqué, plusieurs valeurs de puissance du point d'accès, telles qu'estimées par les stations, peuvent être associées à un même niveau de puissance, et donc codées par la même information représentative du niveau de puissance. Ainsi, il est possible de diffuser, dans la trame descendante, un nombre restreint de séquences ou de couples position-valeur à utiliser (ou encore un nombre restreint de décalages cycliques), où chaque séquence ou couple position-valeur code une plus grande plage de valeurs de puissance, ce qui permet de diminuer la granularité de la remontée d'informations.
Il est également possible de diffuser, dans la trame descendante, un nombre restreint de séquences ou couples position-valeur à utiliser (ou encore un nombre restreint de décalages cycliques), où chaque séquence ou couple position-valeur code une plage de valeurs de puissance dont la valeur maximale est inférieure à un seuil déterminé (puissance maximale). La liste pourrait ainsi être restreinte aux séquences ou couples potion-valeur codant les puissances les plus faibles (c'est-à-dire, en général, les stations les plus éloignées du point d'accès et donc les plus impactées par une réduction de puissance de transmission du point d'accès).
Il est par ailleurs possible de réduire le nombre de séquences ou couples à identifier côté point d'accès, par exemple en ne retenant que les séquences ou couples codant un niveau de puissance faible pour l'étape de détermination mise en oeuvre par le point d'accès. Ceci permet par exemple de gagner en réactivité, complexité et/ou consommation électrique.
Dans d'autres modes de réalisation, ces informations (par exemple de type puissance maximale, famille de séquences, nombre de décalages cycliques autorisés, ensemble de couples position-valeur, etc) ne sont pas transmises dans la trame descendante, mais connues du point d'accès et des stations. Par exemple, ces informations sont définies dans une norme.
Selon un mode de réalisation particulier, la trame descendante est diffusée périodiquement ou suite à un événement déclencheur appartenant au groupe comprenant : l'envoi d'au moins une balise par le point d'accès, l'association d'au moins une nouvelle station avec ledit point d'accès, la détection d'un point d'accès voisin, la détection de la mobilité d'au moins une station.
La répétition de la diffusion d'une telle trame descendante permet notamment de s'assurer que le plus grand nombre de stations reçoit des informations en provenance du point d'accès, à une puissance suffisante.
Selon un mode de réalisation particulier, dit mode de réalisation avec famille de séquences, la détermination met en oeuvre, pour au moins une séquence d'une famille d'au moins une séquence connue dudit point d'accès, une corrélation entre ladite séquence et ladite au moins une trame montante.
Selon ce mode de réalisation, l'information représentative du niveau de puissance est une séquence choisie parmi une famille de séquences connue du point d'accès. On effectue donc une corrélation entre une séquence connue du point d'accès et la ou les trames montantes reçues, de façon à identifier la séquence portée par chaque trame montante. En d'autres termes, on effectue une corrélation entre l'information représentative du niveau de puissance, portée par la trame montante, et les différentes séquences de la famille connue du point d'accès.
Par exemple, lorsque la famille de séquences comprend une séquence de référence et des versions décalées de cette séquence de référence, l'étape de détermination met en oeuvre une corrélation glissante.
La détection d'un pic de corrélation permet d'identifier la séquence transmise dans la trame montante, et de déterminer le niveau de puissance associé.
On note que plusieurs trames montantes peuvent être reçues simultanément par le point d'accès, ou avec un décalage de l'ordre de quelques microsecondes. Dans ce cas, on peut corréler la combinaison des séquences associées à chaque trame montante reçue, avec au moins une séquence de la famille de séquences connue du point d'accès.
Selon un autre mode de réalisation, dit mode de réalisation avec bitmap, la détermination met en oeuvre, pour au moins un couple position-valeur d'un ensemble d'au moins un couple position- valeur connu dudit point d'accès : l'obtention d'une valeur associée à la position dudit couple position-valeur dans ladite au moins une trame montante, la comparaison de ladite valeur obtenue avec un seuil déterminé.
Selon ce mode de réalisation, l'information représentative du niveau de puissance est un couple position-valeur choisi parmi un ensemble de couples position-valeur connus du point d'accès.
A réception d'une trame montante, le point d'accès obtient une valeur de la trame montante associée à une position du couple position-valeur connu du point d'accès (par exemple la valeur associée au point de constellation transmis sur la sous-porteuse dont l'indice correspond à la position du couple (position, valeur)), et, si cette valeur est supérieure à un seuil déterminé, peut obtenir le niveau de puissance associé à ce couple position-valeur. En particulier, un tel seuil peut être déterminé à partir de la valeur du couple position-valeur.
A nouveau, plusieurs trames montantes peuvent être reçues simultanément par le point d'accès, ou avec un décalage de l'ordre de quelques microsecondes. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un point d'accès correspondant.
Un tel point d'accès est notamment adapté à mettre en oeuvre le procédé de gestion décrit précédemment. Il s'agit par exemple d'un boîtier décodeur (« set-top box » en anglais) ou d'une passerelle domestique (« Home gateway » en anglais). Un tel point d'accès pourra notamment comporter les différentes caractéristiques relatives au procédé de gestion selon l'invention, qui peuvent être combinées ou prises isolément. Ainsi, les caractéristiques et avantages de ce point d'accès sont les mêmes que ceux du procédé de gestion, et ils ne sont pas détaillés plus amplement.
L'invention concerne par ailleurs un procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès sans fil, comprenant : la réception par ladite station d'une trame descendante, en provenance dudit point d'accès, la détection, dans ladite trame descendante, d'un indicateur requérant la transmission du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station, l'estimation de la puissance de ladite trame descendante reçue par ladite station, la transmission audit point d'accès d'une trame montante portant une information représentative d'un niveau de puissance associé à la puissance estimée.
Un tel procédé, mis en oeuvre par une ou plusieurs stations dans la zone de couverture du point d'accès, permet notamment de remonter, de la station vers le point d'accès, des informations sur la puissance de la trame descendante reçue par la station.
En d'autres termes, la réception d'une telle trame descendante au niveau d'une station permet notamment de déclencher l'estimation de la puissance de la trame descendante reçue, et donc d'estimer le niveau de puissance du point d'accès. Une information représentative de ce niveau de puissance peut alors être remontée de la station vers le point d'accès.
Cette information peut notamment être utilisée par le point d'accès pour ajuster sa puissance d'émission.
On note qu'une telle station peut être associée ou non associée au point d'accès.
Selon un premier mode de réalisation, dit mode de réalisation avec famille de séquences, l'information représentative du niveau de puissance est une séquence d'une famille d'au moins une séquence connue du point d'accès, chaque séquence de ladite famille étant associée à un niveau de puissance distinct.
Par exemple, on choisit une famille comprenant des séquences distinctes, présentant de bonnes propriétés d'inter-corrélation et/ou d'autocorrélation, ou comprenant une séquence de référence et des versions décalées de cette séquence de référence. A titre d'exemple, la famille de séquences comprend les séquences de Zadoff-Chu.
En particulier, les symboles complexes formant ladite séquence sont mappés sur les points d'une constellation associée à la modulation utilisée pour la transmission de ladite trame montante.
Une transmission de la séquence dans le domaine fréquentiel, plutôt que dans le domaine temporel, permet de simplifier la détection de la séquence dans la trame montante reçue par le point d'accès, en effectuant une simple corrélation. De plus, on peut ainsi utiliser des modules classiquement mis en oeuvre dans des chaînes d'émission et réception.
Dans un autre mode de réalisation particulier, dit mode de réalisation avec bitmap, l'information représentative du niveau de puissance est un couple position-valeur d'un ensemble d'au moins un couple position-valeur connu dudit point d'accès, chaque couple position-valeur dudit ensemble étant associé à un niveau de puissance distinct.
En particulier, la valeur dudit couple position-valeur est mappée sur un point d'une constellation associée à la modulation utilisée pour la transmission de ladite trame montante, ledit point de constellation étant transmis sur une sous-porteuse identifiée à partir de la position dudit couple position-valeur.
Par exemple, un couple position-valeur peut être représenté par un vecteur codant un niveau de puissance. Un tel vecteur porte une composante égale à la valeur du couple position-valeur (par exemple Ί') à la position identifiée par la position du couple position, et des composantes nulles aux autre positions. Pour la transmission, on peut mapper les composantes nulles sur des points de constellation avec une composante en phase négative de faible amplitude, et la composante non nulle sur un point de constellation avec une composante en phase positive de forte amplitude, puis transmettre chaque point de constellation sur une sous-porteuse distincte.
En particulier, dans un symbole OFDM, un ensemble de sous-porteuses peut être réservé pour la transmission d'un tel vecteur. Les différentes composantes du vecteur peuvent ainsi être mappées sur différents points de constellation, transmis chacun sur une sous-porteuse parmi les sous-porteuses réservées. Par exemple, la première composante du vecteur est transmise sur la première sous- porteuse réservée (i.e. la sous-porteuse présentant le plus petit indice), la deuxième composante du vecteur est transmise sur la deuxième sous-porteuse réservée (i.e. la sous-porteuse présentant le deuxième plus petit indice), etc.
Les sous-porteuses réservées peuvent être connues, ou identifiées dans la trame montante. En particulier, ces sous-porteuses sont réparties dans le symbole OFDM, de façon à conserver les propriétés du symbole OFDM et limiter le facteur de crête (en anglais « Peak to average power ratio », ou PAPR).
A nouveau, la transmission dans le domaine fréquentiel permet de simplifier la détection du couple position-valeur dans la trame montante reçue par le point d'accès. De plus, on peut ainsi utiliser des modules classiquement mis en oeuvre dans des chaînes d'émission et de réception.
Selon un autre mode de réalisation particulier, l'information représentative d'un niveau de puissance est répétée sur plusieurs symboles OFDM consécutifs.
Une telle répétition de la séquence ou du couple position-valeur permet d'augmenter la probabilité de détection de la séquence ou du couple position-valeur dans la ou les trames montantes reçues par le point d'accès.
Selon un mode de réalisation particulier, la trame montante est transmise sur une ressource partagée par au moins une autre station transmettant une même information représentative dudit niveau de puissance.
Selon un autre mode de réalisation, la trame montante est transmise sur une ressource partagée par au moins une autre station associée audit point d'accès.
En d'autres termes, il est possible de constituer des groupes par bande (ou unités de ressources, en anglais « ressource unit », RU) au lieu d'allouer toute la bande à toutes les stations. Par exemple, on définit un groupe par niveau de puissance, et chaque station détermine à quel groupe elle appartient en fonction de la puissance estimée. Selon un autre exemple, on définit un groupe avec les stations associées au point d'accès, et un groupe avec les stations non associées au point d'accès.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès comprend la réception d'une trame montante en provenance d'au moins une autre station, et la re-transmission de cette trame montante vers ledit point d'accès.
En d'autres termes, une station peut servir de relai à une autre station.
Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne une station correspondante.
Une telle station est notamment adaptée à mettre en oeuvre le procédé de transmission décrit précédemment. Il s'agit par exemple d'un capteur, d'une imprimante, d'un smartphone, d'un ordinateur, etc, ou plus généralement d'un terminal client. Une telle station pourra notamment comporter les différentes caractéristiques relatives au procédé de transmission selon l'invention, qui peuvent être combinées ou prises isolément. Ainsi, les caractéristiques et avantages de cette station sont les mêmes que ceux du procédé de transmission, et ils ne sont pas détaillés plus amplement.
Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un ou plusieurs programmes d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé de gestion d'un point d'accès et/ou d'un procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès, selon au moins un mode de réalisation de l'invention, lorsque ce ou ces programmes est/sont exécuté(s) par un processeur.
Dans encore un autre mode de réalisation, l'invention concerne un ou plusieurs supports d’informations, inamovibles, ou partiellement ou totalement amovibles, lisibles par un ordinateur, et comportant des instructions d'un ou plusieurs programmes d'ordinateur pour l'exécution des étapes d'un procédé de gestion d'un point d'accès et/ou d'un procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès, selon au moins un mode de réalisation de l'invention.
Les procédés selon l'invention peuvent donc être mis en oeuvre de diverses manières, notamment sous forme câblée et/ou sous forme logicielle.
4. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :
[Fig 1] la figure 1 illustre un exemple de réseau sans fil mettant en oeuvre un point d'accès et plusieurs stations ;
[Fig 2] la figure 2 présente les principales étapes d'un procédé de gestion d'un point d'accès sans fil et d'un procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès, selon au moins un mode de réalisation de l'invention ;
[Fig 3] la figure 3 illustre le mappage d'une séquence de type Zadoff-Chu sur les points de constellation associés à une modulation MAQ-64 ;
[Fig 4] la figure 4 présente un exemple de trames échangées entre un point d'accès et des stations ; [Fig 5] La figure 5 présente la structure simplifiée d'un point d'accès mettant en oeuvre un procédé de gestion d'un point d'accès sans fil selon un mode de réalisation de l'invention ;
[Fig 6] La figure 6 présente la structure simplifiée d'une station mettant en oeuvre un procédé de transmission de données entre une station et un point d'accès selon un mode de réalisation de l'invention.
5. Description d'un mode de réalisation
5.1 Principe général
Le principe général de l'invention repose sur la diffusion d'une trame descendante, d'un point d'accès vers les stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès, déclenchant la remontée (« en anglais « feedback ») d'informations sur la puissance de la trame descendante telle que reçue par chaque station. De cette façon, le point d'accès peut établir une cartographie des puissances reçues (par exemple en nombre de stations par niveau de puissance), et ajuster sa puissance d'émission.
On présente, en relation avec la figure 2, les principales étapes mises en oeuvre par un point d'accès et au moins une station présente dans la zone de couverture du point d'accès, selon un mode de réalisation particulier.
Atitre d'exemple, on considère un réseau Wi-Fi tel qu'illustré en figure 1, comprenant un point d'accès AP 11 et quatre stations STA1 121, STA2 122, ST A3 123 et ST A4 124.
Le point d'accès 11 diffuse (21) une trame descendante portant un indicateur requérant la transmission, par une station recevant la trame descendante, d'un niveau de puissance du point d'accès reçue.
Une telle trame descendante peut être reçue par toutes les stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès, qu'elles soient associées ou non associées au point d'accès, par exemple les stations STA1 121, STA2 122, ST A3 123 et ST A4 124.
On présente, ci-après, les étapes mises en oeuvre par la première station STA1 121. Des étapes similaires peuvent être mises en oeuvre par les autres stations STA2 122, STA3 123 et STA4124.
La première station STA1 121 reçoit (22) la trame descendante diffusée par le point d'accès et détecte (23) un indicateur requérant la transmission du niveau de puissance du point d'accès reçue par la station. Un tel indicateur peut être le format de la trame, le type de la trame, un identifiant particulier, etc.
La première station STA1 121 estime (24), de façon classique, la puissance de la trame descendante telle que reçue par la station, et donc la puissance du point d'accès. La première station obtient ainsi, par exemple, un indicateur d'intensité du signal reçu (en anglais « Received Signal Strength Indication » ou RSSI).
Cette puissance estimée peut alors être remontée au point d'accès 11.
Par exemple, la première station STA1 121 identifie un niveau de puissance auquel appartient la puissance estimée, et transmet (25) au point d'accès 11 une trame montante portant une information représentative du niveau de puissance associé à la puissance estimée.
Différentes « granularités » des niveaux de puissance peuvent être définies : par exemple, un niveau de puissance peut être défini par puissance, ou un niveau de puissance pour une plage de puissances. Par exemple, on associe : un premier niveau de puissance à une puissance comprise dans l'intervalle ] Smax ; -30dBm], un deuxième niveau de puissance à une puissance comprise dans l'intervalle ] -30dBm ; -60dBm], et un troisième niveau de puissance à une puissance comprise dans l'intervalle ] -60dBm ; Smin], avec Smax et Smin les niveaux de sensibilité maximum et minimum du récepteur de la station. Par exemple, Smax est égal à OdBm et Smin est égal à -llOdBm.
L'information représentative du niveau de puissance associé à la puissance estimée permet donc de « coder » le niveau de puissance. Une table de correspondance entre le niveau de puissance et l'information représentative du niveau de puissance peut notamment être préalablement connue du point d'accès et des stations (par exemple définie dans une norme), ou transmise par le point d'accès dans la trame descendante ou dans une autre trame.
Le point d'accès 11 reçoit donc (26) une trame montante en provenance de la première station STA1 121, et éventuellement d'autres trames montantes en provenance des autres stations STA2 122, STA3 123 et ST A4 124, en réponse à la trame descendante préalablement diffusée par le point d'accès.
Le point d'accès peut alors déterminer (27) son niveau de puissance telle que reçue par la première station STA1 121, et éventuellement les autres stations STA2 122, ST A3 123 et ST A4 124, à partir de l'information représentative du niveau de puissance portée par chaque trame montante.
Le point d'accès 11 peut utiliser les niveaux de puissance obtenus pour réaliser une cartographie des niveaux de puissance, ajuster sa puissance d'émission, etc.
En particulier, on note que l'utilisation d'une information représentative d'un niveau de puissance, dans les trames montantes, permet de « coder » le niveau de puissance associé à chaque station (niveau de puissance du point d'accès tel que reçue par chaque station). Ainsi, lorsque plusieurs stations remontent simultanément le niveau de puissance du point d'accès reçue, il est possible pour le point d'accès de retrouver les niveaux de puissance associés à chaque station, malgré la collision des trames montantes. De plus, les stations associées comme les stations non-associées peuvent participer à cette remontée d'information.
5.2 Exemples de génération d'une trame descendante
Comme indiqué ci-dessus, le point d'accès 11 diffuse (21) une trame descendante portant un indicateur requérant la transmission, par une station recevant la trame descendante, d'un niveau de puissance du point d'accès reçue.
Selon un premier mode de réalisation, une telle trame descendante est une trame dédiée au déclenchement d'une remontée d'informations.
Selon un deuxième mode de réalisation, une telle trame descendante est une trame d'allocation des ressources en lien montant, par exemple la trame « Trigger » selon la norme IEEE 802.11ax ou ses variantes. Dans ce cas, l'indicateur requérant la transmission d'un niveau de puissance du point d'accès reçue peut être un type de trame. Si l'on considère la trame « Trigger », un tel indicateur peut être inséré dans le champ « Trigger Type » du champ d'informations communes (« Common Information ») de la trame « Trigger », de façon à définir une variante particulière de la trame « Trigger ».
A titre d'exemple, la table 9-31b de la norme IEEE 802.11ax/D6.0 de novembre 2019 définit d'ores et déjà plusieurs variantes pour la trame « Trigger » : trame « Trigger » classique si le champ « Trigger Type » est égal à 0 (en anglais « Basic », en français « de base »), variante de la trame « Trigger » de type « BFRP » si le champ « Trigger Type » est égal à 1 (en anglais « beamforming report poil », en français « sondage sur la formation de faisceaux »), variante de la trame « Trigger » de type « MU-BAR » si le champ « Trigger Type » est égal 2 (en anglais « Multi-user block ack request », en français « demande d'accusé réception de blocs multi-utilisateurs »), etc.
Ainsi, il est possible de définir un nouveau type de trame d'allocation des ressources en lien montant pour déclencher la remontée des informations de puissance reçue côté station.
En variante, il est possible d'allouer, dans la trame descendante, un identifiant particulier auquel les stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès peuvent répondre.
Par exemple, si l'on considère la trame « Trigger », l'indicateur requérant la transmission d'un niveau de puissance du point d'accès reçue peut être un identifiant prenant la forme d'une valeur ou d'un ensemble de valeurs, inséré dans le champ « Association ID » (ou AID) du champ d'informations utilisateurs (« User Information ») de la trame « Trigger ».
On note que l'utilisation de la trame « Trigger » permet notamment la mise en oeuvre d'une technique d'accès multiple de type OFDMA (en anglais « Orthogonal Frequency Division Multiple Access ») en lien montant (en anglais « uplink »), également notée UL OFDMA. De cette façon, les différentes stations recevant la trame descendante peuvent remonter simultanément (ou sensiblement simultanément) les informations de puissance reçue en utilisant une telle technique d'accès multiple. On s'assure ainsi d'une empreinte d'occupation canal restreinte pour cette phase de remontée d'informations de puissance, ce qui permet par exemple une mise en oeuvre à une fréquence plus élevée.
5.3 Exemples de génération d'une trame montante
Comme indiqué ci-dessus, la réception par au moins une station d'une trame descendante selon l'invention déclenche l'estimation (24) de la puissance de la trame descendante telle que reçue par la station, puis la remontée (25) au point d'accès d'une trame montante portant une information représentative du niveau de puissance associé à la puissance estimée. On présente ci-après deux types d'informations représentatives d'un niveau de puissance que l'on peut utiliser pour coder le niveau de puissance associé à une station, par exemple la première station STA1 121. Un codage similaire peut être effectué pour coder les niveaux de puissance associés aux autres stations STA2 122, ST A3 123 et ST A4 124.
Selon un premier mode de réalisation, dit mode de réalisation avec famille de séquences, l'information représentative d'un niveau de puissance est une séquence. On considère ainsi une famille d'au moins une séquence préalablement connue du point d'accès et des stations, ou transmise du point d'accès vers les stations (par exemple dans la trame descendante ou dans une autre trame), et on associe un niveau de puissance à chaque séquence de la famille, par exemple dans une table de correspondance connue du point d'accès et des stations, ou transmise du point d'accès vers les stations (par exemple dans la trame descendante ou dans une autre trame).
Une telle famille de séquences peut être composée de séquences distinctes, chaque séquence étant associée à un niveau de puissance distinct. En variante, une famille de séquences peut être composée d'une séquence, dite séquence de référence, et des versions décalées de cette séquence de référence (i.e. de la séquence de référence à laquelle on applique un décalage cyclique), chaque version décalée étant associée à un niveau de puissance distinct. Selon cette variante, on considère que la séquence de référence est connue du point d'accès et des stations, ou transmise du point d'accès vers les stations (par exemple dans la trame descendante ou dans une autre trame). De même, un nombre de décalages cycliques autorisés peut être connu du point d'accès et des stations, ou transmis du point d'accès vers les stations (par exemple dans la trame descendante ou dans une autre trame).
Selon ce premier exemple, les différentes séquences de la famille (séquences distinctes ou séquence de référence et version décalées) présentent de bonnes propriétés d'autocorrélation et/ou d'inter-corrélation. Par exemple, les séquences d'une famille sont les séquences de Zadoff-Chu avec un décalage cyclique suffisamment grand pour garantir une inter-corrélation très faible.
Ainsi, lorsque le point d'accès reçoit une ou plusieurs trames montantes en provenance d'une ou plusieurs stations, il ne cherche pas à décoder chaque signal pour en extraire les informations (solution fragile aux collisions), mais à identifier la présence d'au moins une séquence pour chaque niveau de puissance, en effectuant une corrélation entre le signal qu'il reçoit et les différentes séquences qu'il connaît. La détection d'un pic de corrélation pour une séquence donnée permet ainsi d'identifier le niveau de puissance du point d'accès reçue par une station. En d'autres termes, les propriétés de corrélation de la famille de séquences permettent de discriminer la présence de chaque séquence et donc du niveau de puissance correspondant. Les éventuelles collisions entre les trames montantes émises par les différentes stations ne sont pas gênantes, car les propriétés d'inter-corrélation et/ou d'autocorrélation de la famille de séquence utilisée permettent de distinguer une séquence d'une autre.
Pour chaque trame montante, la séquence codant le niveau de puissance associé à la station peut être transmise dans le domaine temporel.
En variante, la séquence codant le niveau de puissance associé à la station peut être transmise dans le domaine fréquentiel. De cette façon, il est possible de faire la corrélation en bande de base, et donc profiter du processeur du point d'accès.
Par exemple, la séquence codant le niveau de puissance associé à une station peut être transmise sur une sélection de points de constellation du diagramme de constellation associé à la modulation utilisée pour la transmission de la trame montante (par exemple 16-QAM, 64-QAM, etc).
Ainsi, si l'on considère une séquence de Zadoff-Chu de longueur Nzc=242 et d'indice u=25, les symboles complexes formant la séquence, représentés par des « x » sur le diagramme de constellation associé à la modulation 64-QAM illustré en figure 3 (où chaque point de la constellation est représenté par un « + »), sont mappés sur les points de la constellation les plus proches des symboles complexes. Par exemple, si l'on exprime les symboles complexes et les points de la constellation sous la forme de vecteurs 2D, avec une composante en phase et une composante en quadrature de phase, on mappe un symbole complexe de la séquence sur le point de la constellation minimisant la distance euclidienne avec ce symbole.
Les points de constellation ainsi sélectionnés sont entourés sur le diagramme de constellation associé à la modulation 64-QAM illustré en figure 3.
Les points de constellation sélectionnés peuvent alors être transmis sur différentes sous- porteuses, par exemple un point de constellation sélectionné par sous-porteuse.
En particulier, la longueur maximale de la séquence est égale au nombre de sous-porteuses d'un symbole OFDM. Avantageusement, la longueur maximale de la séquence est égale au nombre de sous-porteuses utiles d'un symbole OFDM.
Selon un mode de réalisation particulier, il est notamment possible de répéter la séquence sur plusieurs symboles OFDM (de préférence consécutifs) de façon à augmenter la probabilité de bonne détection côté point d'accès.
On note que, selon l'exemple ci-dessus, la séquence de Zadoff-Chu de longueur Nzc=242 et d'indice u=25 est utilisée pour coder un niveau de puissance donné. Elle peut donc être remontée par toutes les stations associées au même niveau de puissance. Cette étape de mappage des symboles complexes de la séquence sur une sélection de points de constellation peut notamment être mise en oeuvre dans un module de mappage / entrelacement d'une chaîne d'émission d'un signal multiporteuse, par exemple de type OFDM.
Côté point d'accès, l'opération inverse peut être mise en oeuvre par un module de démappage /désentrelacement d'une chaîne de réception d'un signal multiporteuse, par exemple de type OFDM.
De cette façon, il est possible de réutiliser une partie de la chaîne de traitement OFDM classique (par exemple, côté émission, des modules de type codage canal, transformation fréquence- temps, insertion d'un intervalle de garde, mise en forme des porteuse, etc, et côté réception des modules de type suppression de l'intervalle de garde, transformation temps-fréquence, décodage canal, etc).
Selon un deuxième mode de réalisation, dit mode de réalisation avec « bitmap », l'information représentative d'un niveau de puissance est un couple position-valeur (« bitmap »). La présence d'une valeur particulière à une position donnée dans une trame montante est associée à un niveau de puissance. Par exemple, le couple position-valeur est représentée par un vecteur binaire de taille N présentant une seule composante égale à 1 et (N-l) composantes égales à 0, et on associe un vecteur différent à chaque niveau de puissance. Ainsi, si l'on considère trois niveaux de puissance comme illustré en figure 1, un premier niveau de puissance peut être codé par le vecteur (100), un deuxième niveau de puissance par le vecteur (010), un troisième niveau de puissance par le vecteur (001). Une table de correspondance entre différents vecteurs et différents niveaux de puissance peut être connue du point d'accès et des stations, ou transmise du point d'accès vers les stations (par exemple dans la trame descendante ou dans une autre trame).
Pour chaque trame montante, le couple position-valeur codant le niveau de puissance associé à une station peut être transmis dans le domaine temporel. Par exemple, la position du couple position-valeur indique une position dans la trame montante, et la valeur du couple position-valeur indique la valeur portée par le champ à cette position dans la trame montante.
En variante, le couple position-valeur codant le niveau de puissance associé à une station peut être transmis dans le domaine fréquentiel. Le couple codant le niveau de puissance associé à une station peut alors être transmis sur une sélection de points de constellation du diagramme de constellation associé à la modulation utilisée pour la transmission de la trame montante (par exemple 16-QAM, 64-QAM, etc).
Si l'on reprend l'exemple du vecteur binaire ci-dessus, une composante égale à Ό' peut être mappée sur un point de la constellation présentant une composante en phase négative de faible amplitude, et une composante égale à Ί' peuvent être mappée sur un point de la constellation présentant une composante en phase positive de forte amplitude.
Chaque point de constellation peut être transmis sur une sous-porteuse distincte.
Par exemple, la position de la composante égale à Ί' dans le vecteur donne l'indice de la sous- porteuse transmettant le point de constellation sur lequel est mappé la composante égale à Ί' du vecteur binaire.
Ainsi, il est possible de réserver certaines sous-porteuses utiles d'un symbole OFDM uniformément réparties pour transmettre les points de constellation sur lesquels sont mappés les composantes d'un vecteur représentant un couple position-valeur. En reprenant l'exemple du vecteur binaire ci-dessus, on peut ainsi assigner une seule sous-porteuse, parmi les sous-porteuses réservées, à Ί' (celle correspondant au niveau de puissance désiré) et toutes les autres à Ό'.
En reprenant l'exemple d'un vecteur de longueur N égal à 3, on peut donc réserver N sous- porteuses uniformément réparties dans le symbole OFDM pour transmettre les différentes composantes. Par exemple, si on considère un symbole OFDM formé de 242 porteuses utiles, les porteuses d'indice 48, 96 et 144 peuvent être réservées respectivement pour la transmission de la première composante, de la deuxième composante, et de la troisième composante du vecteur binaire.
Ainsi, pour le premier niveau de puissance codé par le vecteur (100), correspondant au couple position-valeur (1,1), la composante Ί' peut être mappée sur un point de constellation transmis sur la sous-porteuse d'indice 48, et les composantes Ό' sur les points de constellation transmis sur les sous- porteuses d'indice 96 et 144.
Pour le deuxième niveau de puissance codé par le vecteur (010), correspondant au couple position-valeur (2,1), la composante Ί' peut être mappée sur un point de constellation transmis sur la sous-porteuse d'indice 96, et les composantes Ό' sur les points de constellation transmis sur les sous- porteuses d'indice 48 et 144.
Pour le troisième niveau de puissance codé par le vecteur (001), correspondant au couple position-valeur (3,1), la composante Ί' peut être mappée sur un point de constellation transmis sur la sous-porteuse d'indice 144, et les composantes Ό' sur les points de constellation transmis sur les sous- porteuses d'indice 48 et 96.
Il est également possible d'utiliser les autres sous-porteuses du symbole OFDM pour transmettre des valeurs aléatoires, de façon à conserver les propriétés du symbole OFDM.
En particulier, la longueur maximale du vecteur (N) est petite par rapport au nombre de sous- porteuses utiles d'un symbole OFDM. A nouveau, l'étape de mappage des composantes du vecteur sur une sélection de points de constellation peut être mise en oeuvre dans un module de mappage / entrelacement d'une chaîne d'émission d'un signal multiporteuse, par exemple de type OFDM. Côté point d'accès, l'opération inverse peut être mise en oeuvre par un module de démappage /désentrelacement d'une chaîne de réception d'un signal multiporteuse, par exemple de type OFDM. De cette façon, il est possible de réutiliser une partie de la chaîne de traitement OFDM classique.
De plus, il est possible de répéter le couple position-valeur, ou le vecteur représentant ce couple, sur plusieurs symboles OFDM (de préférence consécutifs) de façon à augmenter la probabilité de bonne détection côté point d'accès.
On note par ailleurs que l'utilisation d'une modulation d'ordre élevé permet de rendre la trame montante plus robuste aux collisions, car le point de constellation associé à une composante Ό' peut avoir une amplitude faible.
Ainsi, lorsque le point d'accès reçoit une ou plusieurs trames montantes en provenance d'une ou plusieurs stations, il peut comparer les valeurs reçues sur les différentes sous-porteuses à un seuil donné. On rappelle que la position de la composante égale à Ί' dans le vecteur permet d'identifier la sous-porteuse transmettant le point de constellation sur lequel est mappé la composante égale à Ί' du vecteur binaire. Le point d'accès peut ainsi déterminer la présence d'un niveau de puissance en comparant les valeurs reçues sur la sous-porteuse correspondante, à un seuil donné.
En particulier, un tel seuil peut être déterminé en tenant compte de la valeur du couple position-valeur. Par exemple, pour une valeur égale à 1, le seuil peut être de 0,8 (pour tenir compte d'une perte de l'ordre de 20%).
Quelque soit le mode de réalisation considéré, l'information représentative du niveau de puissance peut être transmise dans la partie « préambule » de la trame montante. De cette façon, le point d'accès dispose très rapidement des informations de puissance. On rappelle à cet effet que si la trame descendante est une trame « Trigger », la station émet la trame montante un temps fixe après réception de la trame « Trigger », par exemple de l'ordre de 16 m5.
Un inconvénient de cette implémentation est que les stations doivent utiliser l'espacement inter porteuse défini dans les versions antérieures à la norme IEEE 802.11ax (c'est-à-dire 312,5 kHz), ce qui réduit le nombre de sous-porteuses par symbole OFDM, et donc la longueur des séquences ou du bitmap. De plus, l'utilisation d'une technique d'accès de type OFDMA en lien montant n'est pas possible selon cette implémentation, car une telle technique n'est définie que pour la norme IEEE 802.11ax ou les versions à venir. En variante, quel que soit le mode de réalisation considéré, l'information représentative du niveau de puissance peut être transmise dans la partie « donnée » de la trame montante. L'information représentative du niveau de puissance est alors considérée comme de la donnée (« payload ») de la couche physique (PHY).
Une telle implémentation permet de remonter l'information représentative du niveau de puissance en utilisant un format de trame IEEE 802.11ax (ou toute version plus récente). Ceci permet notamment de profiter d'un espacement inter porteuse de 78,125 kHz et de la technique d'accès de type OFDMA en lien montant.
En particulier, un mécanisme de contrôle de puissance sur le lien montant de l'OFDMA, tel que défini dans la norme IEEE 802.11ax, peut être mis en oeuvre, ce qui permet de s'assurer que les trames montantes envoyées par les différentes stations en réponse à la trame descendante (trame « Trigger » par exemple) arrivent avec une puissance sensiblement équivalente au niveau du point d'accès.
A titre purement illustratif, la figure 4 présente un exemple de trames échangées entre le point d'accès 11 et les stations STA1 121, STA2 122, ST A3 123 et STA4 124 du réseau illustré en figure 1.
Comme déjà décrit, le point d'accès AP 11 diffuse une trame descendante vers la ou les stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès. Par exemple, la trame descendante est une trame « Trigger », requérant la transmission, par toutes les stations recevant la trame « Trigger », d'un niveau de puissance du point d'accès reçue.
A réception de la trame montante, la première station STA1 121 estime la puissance de la trame descendante telle que reçue par la première station, obtient un indicateur d'intensité du signal reçu RSSI 1, et remonte au point d'accès 11 une information représentative de l'indicateur RSSI 1. La deuxième station STA2 122 estime également la puissance de la trame descendante telle que reçue par la deuxième station, obtient un indicateur d'intensité du signal reçu RSSI 1, et remonte également au point d'accès 11 l'information représentative de l'indicateur RSSI 1. La troisième station ST A3 123 estime la puissance de la trame descendante telle que reçue par la troisième station, obtient un indicateur d'intensité du signal reçu RSSI 2, et remonte au point d'accès 11 une information représentative de l'indicateur RSSI 2. Enfin, la quatrième station ST A4 124 estime la puissance de la trame descendante telle que reçue par la quatrième station, obtient un indicateur d'intensité du signal reçu RSSI 4, et remonte au point d'accès 11 une information représentative de l'indicateur RSSI 4.
Selon l'exemple illustré, les première et deuxième stations STA1 121 et STA2 122 utilisent la même information représentative d'un niveau de puissance, par exemple la même séquence ou le même bitmap, puisqu'elles se situent à la même distance du point d'accès 11.
5.4 Exemple de mise en oeuvre On présente ci-après un exemple de mise en œuvre de l'invention reposant sur l'utilisation d'une famille de séquences comprenant une séquence de référence et des versions décalées de la séquence de référence pour le codage des niveaux de puissance, et sur l'utilisation d'une trame « Trigger » avec un identifiant particulier pour la trame descendante.
Le point d'accès envoie une trame « Trigger » en mettant l'identifiant particulier dans le champ AID, et en fournissant des informations de contrôle de puissance pour les trames montantes selon la technique d'accès OFDMA à renvoyer par les stations (selon le processus classique décrit dans la norme IEEE 802.11ax).
Chaque station à portée du point d'accès (i.e. située dans la zone de couverture du point d'accès) recevant cette trame « Trigger » : décode la trame « Trigger », détecte qu'elle doit remonter son niveau de puissance reçue grâce à la présence de l'identifiant dans la trame « Trigger », utilise la puissance reçue de la trame « Trigger » pour déterminer le décalage à appliquer à la séquence de référence (supposée connue du point d'accès et des stations, ou dont les propriétés ont été préalablement signalées) en s'appuyant sur une table de correspondance (supposée connue du point d'accès et des stations ou préalablement communiquée), sélectionne éventuellement des points de constellation associés à la modulation à utiliser pour la transmission pour transmettre la séquence décalée (par exemple 64-QAM, supposée préconfigurée, signalée, ou choisie à la volée fonction du bilan de liaison) et répète éventuellement cette séquence décalée sur plusieurs symboles OFDM consécutifs (répétition également supposée signalée), envoie les points de constellation sélectionnés (i.e. les symboles de données ainsi construits) via une transformation fréquence-temps etc., après envoi du préambule selon la norme IEEE 802.11ax et, selon le processus d'envoi montant (UL: Uplink) OFDMA, un temps fixe après la réception de la trame « Trigger » (par exemple de l'ordre de 16 m5).
Le point d'accès reçoit donc des trames montantes en provenance des différentes stations présentes dans sa zone de couverture, les différentes trames montantes pouvant être superposées.
Après les étapes classiques de réception du préambule, le point d'accès : obtient les symboles correspondant à la séquence décalée, en sortie d'un module de transformation temps-fréquence, applique une corrélation glissante avec la séquence de référence connue du point d'accès, identifie les pics de corrélation aux alentours des décalages attendus et les compare à un seuil, établit une cartographie des niveaux de puissance reçue via la table de correspondance.
Le point d'accès peut alors ajuster son niveau de puissance d'émission grâce à cette cartographie. Il peut également tenir compte d'autres critères pour ajuster son niveau de puissance. 5.5 Variantes
Différentes variantes ou options peuvent être mises en oeuvre.
Par exemple, une optimisation possible consiste à réduire le nombre de niveaux de puissance à identifier, afin de gagner en réactivité, complexité et/ou consommation électrique. La liste des séquences ou bitmap pourrait ainsi être restreinte aux puissances les plus faibles (c'est-à-dire les stations les plus éloignées et donc les plus impactées par une réduction de puissance d'émission du point d'accès).
Une autre optimisation consiste à notifier une liste restreinte des séquences ou bitmap à utiliser dans la trame descendante (c'est-à-dire diminuer la granularité du retour).
Une variante possible consiste à constituer des groupes par bande (ou par unité de ressource RU) au lieu d'allouer toute la bande à toutes les stations (un seul utilisateur virtuel). En effet, la technique d'accès UL OFDMA permet notamment d'ordonnancer les stations par groupe. Les stations pouvant être groupées peuvent être identifiées dans la trame « Trigger » envoyée par le point d'accès pour notifier l'allocation et servir de trame de synchronisation. Les stations appartenant à un même groupe peuvent alors remonter simultanément, dans des unités de ressources, les informations représentatives de leur indicateur RSSI. Cette remontée d'information par groupe permet notamment de compresser le temps de remontée.
Une telle variante repose sur la constitution de groupes de stations. Par exemple, chaque station détermine à quel groupe elle appartient en fonction de la puissance estimée. Selon un autre exemple, les stations associées au point d'accès appartiennent à un premier groupe, et les stations non encore associées au point d'accès appartiennent à un deuxième groupe.
En particulier, certaines variantes, comme la réservation d'une sous-bande pour certaines stations ou la limitation du nombre de niveaux de puissance, peuvent nécessiter la transmission d'informations supplémentaires dans la trame descendante, destinées à être utilisées pour générer les trames montantes.
Par ailleurs, on a décrit différents modes de réalisation selon lesquels on utilise une séquence ou un bitmap par niveau de puissance, sans distinction de BSS. Dans le cas où plusieurs points d'accès sont présents, chaque point d'accès étant associé à un BSS, il est possible d'allouer une famille de séquences par BSS, ou un ensemble de vecteurs par BSS. On diminue ainsi le risque de collision entre les procédures initiées par les différents points d'accès.
Par exemple, il est possible de définir une famille de séquences par couleur BSS (en anglais « BSS color »). Une plage courte (avec un maximum de 64 couleurs différentes pour la norme IEEE 802.11ax) et les mécanismes existants pour la gestion des collisions de couleurs font un bon critère de sélection pour les familles de séquences. De plus, si les familles de séquences sont orthogonales, l'état du voisinage proche (notamment en termes de puissance) peut être obtenu par un point d'accès ayant reçu des trames montantes destinées à un point d'accès voisin.
On note que cette variante présente peu d'intérêt pour une mise en oeuvre selon la norme IEEE 802.11ax, puisque l'information de couleur BSS est déjà présente dans l'entête de la trame « Trigger ». Une même famille pourrait donc être utilisée sans risque de confondre les BSS, et il n'est pas nécessaire d'avoir des familles de séquences différentes.
Selon encore une variante, une station peut être utilisée pour relayer des trames montantes qu'elle aurait reçues, en provenance d'au moins une autre station. En particulier, si l'information représentative du niveau de puissance est transmise dans le domaine fréquentiel, la station recevant la trame montante peut la démoduler et relayer les bits/symboles correspondants (si elle arrive à identifier le type de trame). Le point d'accès recevant la trame montante relayée peut alors post -traiter ces bits/symboles en faisant le chemin inverse.
Selon une autre variante, l'envoi par le point d'accès d'une trame descendante peut être mis en oeuvre périodiquement à puissance nominale (non réduite) pour que les stations en veille prolongée ne perdent pas définitivement la couverture, ou encore pour que les stations arrivant à portée nominale du BSS puissent être incluses dans celui-ci.
L'envoi par le point d'accès d'une trame descendante peut aussi être mise en oeuvre à puissance réduite, notamment suite à l'analyse de l'environnement résultant d'une phase de collecte précédente (envoi d'une trame descendante et réception des trames montantes associées).
En particulier, la trame descendante peut être diffusée périodiquement ou suite à un événement déclencheur comme l'envoi de balises par le point d'accès (« beacons » en anglais), l'association d'au moins une nouvelle station avec le point d'accès, la détection d'un point d'accès voisin, la détection de la mobilité d'au moins une station, etc. En effet, les stations étant mobiles et l'environnement évoluant dans le temps (de nouvelles stations pouvant arriver dans la zone de couverture du point d'accès et souhaitant s'associer, par exemple), il est souhaitable de collecter régulièrement les informations de puissance. En particulier, le fait d'effectuer certaines occurrences de cette procédure juste après l'envoi des balises permet de s'assurer qu'un nombre maximum de stations sont actives. En effet, les stations en veille se réveillent régulièrement notamment pour écouter les informations essentielles transmises dans certaines balises.
5.6 Dispositifs
On présente finalement, en relation avec les figures 5 et 6, les structures simplifiées d'un point d'accès et d'une station selon au moins un mode de réalisation décrit ci-dessus.
Comme illustré en figure 5, un point d'accès comprend au moins une mémoire 51 comprenant une mémoire tampon, et au moins une unité de traitement 52, équipée par exemple d'une machine de calcul programmable ou d'une machine de calcul dédiée, par exemple un processeur P, et pilotée par le programme d'ordinateur 53, mettant en oeuvre des étapes du procédé de gestion d'un point d'accès sans fil selon au moins un mode de réalisation de l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 53 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 52.
Le processeur de l'unité de traitement 52 met en oeuvre des étapes du procédé de gestion décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur 53, pour : diffuser, vers la ou les stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès, une trame descendante, ladite trame descendante portant un indicateur requérant la transmission, par une station recevant ladite trame descendante, d'un niveau de puissance du point d'accès reçue, recevoir au moins une trame montante en provenance d'au moins une desdites stations, en réponse à ladite trame descendante, une trame montante émise par une station portant une information représentative du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station, déterminer au moins un niveau de puissance du point d'accès reçue par au moins une desdites stations, à partir de la ou desdites informations représentatives du niveau de puissance portées par la ou lesdites trames montantes.
Comme illustré en figure 6, une station comprend au moins une mémoire 61 comprenant une mémoire tampon, et au moins une unité de traitement 62, équipée par exemple d'une machine de calcul programmable ou d'une machine de calcul dédiée, par exemple un processeur P, et pilotée par le programme d'ordinateur 63, mettant en oeuvre des étapes du procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès selon au moins un mode de réalisation de l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 63 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 62.
Le processeur de l'unité de traitement 62 met en œuvre des étapes du procédé de transmission de données décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur 63, pour : recevoir une trame descendante, en provenance dudit point d'accès, détecter, dans ladite trame descendante, un indicateur requérant la transmission du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station, estimer la puissance de ladite trame descendante reçue par ladite station, transmettre audit point d'accès une trame montante portant une information représentative d'un niveau de puissance associé à la puissance estimée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de gestion d'un point d'accès sans fil, comprenant :
- la diffusion (21), vers une ou des stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès, d'une trame descendante, ladite trame descendante portant un indicateur requérant la transmission, par une station recevant ladite trame descendante, d'un niveau de puissance du point d'accès reçue,
- la réception (26) d'au moins une trame montante en provenance d'au moins une desdites stations, en réponse à ladite trame descendante, ladite au moins une trame montante émise par une station portant une information représentative du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station,
- la détermination (27) d'au moins un niveau de puissance du point d'accès reçue par au moins une desdites stations, à partir de la ou desdites informations représentatives du niveau de puissance portées par la ou lesdites trames montantes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite trame descendante est une trame d'allocation des ressources en lien montant.
3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite détermination (27) met en oeuvre, pour au moins une séquence d'une famille d'au moins une séquence connue dudit point d'accès, une corrélation entre ladite séquence et ladite au moins une trame montante.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite détermination (27) met en oeuvre, pour au moins un couple position-valeur d'un ensemble d'au moins un couple position-valeur connu dudit point d'accès :
- l'obtention d'une valeur associée à la position dudit couple position-valeur dans ladite au moins une trame montante,
- la comparaison de ladite valeur obtenue avec un seuil déterminé.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite trame descendante porte au moins une information appartenant au groupe comprenant :
- une puissance maximale, en deçà de laquelle une station doit remonter au point d'accès un niveau de puissance reçue,
- une famille d'au moins une séquence à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance,
- un nombre de décalages cycliques autorisés pour une séquence à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance,
- un ensemble d'au moins un couple position-valeur à utiliser par une station pour remonter un niveau de puissance.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une mise à jour de la puissance d'émission dudit point d'accès tenant compte de ladite détermination.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite trame descendante est diffusée périodiquement ou suite à un événement déclencheur appartenant au groupe comprenant :
- l'envoi d'au moins une balise par le point d'accès,
- l'association d'au moins une nouvelle station avec ledit point d'accès,
- la détection d'un point d'accès voisin,
- la détection de la mobilité d'au moins une station.
8. Procédé de transmission de données d'une station vers un point d'accès sans fil, comprenant :
- la réception (22) par ladite station d'une trame descendante, en provenance dudit point d'accès,
- la détection (23), dans ladite trame descendante, d'un indicateur requérant la transmission du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station,
- l'estimation (24) de la puissance de ladite trame descendante reçue par ladite station,
- la transmission (25) audit point d'accès d'une trame montante portant une information représentative d'un niveau de puissance associé à la puissance estimée.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite information représentative du niveau de puissance est une séquence d'une famille d'au moins une séquence connue dudit point d'accès, chaque séquence de ladite famille étant associée à un niveau de puissance distinct.
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite information représentative du niveau de puissance est un couple position-valeur d'un ensemble d'au moins un couple position-valeur connu dudit point d'accès, chaque couple position-valeur dudit ensemble étant associé à un niveau de puissance distinct.
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ladite information représentative du niveau de puissance est répétée sur plusieurs symboles OFDM consécutifs.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que ladite trame montante est transmise sur une ressource partagée par au moins une autre station transmettant une même information représentative dudit niveau de puissance.
13. Point d'accès sans fil apte à communiquer avec au moins une station, comprenant au moins une unité de traitement configurée pour :
- diffuser (21), vers une ou des stations présentes dans la zone de couverture du point d'accès, une trame descendante, ladite trame descendante portant un indicateur requérant la transmission, par une station recevant ladite trame descendante, d'un niveau de puissance du point d'accès reçue,
- recevoir (26) au moins une trame montante en provenance d'au moins une desdites stations, en réponse à ladite trame descendante, ladite au moins une trame montante émise par une station portant une information représentative du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station,
- déterminer (27) au moins un niveau de puissance du point d'accès reçue par au moins une desdites stations, à partir de la ou desdites informations représentatives du niveau de puissance portées par la ou lesdites trames montantes.
14. Station apte à communiquer avec un point d'accès sans fil comprenant au moins une unité de traitement configurée pour :
- recevoir (22) une trame descendante, en provenance dudit point d'accès,
- détecter (23), dans ladite trame descendante, un indicateur requérant la transmission du niveau de puissance du point d'accès reçue par ladite station,
- estimer (24) la puissance de ladite trame descendante reçue par ladite station,
- transmettre (25) audit point d'accès une trame montante portant une information représentative d'un niveau de puissance associé à la puissance estimée.
15. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ou 8 à 12 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.
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