WO2022129315A1 - Décodage collaboratif d'une trame corrompue détectée par plusieurs stations de base avec optimisation de la charge du réseau d'accès - Google Patents

Décodage collaboratif d'une trame corrompue détectée par plusieurs stations de base avec optimisation de la charge du réseau d'accès Download PDF

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WO2022129315A1
WO2022129315A1 PCT/EP2021/086157 EP2021086157W WO2022129315A1 WO 2022129315 A1 WO2022129315 A1 WO 2022129315A1 EP 2021086157 W EP2021086157 W EP 2021086157W WO 2022129315 A1 WO2022129315 A1 WO 2022129315A1
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WO
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corrupted
gateway station
detected
transmitted
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PCT/EP2021/086157
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Juan Carlos Zuniga
Arnaud MANSUY
Renaud MARTY
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Sigfox
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements

Definitions

  • the present invention belongs to the field of wireless communication systems.
  • the invention relates to a method for collaboratively decoding a frame transmitted by a terminal and detected simultaneously by several base stations.
  • Spatial diversity can be used, in particular, when several receivers located at different positions each detect a corrupted frame corresponding to the frame transmitted by the transmitter, without it being possible to decode said frame from a single frame. corrupt detected by a receiver. It is then necessary to combine the various corrupted frames detected by the various receivers to try to decode the frame emitted by the transmitter.
  • each receiver which has detected a frame corresponding to the frame to be decoded sends to the server information relating to a radio quality level of the detected frame (e.g. a signal-to-noise ratio level for the detected frame).
  • the server can then order the receivers in decreasing order of the radio quality level of the detected frame, then iteratively ask each receiver, in the order thus defined, to transmit to the server the frame detected by said receiver, and this as long as the server is not able to decode the frame from the detected frames already received.
  • this decoding method requires numerous communication exchanges between the server and the various receivers which have detected a frame corresponding to the frame to be decoded.
  • Patent KR 101 511 782 B1 describes different modes of implementation of a method of collaborative decoding of a frame sent by a source node to a destination node and relayed by different relay stations. Several relays are selected according to the frame they transmitted, and the collaborative decoding is operated from the frames received from the various selected relays.
  • a cloud-optimized link layer for low-power wide-area networks describes a method to correct a corrupted frame from several versions of the frame received by different base stations of a low-speed access network.
  • the present invention aims to remedy all or part of the drawbacks of the prior art, in particular those set out above.
  • the present invention proposes a method for decoding a frame transmitted by a transmitter device of a wireless communication system when said frame can be received simultaneously by several gateway stations of said system. wireless communication.
  • the method is implemented by a receiver device connected to the gateway stations. The process comprises the following steps:
  • a frame is considered “corrupted” when the receiving device is not able to decode said frame from a single version of the frame detected and transmitted by a gateway station. It is then necessary to obtain other versions of said frame possibly detected by other gateway stations and to combine the different versions obtained to decode the frame transmitted by the transmitter device.
  • a frame is considered “corrupted” when the receiver device does not receive an expected frame which should have been received on the communication channel at a given instant. It is then necessary to obtain different versions of said frame possibly detected by certain gateway stations in order to decode said frame by combining the different versions obtained.
  • We speak of “collaborative” decoding because the decoding is based on the combination of several versions of the frame detected respectively by different gateway stations, whereas each version taken individually does not make it possible to decode the frame.
  • gateway stations likely to have detected the frame sent by the sender device are selected to participate in the collaborative decoding of the frame by the receiver device.
  • Such provisions make it possible, on the one hand, to limit the communication exchanges between the receiver device and the gateway stations, and on the other hand to limit the number of frames which will have to be analyzed and possibly combined by the receiver device (which reduces the computing capabilities required at the receiving device).
  • gateway stations likely to have detected the frame sent by the sender device. It should however be noted that this selection is made without a gateway station having to previously communicate to the receiver device information relating to the corrupted frame that it may have detected. This means that a gateway station does not have to have transmitted the frame, nor even information relating to a power level with which the frame was detected, before the selection is made.
  • Such provisions make it possible, here again, to limit the load on the communication system, in particular in terms of bandwidth of the communication link connecting the receiver device with the gateway stations.
  • the communication channel is for example defined by a time period and/or a frequency band in which the frame is transmitted by the transmitter device to the receiver device.
  • the transmission of the request to each selected gateway station can be done by broadcasting (“multicast” or “broadcast”) or by point-to-point communication (“unicast”).
  • the request transmitted to each selected gateway station aims to request said selected gateway station to transmit for the first time the possibly detected corrupted frame. Indeed, the transmission of this request is made at a time when the frame has not already been transmitted before by the destination gateway station of the request.
  • the transmitter device corresponds to a terminal of the communication system
  • a gateway station corresponds to a base station of an access network of said communication system
  • the receiver device corresponds to a server of said network of access.
  • the server is responsible for decoding a frame sent by the terminal to the access network.
  • a gateway station is a repeater-type relay station. It can be for example an AF type repeater (English acronym for “Amplify and Forward", the signal is simply amplified for retransmission) or a DF type repeater (English acronym for "Decode and Forward", the signal is demodulated and then remodulated for retransmission).
  • the sender device can be a terminal and the receiver device can be an entity of an access network for which the frame sent by the terminal is intended.
  • the sender device can be a base station of an access network and the receiver device can be a terminal for which the frame sent by the base station is intended.
  • the invention may also comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
  • the method includes a prior step of receiving a corrupted frame detected on said communication channel by a first gateway station.
  • Said first gateway station is configured to transmit a corrupted frame when a predetermined criterion is verified.
  • the criterion may relate to a level of radio quality (for example the value a signal-to-noise ratio of the signal transporting the frame on the communication channel), a sequence number (for example if a corrupted frame is received between two frames having non-consecutive sequence numbers), an identifier of the device sender (for example if it is detected that the corrupted frame was sent by a sender device associated with a high level of importance), etc.
  • a level of radio quality for example the value a signal-to-noise ratio of the signal transporting the frame on the communication channel
  • a sequence number for example if a corrupted frame is received between two frames having non-consecutive sequence numbers
  • an identifier of the device sender for example if it is detected that the corrupted frame was sent by a sender device associated with a high level of importance
  • the predetermined criterion for the transmission of the corrupted frame by the first gateway station is verified when a radio quality level for at least part of the corrupted frame is greater than a predetermined threshold.
  • the step of selecting a gateway station likely to have detected a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded includes a calculation of a distance between said gateway station and the first gateway station.
  • the step of selecting a gateway station likely to have detected a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded comprises comparing the distance between said gateway station and the first gateway station with a predetermined threshold.
  • the step of selecting a gateway station likely to have detected a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded is implemented by an automatic learning algorithm based on a probability for said gateway station to have detected a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded knowing the first gateway station.
  • the method comprises a prior step of determining that an expected frame should have been received on the communication channel.
  • the step of selecting a gateway station likely to have detected a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded includes a check whether said gateway station is located in a predetermined geographical area corresponding to a estimated geographical position of the transmitter device which transmitted the frame to be decoded.
  • only part of the corrupted frame is transmitted by a selected gateway station, and the receiver device combines the parts of the corrupted frames transmitted by the different stations gateway selected to decode the frame.
  • several requests intended for the same selected gateway station, to ask said selected gateway station to transmit several different corrupted frames possibly received are concatenated and transmitted by the receiver device at once in a single request message.
  • the present invention relates to a computer program product comprising a set of program code instructions which, when executed by one or more processors, configure the processor or processors to implement a method according to any of the embodiments of the method according to the invention.
  • the present invention relates to a server of an access network of a wireless communication system.
  • the server is connected to several base stations of said access network and is configured to decode a frame transmitted by a terminal of said wireless communication system.
  • the server comprises one or more processors configured to implement a method according to any one of the modes of implementation of the method according to the invention.
  • the present invention relates to an access network of a wireless communication system, said access network comprising a server according to any one of the embodiments of the invention.
  • FIG. 1 a schematic representation of a wireless communication system
  • FIG. 2 a schematic representation of the main steps of a first mode of implementation of the decoding method according to the invention
  • FIG. 3 an illustration of the first mode of implementation of the decoding method by the access network
  • FIG. 4 a sequence diagram illustrating the first mode of implementation of the decoding method
  • FIG. 5 a schematic representation of the main steps of a second mode of implementation of the decoding method according to the invention
  • FIG. 6 an illustration of the second mode of implementation of the decoding method by the access network
  • FIG. 7 a sequence diagram illustrating the second mode of implementation of the decoding method
  • FIG. 8 a sequence diagram illustrating a scenario in which the server 50 accumulates several requests to send to different base stations during an accumulation period
  • FIG. 9 a sequence diagram illustrating a scenario in which the base stations accumulate, during an accumulation period, several individual requests transmitted successively by the server for several frames to be decoded.
  • the present invention finds a particularly advantageous application, although in no way limiting, in the case of a wireless communication system for applications of the M2M type (acronym Anglo-Saxon for "Machine to Machine") or of the “Internet of Things (“Internet of Things” or loT in Anglo-Saxon literature).
  • data exchanges are essentially one-way, in this case on an uplink from the terminals to an access network of said system.
  • the planning of the access network is often carried out in such a way that a given geographical area is covered simultaneously by several base stations, in such a way that a frame transmitted by a terminal can be received by several base stations of the access network. This means that the same frame sent by a terminal can be received and processed by several base stations (and not just by a single base station with which the terminal is associated).
  • FIG. 1 schematically represents an example of such a wireless communication system 10 .
  • the wireless communication system 10 comprises terminals 20 and an access network 30 comprising base stations 40 and a server 50.
  • the base stations 40 are connected to the server 50 by wired or wireless communication links.
  • the access network 30 is connected to a network main 60 (“backbone”), such as the Internet network.
  • backbone such as the Internet network.
  • the terminal 20 therefore plays the role of transmitter device
  • a base station plays the role of a gateway station
  • server plays the role of the receiver device responsible for decoding the frame transmitted by the terminal.
  • Each base station 40 is adapted to receive frames from a terminal 20 which is within its range.
  • a frame transmitted by a terminal 20 may include in particular an identifier of the terminal making it possible to identify said terminal 20.
  • Each frame thus received is for example transmitted to the server 50 of the access network 30, possibly accompanied by other information such as an identifier of the base station 40 which received it, a value representative of the quality of the radio signal transporting the frame, the central frequency on which the frame was received, a date on which the frame was received, etc.
  • the server 50 can then process all the frames received from the different base stations 40.
  • the server 50 can in particular be responsible for decoding a frame detected by a base station 40.
  • the wireless communication system 10 is for example a low power consumption wireless wide area network known by the term LPWAN (acronym for “Low Power Wide Area Network”).
  • LPWAN Low Power Wide Area Network
  • Such a wireless communication system is a long-range access network (greater than one kilometer, or even greater than a few tens of kilometers), with low energy consumption (for example energy consumption during transmission or reception of a frame of less than 100 mW, or even less than 50 mW, or even less than 25 mW), and whose bit rates are generally less than 1 Mbits/s.
  • Such wireless communication systems are particularly suitable for applications involving connected objects.
  • the wireless communication system 10 may be an ultra-narrowband communication system.
  • ultra narrow band (“Ultra Narrow Band” or UNB in the Anglo-Saxon literature)
  • Ultra Narrow Band or UNB in the Anglo-Saxon literature
  • the instantaneous frequency spectrum of the radio signals transmitted by the terminals has a frequency width of less than two kilohertz, or even less than one kilohertz.
  • Such a system makes it possible to significantly limit the electrical consumption of the terminals when they communicate with the access network.
  • the detection of a frame at the level of a base station 40 corresponds for example to the detection of a synchronization pattern indicating the start of a frame.
  • the synchronization pattern corresponds for example to a set of predefined radio symbols.
  • the detection of a frame can also include the identification of certain frame control parameters such as for example an identifier of the terminal that sent the frame, a sequence number of the frame, etc.
  • the decoding of a frame supposes being able to decode all the data contained in the frame (not only the control data, but also the useful data). This decoding can be implemented at the level of the server 50.
  • the heart of the invention resides in a particular process for collecting the various corrupted frames to be combined.
  • the method according to the invention aims in particular to limit the load of the access network 30, that is to say to limit the exchanges between the base stations 40 and the server 50 to decode a frame.
  • the server 50 can in particular be used to implement the main steps of the decoding method according to the invention.
  • the server 50 comprises a processing circuit comprising one or more processors and storage means (magnetic hard disk, electronic memory, optical disk, etc.) in which is stored a computer program product, in the form of a set of program code instructions to be executed to implement the steps of the decoding method.
  • the server processing circuit 50 comprises one or more programmable logic circuits (FPGA, PLD, etc.), and/or one or more specialized integrated circuits (ASIC), and/or a set of discrete electronic components , etc., suitable for putting implementation of the steps of the decoding method.
  • the server 50 comprises software and/or hardware means for implementing the decoding method according to the invention.
  • FIG. 2 schematically represents the main steps of a first mode of implementation of the decoding method 100 according to the invention.
  • Figure 3 illustrates an example of implementation by the access network 30.
  • the method 100 firstly comprises the reception 101a by the server 50 of a corrupted frame transmitted by the terminal 20 and detected by a first base station 41 on a communication channel.
  • the communication channel is for example defined by a period of time and a frequency band in which the frame is sent by the terminal to the access network.
  • the method 100 then includes the selection 102, by the server 50, of one or more base stations 42 likely to have detected, on said communication channel, a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded.
  • the selection step 102 is carried out in such a way that, to be selected, a base station 42 does not have to communicate beforehand to the server 50 information relating to said possibly detected corrupted frame. This means that a base station 42 does not have to have transmitted the frame, nor even for example information relating to a power level with which the frame was detected, before the selection 102 is operated.
  • the method 100 then includes the transmission 103, by the server 50, of a request to each base station 42 selected to ask said base station 42 selected to transmit the possibly detected corrupted frame.
  • This request aims to ask said selected base station 42 to transmit for the first time the possibly detected corrupted frame (the transmission of this request is made at a time when the frame has not already been transmitted previously by the base station). base 42 selected).
  • the transmission 103 of the request to each selected base station 42 can be done by broadcasting (“multicast” or “broadcast”) or by point-to-point communication (“unicast”).
  • the request may in particular include information on the frame (for example the frequency or the period of time at which the frame is supposed to have been transmitted, an assumed sequence number of the frame, an identifier of the terminal supposed to have transmitted the frame, etc. ).
  • the server performs a combination 104 of the corrupted frames transmitted by the various base stations 42 selected to decode the frame.
  • reference 40 represents, in general, a station of access network base 30; reference 41 represents the first base station involved in step 101a; and reference 42 represents the base stations selected in step 102 and involved in step 103.
  • Such provisions make it possible on the one hand to limit the exchanges of communication between the server and the base stations of the access network (which limits the load of the access network), and on the other hand to limit the number of frames that will have to be analyzed and possibly combined by the server (which reduces the computing capacities required at the server level). It is important to note that the selection step 102 is performed without a base station 42 having to previously communicate to the server information relating to the corrupted frame that it may have detected.
  • the first base station 41 can be configured to transmit a corrupted frame when a predetermined criterion is verified.
  • the criterion may relate to a level of radio quality (for example the value of a signal-to-noise ratio of the signal transporting the frame on the communication channel).
  • the predetermined criterion for the transmission of the corrupted frame by the first base station 41 can in particular be considered as verified when a radio quality level for at least part of the corrupted frame is greater than a predetermined threshold.
  • Such provisions make it possible here again to limit the load on the access network since only a frame having a sufficient level of radio quality (that is to say a frame capable of being decoded or at least of participating effectively in the decoding of the frame by combination with other frames received by other base stations) will be transmitted by a first base station 41 .
  • the predetermined criterion can also relate to a sequence number. For example, if a corrupted frame is received between two frames having sequence numbers N and (N+2) respectively, then the corrupted frame probably corresponds to the frame with sequence number (N+1), and it is advantageous to try to decode this frame.
  • the predetermined criterion can also relate to an identifier of the terminal. For example, if it is detected that the corrupted frame was transmitted by a terminal associated with a high level of importance, then it is advantageous to try to decode this frame. Other criteria can be envisaged to trigger the transmission of a corrupted frame by the first base station 41, and the choice of a particular criterion only constitutes a variant of the invention.
  • the selection 102 can in particular be based on the distance separating the base stations. For example, a base station 42 is selected if the distance between said base station 42 and the first base station 41 is less than a predetermined threshold. Indeed, the base stations which are located close to the first base station have a greater probability of having detected a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded.
  • the selection step 102 can also be implemented by an automatic learning algorithm based on a probability for a base station to have detected a corrupted frame corresponding to the frame to be decoded knowing the first base station 41 . It is for example conceivable to estimate the conditional probability for a base station of having received a particular frame knowing that the first base station 41 has received said frame, a frame preceding said frame, and/or a frame consecutive to said frame. By using metadata accumulated in the past, it is possible to train a supervised machine learning model (decision tree, support vector machine (or SVM for "Support Vector Machine"), deep learning algorithm, etc. .) to estimate the value of this probability. It is then conceivable to select the base stations having a probability value greater than a predetermined threshold, or else to select a certain number of base stations having the highest probability values.
  • a supervised machine learning model decision tree, support vector machine (or SVM for "Support Vector Machine"
  • deep learning algorithm etc. .
  • FIG. 4 represents a sequence diagram illustrating the first mode of implementation of the decoding method described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the sequence diagram illustrates the following steps:
  • a selected base station 42 might not have detected a frame corresponding to the frame to be decoded. In this case, the base station would not respond to the request sent by the server.
  • FIG. 5 schematically represents the main steps of a second mode of implementation of the decoding method according to the invention.
  • Figure 6 illustrates an example of implementation by the access network.
  • the method 100 includes a determination 101 b by the server 50 that an expected frame should have been received on a communication channel.
  • the server 50 knows the period at which the terminal 20 transmits frames. The server can therefore estimate when a frame originating from the terminal 20 must be received. If the server does not receive a frame from the terminal 20 at the estimated time, then it is determined that an expected frame should have been received.
  • the method 100 then includes the selection 102, by the server 50, of one or more base stations 42 likely to have detected, on said communication channel, a corrupted frame corresponding to the expected frame.
  • the method 100 then includes the transmission 103, by the server 50, of a request to each selected base station 42 to request said selected base station 42 to transmit (for the first time) the possibly detected corrupted frame.
  • the server performs a combination 104 of the corrupted frames transmitted by the various base stations 42 selected to decode the frame.
  • the selection 102, transmission 103 and combination 104 steps are similar to those described for the first embodiment.
  • the second mode of implementation therefore differs from the first mode of implementation by the way in which the method is triggered (step 101 a for the first mode of implementation and step 101 b for the second mode of implementation) .
  • the set 43 of base stations 42 selected is represented in FIG. 6 by a dotted region.
  • FIG. 7 represents a sequence diagram illustrating the second mode of implementation of the decoding method described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the sequence diagram illustrates the following steps:
  • a selected base station 42 might not have detected a frame corresponding to the expected frame. In this case, the base station would not respond to the request sent by the server.
  • the selection step 102 can also be implemented such that a base station 42 is selected if it is located in a predetermined geographical area corresponding to an estimated geographical position of the terminal 20 which sent the frame to be decoded.
  • a geographic area 70 corresponds to an estimated geographical position of the terminal 20 which transmitted the expected frame (or in other words the frame to be decoded).
  • this geographical zone 70 corresponds to a circle whose center is the estimated position of the terminal 20 and the radius corresponds to a margin of error associated with the precision of geolocation of the terminal 20 by the access network 30.
  • the selection step 102 can also be implemented such that a base station 42 is selected if a combination (for example an accumulation or an alternative) of the selection conditions previously described are satisfied.
  • a base station 42 is selected if it is located close to a first base station 41 and/or if it is located in a geographical area 70 corresponding to an estimated geographical position of the terminal 20 which transmitted the frame. to decode.
  • the terminal 20 can be equipped with a satellite positioning system and have previously informed the access network of its geographical position.
  • the access network may have previously estimated the geographical position of the terminal 20 from multilateration methods based on differences in time of arrival (TDOA for "Time Difference Of Arrival") or frequency differences arrival (“FDOA” for "Frequency Difference Of Arrival”) or differences in angles of arrival (AOA for "Angle Of Arrival”) of radio signals from the terminal 20.
  • TDOA Time Difference Of Arrival
  • FDOA frequency differences arrival
  • AOA Angle Of Arrival
  • the network of The access may have previously estimated the geographical position of the terminal 20 from classification or regression methods based on radio signatures of radio signals originating from the terminal 20 (“radio fingerprinting” in the Anglo-Saxon literature). These conventional methods for estimating the position of terminal 20 are considered known to those skilled in the art.
  • only part of the corrupted frame is transmitted by a selected base station 42, and the server 50 combines the parts of the corrupted frames transmitted by the different base stations 42 selected to decode the frame.
  • Such provisions make it possible to further limit the load on the access network. For example, only the parts of the frame which have a level of quality greater than a predetermined threshold are transmitted in response to the request from the server. In other words, only the parts of the corrupted frame detected by a selected base station 42 which will be able to participate effectively in the decoding of the frame are transmitted by said base station 42. This avoids unnecessary transmission of frame parts whose quality level is so bad that they will not be able to help decoding the frame.
  • a request sent by the server 50 may contain a information relating to a particular criterion making it possible to determine which parts of a detected corrupted frame must be transmitted in response to the request.
  • the request may indicate a signal-to-noise ratio threshold, and only those parts of the frame having a signal-to-noise ratio greater than this threshold are transmitted in response to the request.
  • a “part” of the frame can for example correspond to one or more radio symbols, or to one or more data bits of the frame.
  • the server 50 sends a request to the selected base stations 42 without waiting, that is to say as soon as the server 50 receives a corrupted frame or as soon as the server 50 determines that an expected frame should have been received. It is however conceivable to introduce an accumulation period during which several requests intended for the same base station are accumulated at the level of the server 50 and then included in a single and same message transmitted at the end of the accumulation period. A base station 42 which receives such a message comprising several requests can then transmit several corrupted frames concatenated in one and the same response message. Such provisions make it possible to further limit the load of the access network 30 since the number of request messages and the number of response messages is reduced.
  • the server 50 and the base stations 40 can in particular comprise a buffer memory.
  • FIG. 8 illustrates, by way of example, a scenario in which the server 50 accumulates several requests to send to different base stations during an accumulation period Tacc-
  • the server 50 receives, in a first step 101 a, a corrupted frame Ai transmitted (Tx) by a base station 40-1 playing the role of first base station 41 for a frame A to decode.
  • the server 50 also receives, in a second step 101 a, a corrupted frame B 2 transmitted by a base station 40-2 playing the role of first base station 41 for a frame B to decode.
  • the server 50 determines, in a step 101b, that a frame C should have been received.
  • the server 50 implements the step 102 of selection 50 of the base stations likely to have detected corrupted frames corresponding to the frames A, B and C to be decoded.
  • base stations 40-2 and 40-3 are selected to help decode frame A; base stations 40-1 and 40-3 are selected to help decode the B frame; base stations 40-1, 40-2 and 40-3 are selected to assist in the decoding of the C frame.
  • the server 50 transmits to each selected base station 42 a single request message (Req) comprising several requests intended for said base station.
  • the server 50 sends the base station 40-1 a request message comprising two requests respectively for frames B and C; the server 50 sends the base station 40-2 a request message comprising two requests respectively for frames A and C; and the server 50 sends to the base station 40-3 a request message comprising three requests respectively for frames A, B and C.
  • the base station 40-1 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames Bi and Ci that it has received are concatenated; the base station 40-2 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames A 2 and C 2 that it has received are concatenated; the base station 40-3 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames A 3 and B 3 that it has received are concatenated.
  • Rsp response message
  • the base station 40-2 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames A 2 and C 2 that it has received are concatenated
  • the base station 40-3 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames A 3 and B 3 that it has received are concatenated.
  • the server 50 can then combine the corrupted frames Ai, A 2 and A 3 to decode the frame A; the server can combine the corrupted frames Bi, B 2 and B 3 to decode the frame B; the server can combine the corrupted frames Ci and C 2 to decode the frame C.
  • base stations 40-1 and 40-2 each detected a corrupted frame for each of frames A, B, and C.
  • Base station 40-3 on the other hand, detected a corrupt frame only for frames A and B. The base station 40-3 cannot therefore respond to the request from the server 50 to transmit a corrupt frame corresponding to frame C.
  • a base station 42 when a base station 42 receives a request message comprising one or more requests, said base station 42 transmits without waiting for the corrupted frame(s) indicated in the request message.
  • This corresponds to a synchronous operating mode for which a response is sent without waiting as soon as a request is received.
  • the response message transmitted by the base station 42 can respond to several individual requests sent successively by the server 50 for several different frames, or else to a single request message sent by the server 50 and comprising several requests for several different frames.
  • An individual request sent by the server 50, or a request message comprising several requests can include a parameter to indicate whether the request(s) can or must be processed synchronously or asynchronously by the base station 42.
  • the individual request or the request message can include a parameter to indicate a duration of the accumulation period or a time window in which the response must be made.
  • this makes it possible to optimize the use of the communication channel (it takes less radio resources to transmit a single response comprising several concatenated corrupted frames than to transmit several responses each comprising a single corrupted frame).
  • the base station is of the half-duplex type, this makes it possible to limit the time during which a base station is in transmission mode and therefore unavailable to receive a frame transmitted by a terminal (it takes less time to transmit a single response comprising several concatenated corrupted frames than to transmit several responses each comprising a single corrupted frame).
  • FIG. 9 illustrates, by way of example, a scenario in which the base stations 40-1, 40-2 and 40-3 accumulate, during an accumulation period T aC c , several individual requests transmitted successively by the server 50 for A, B and C frames to be decoded.
  • the server 50 receives, in a step 101a, a corrupted frame Ai transmitted (Tx) by the base station 40-1 playing the role of first base station 41 for the frame A.
  • the server 50 selects, during 'a step 102, the base stations 40-2 and 40-3 to help decode the frame A.
  • the server sends an individual request (Req) to each of the base stations 40-2 and 40-3 to ask them to transmit a possibly received corrupted frame corresponding to frame A.
  • the base stations 40-2 and 40-3 do not respond immediately to the request.
  • the server 50 receives, in another step 101a, a corrupt frame Bi transmitted (Tx) by the base station 40-2 playing the role of first base station 41 for the frame B.
  • the server 50 selects, during of a step 102, the base stations 40-1 and 40-3 to help decode the frame B.
  • the server 50 sends an individual request (Req) to each of the base stations 40-1 and 40-3 to ask them to transmit a possibly received corrupted frame corresponding to frame B.
  • the base stations 40-1 and 40-3 do not respond immediately to the request.
  • the server determines, during a step 101b, that a frame C should have been received.
  • the server 50 selects, during a step 102, the base stations 40-1, 40-2 and 40-3 to help decode the frame C.
  • the server 50 sends an individual request (Req) to each base stations 40-1, 40-2 and 40-3 to ask them to transmit a possibly received corrupted frame corresponding to frame C.
  • the base stations 40-1, 40-2 and 40-3 do not respond not immediately upon request.
  • the base station 40-1 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames Bi and Ci that it has received are concatenated; the base station 40-2 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames A 2 and C 2 that it has received are concatenated; the base station 40-3 transmits a response message (Rsp) in which the corrupted frames A 3 , B 3 that it has received are concatenated.
  • the base station 40-3 has not detected a corrupted frame corresponding to the frame C. The base station 40-3 cannot therefore respond to the request from the server 50 to transmit a corrupted frame corresponding to frame C.
  • the server 50 can then combine the corrupted frames Ai, A 2 and A 3 to decode the frame A; the server can combine the corrupted frames Bi, B 2 and B 3 to decode the frame B; the server can combine the corrupted frames Ci and C 2 to decode the frame C.
  • FIGS. 8 and 9 can of course be combined to introduce an accumulation period both on the side of the server and on the side of the base stations.
  • the present invention achieves the set objectives.
  • the method 100 according to the invention allows collaborative decoding of a frame transmitted by a terminal 20 in which several base stations 42 are involved, but the load of the access network 30 and the complexity at the level of the server 50 are significantly reduced compared to conventional solutions.
  • the invention has been described based on an example in which a terminal 20 sends a frame to a plurality of base stations 40 of an access network 30, and a server 50 of said access network 30 is responsible for decoding the frame transmitted by the terminal 20. As mentioned above, nothing prevents the invention from being applied to other examples.
  • the invention generally applies to the case where several gateway stations can receive a frame sent by a sender device and can interact with a receiver device responsible for decoding the frame.

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Abstract

Dans un système de communication sans fil, un procédé (100) pour décoder une trame émise par un dispositif émetteur est mis en œuvre par un dispositif récepteur. Le procédé (100) comporte les étapes suivantes : - sélection (102) d'une ou plusieurs stations passerelles susceptibles d'avoir détecté, sur un canal de communication, une trame corrompue correspondant à la trame à décoder, ladite sélection (102) étant réalisée de sorte que pour être sélectionnée une station passerelle n'a pas à communiquer préalablement au dispositif récepteur une information relative à ladite trame corrompue éventuellement détectée, - émission (103) d'une requête à chaque station passerelle sélectionnée pour demander à ladite station passerelle sélectionnée de transmettre la trame corrompue éventuellement détectée, - combinaison (104) des trames corrompues transmises par les différentes stations passerelles sélectionnées pour décoder la trame.

Description

Décodage collaboratif d’une trame corrompue détectée par plusieurs stations de base avec optimisation de la charge du réseau d’accès
Domaine de l’invention
La présente invention appartient au domaine des systèmes de communication sans fil. Notamment, l’invention concerne une méthode pour décoder de façon collaborative une trame émise par un terminal et détectée simultanément par plusieurs stations de base.
Etat de la technique
Dans les systèmes de communication sans fil, il est connu d’utiliser la diversité spatiale pour améliorer les performances de décodage d’une trame émise par un émetteur.
La diversité spatiale peut être utilisée, notamment, lorsque plusieurs récepteurs situés à des positions différentes détectent chacun une trame corrompue correspondant à la trame émise par l’émetteur, sans qu’il ne soit possible de décoder ladite trame à partir d’une seule trame corrompue détectée par un récepteur. Il convient alors de combiner les différentes trames corrompues détectées par les différents récepteurs pour essayer de décoder la trame émise par l’émetteur.
Il existe plusieurs méthodes reposant sur le concept de la diversité spatiale. Ces méthodes se basent généralement sur des technologies MIMO (acronyme anglais de « Multiple-Input Multiple Output », « entrées multiples, sorties multiples » en français) et MRC (acronyme anglais de « Maximal-Ratio Combining », « combinaison à rapport maximal » en français).
De façon conventionnelle, dans la technologie MRC, tous les récepteurs qui ont détecté une trame envoient la trame détectée à un serveur central responsable de combiner les différentes trames détectées pour décoder la trame émise par l’émetteur. Cette méthode de décodage entraîne toutefois une charge importante au niveau du réseau d’accès, notamment en termes de bande passante du lien de communication reliant le serveur avec les stations de base, et en termes de capacités de calcul du serveur.
Dans une version incrémentale de la technologie MRC (l-MRC pour « Incremental-MRC »), plutôt que d’envoyer inconditionnellement la trame détectée, chaque récepteur qui a détecté une trame correspondant à la trame à décoder envoie au serveur une information relative à un niveau de qualité radio de la trame détectée (par exemple un niveau de rapport signal à bruit pour la trame détectée). Le serveur peut alors ordonner les récepteurs par ordre décroissant du niveau de qualité radio de la trame détectée, puis demander itérativement à chaque récepteur, dans l’ordre ainsi défini, de transmettre au serveur la trame détectée par ledit récepteur, et ceci tant que le serveur n’est pas capable de décoder la trame à partir des trames détectées déjà reçues. Cette méthode de décodage nécessite toutefois de nombreux échanges de communication entre le serveur et les différents récepteurs qui ont détecté une trame correspondant à la trame à décoder.
Le brevet KR 101 511 782 B1 décrit différents modes de mise en oeuvre d’un procédé de décodage collaboratif d’une trame émise par un nœud source à destination d’un nœud destinataire et relayées par différentes stations relais. Plusieurs relais sont sélectionnés en fonction de la trame qu’ils ont transmis, et le décodage collaboratif est opéré à partir des trames reçus des différents relais sélectionnés.
Le document « A cloud-optimized link layer for low-power wide-area networks », de Artur Balanuta et al., décrit une méthode pour corriger une trame corrompue à partir de plusieurs versions de la trame reçues par différentes stations de base d’un réseau d’accès bas débit.
Il n’existe pas actuellement de solution satisfaisante, notamment en termes de charge du réseau d’accès, pour décoder de façon collaborative une trame émise par un émetteur à partir de plusieurs trames corrompues détectées respectivement par plusieurs récepteurs situés à des positions différentes.
Exposé de l’invention
La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant.
A cet effet, et selon un premier aspect, il est proposé par la présente invention, un procédé pour décoder une trame émise par un dispositif émetteur d’un système de communication sans fil lorsque ladite trame peut être reçue simultanément par plusieurs stations passerelles dudit système de communication sans fil. Le procédé est mis en œuvre par un dispositif récepteur connecté aux stations passerelles. Le procédé comporte les étapes suivantes :
- sélection d’une ou plusieurs stations passerelles susceptibles d’avoir détecté, sur un canal de communication, une trame corrompue correspondant à la trame à décoder, ladite sélection étant réalisée de sorte que pour être sélectionnée une station passerelle n’a pas à communiquer préalablement au dispositif récepteur une information relative à ladite trame corrompue éventuellement détectée, - émission d’une requête à chaque station passerelle sélectionnée pour demander à ladite station passerelle sélectionnée de transmettre la trame corrompue éventuellement détectée,
- combinaison des trames corrompues transmises par les différentes stations passerelles sélectionnées pour décoder la trame.
Par exemple, une trame est considérée « corrompue » lorsque le dispositif récepteur n’est pas capable de décoder ladite trame à partir d’une seule version de la trame détectée et transmise par une station passerelle. Il convient alors d’obtenir d’autres versions de ladite trame éventuellement détectées par d’autres stations passerelles et de combiner les différentes versions obtenues pour décoder la trame émise par le dispositif émetteur. Selon un autre exemple, une trame est considérée « corrompue » lorsque le dispositif récepteur ne reçoit pas une trame attendue qui aurait dû être reçue sur le canal de communication à un instant donné. Il convient alors d’obtenir différentes versions de ladite trame éventuellement détectées par certaines stations passerelles afin de décoder ladite trame en combinant les différentes versions obtenues. On parle de décodage « collaboratif » car le décodage repose sur la combinaison de plusieurs versions de la trame détectées respectivement par différentes stations passerelles alors que chaque version prise individuellement ne permet pas de décoder la trame.
Dans le procédé selon l’invention, seules certaines stations passerelles susceptibles d’avoir détecté la trame émise par le dispositif émetteur sont sélectionnées pour participer au décodage collaboratif de la trame par le dispositif récepteur. De telles dispositions permettent d’une part de limiter les échanges de communication entre le dispositif récepteur et les stations passerelles, et d’autre part de limiter le nombre de trames qui devront être analysées et éventuellement combinées par le dispositif récepteur (ce qui réduit les capacités de calcul nécessaires au niveau du dispositif récepteur).
Comme cela sera détaillé par la suite, différentes méthodes peuvent être envisagées pour sélectionner des stations passerelles susceptibles d’avoir détecté la trame émise par le dispositif émetteur. Il convient toutefois de noter que cette sélection est réalisée sans qu’une station passerelle n’ait à communiquer préalablement au dispositif récepteur une information relative à la trame corrompue qu’elle a éventuellement détectée. On entend par là qu’une station passerelle n’a pas à avoir émis la trame, ni même une information relative à un niveau de puissance avec lequel la trame a été détectée, avant que la sélection ne soit opérée. De telles dispositions permettent, là encore, de limiter la charge la charge du système de communication, notamment en termes de bande passante du lien de communication reliant le dispositif récepteur avec les stations passerelles.
Le canal de communication est par exemple défini par une période de temps et/ou une bande de fréquences dans lesquelles la trame est émise par le dispositif émetteur à destination du dispositif récepteur.
L’émission de la requête à chaque station passerelle sélectionnée peut être faite par diffusion (« multicast » ou « broadcast ») ou par une communication point à point (« unicast »).
La requête émise à chaque station passerelle sélectionnée vise à demander à ladite station passerelle sélectionnée de transmettre pour la première fois la trame corrompue éventuellement détectée. En effet, l’émission de cette requête est faite à un moment où la trame n’a pas déjà été transmise auparavant par la station passerelle destinatrice de la requête.
Selon un premier exemple, le dispositif émetteur correspond à un terminal du système de communication, une station passerelle correspond à une station de base d’un réseau d’accès dudit système de communication, et le dispositif récepteur correspond à un serveur dudit réseau d’accès. Le serveur est responsable de décoder une trame émise par le terminal à destination du réseau d’accès.
Selon un deuxième exemple, une station passerelle est une station relai de type répéteur. Il peut s’agit par exemple d’un répéteur de type AF (acronyme anglais pour « Amplify and Forward », le signal est simplement amplifié pour la retransmission) ou un répéteur de type DF (acronyme anglais pour « Decode and Forward », le signal est démodulé puis remodulé pour la retransmission). Le dispositif émetteur peut être un terminal et le dispositif récepteur peut être une entité d’un réseau d’accès auquel la trame émise par le terminal est destinée. Inversement, le dispositif émetteur peut être une station de base d’un réseau d’accès et le dispositif récepteur peut être un terminal à qui la trame émise par la station de base est destinée.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé comporte une étape préalable de réception d’une trame corrompue détectée sur ledit canal de communication par une première station passerelle. Ladite première station passerelle est configurée pour transmettre une trame corrompue lorsqu’un critère prédéterminé est vérifié.
Le critère peut être relatif à un niveau de qualité radio (par exemple la valeur d’un rapport signal à bruit du signal transportant la trame sur le canal de communication), à un numéro de séquence (par exemple si une trame corrompue est reçue entre deux trames présentant des numéros de séquence non consécutifs), à un identifiant du dispositif émetteur (par exemple s’il est détecté que la trame corrompue a été émise par un dispositif émetteur associé à un niveau d’importance élevé), etc.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le critère prédéterminé pour la transmission de la trame corrompue par la première station passerelle est vérifié lorsqu’un niveau de qualité radio pour une partie au moins de la trame corrompue est supérieur à un seuil prédéterminé.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’étape de sélection d’une station passerelle susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder comporte un calcul d’une distance entre ladite station passerelle et la première station passerelle.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’étape de sélection d’une station passerelle susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder comporte une comparaison de la distance entre ladite station passerelle et la première station passerelle avec un seuil prédéterminé.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’étape de sélection d’une station passerelle susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder est mise en oeuvre par un algorithme d’apprentissage automatique basé sur une probabilité pour ladite station passerelle d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder connaissant la première station passerelle.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé comporte une étape préalable de détermination qu’une trame attendue aurait dû être reçue sur le canal de communication.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’étape de sélection d’une station passerelle susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder comporte une vérification si ladite station passerelle se situe dans une zone géographique prédéterminée correspondant à une position géographique estimée du dispositif émetteur qui a émis la trame à décoder.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, en réponse à la requête émise par le dispositif récepteur, une partie seulement de la trame corrompue est transmise par une station passerelle sélectionnée, et le dispositif récepteur combine les parties des trames corrompues transmises par les différentes stations passerelle sélectionnées pour décoder la trame. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, plusieurs requêtes destinées à une même station passerelle sélectionnée, pour demander à ladite station passerelle sélectionnée de transmettre plusieurs trames corrompues différentes éventuellement reçues, sont concaténées et émises par le dispositif récepteur en une seule fois dans un seul message de requête.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, en réponse à plusieurs requêtes émises par le dispositif récepteur pour plusieurs trames différentes, plusieurs trames corrompues sont concaténées et transmises en une seule fois par une station passerelle sélectionnée.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un produit programme d’ordinateur comportant un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en oeuvre un procédé selon l’un quelconque des modes de mise en oeuvre du procédé selon l’invention.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un serveur d’un réseau d’accès d’un système de communication sans fil. Le serveur est connecté à plusieurs stations de base dudit réseau d’accès et il est configuré pour décoder une trame émise par un terminal dudit système de communication sans fil. Le serveur comporte un ou plusieurs processeurs configurés pour mettre en oeuvre un procédé selon l’un quelconque des modes de mise en oeuvre du procédé selon l’invention.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un réseau d’accès d’un système de communication sans fil, ledit réseau d’accès comportant un serveur selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention.
Présentation des figures
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures 1 à 7 qui représentent :
[Fig. 1] une représentation schématique d’un système de communication sans fil,
[Fig. 2] une représentation schématique des principales étapes d’un premier mode de mise en oeuvre du procédé de décodage selon l’invention,
[Fig. 3] une illustration du premier mode de mise en oeuvre du procédé de décodage par le réseau d’accès,
[Fig. 4] un diagramme de séquence illustrant le premier mode de mise en oeuvre du procédé de décodage,
[Fig. 5] une représentation schématique des principales étapes d’un deuxième mode de mise en œuvre du procédé de décodage selon l’invention,
[Fig. 6] une illustration du deuxième mode de mise en œuvre du procédé de décodage par le réseau d’accès,
[Fig. 7] un diagramme de séquence illustrant le deuxième mode de mise en œuvre du procédé de décodage,
[Fig. 8] un diagramme de séquence illustrant un scénario dans lequel le serveur 50 accumule plusieurs requêtes à émettre à différentes stations de base pendant une période d’accumulation,
[Fig. 9] un diagramme de séquence illustrant un scénario dans lequel les stations de base accumulent, pendant une période d’accumulation, plusieurs requêtes individuelles émises successivement par le serveur pour plusieurs trames à décoder.
Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas nécessairement à une même échelle, sauf mention contraire.
Description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention
La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cas d’un système de communication sans fil pour des applications du type M2M (acronyme anglo-saxon pour « Machine to Machine ») ou du type « Internet des objets » (« Internet of Things » ou loT dans la littérature anglo- saxonne).
Dans un tel système de communication sans fil, les échanges de données sont essentiellement monodirectionnels, en l’occurrence sur un lien montant des terminaux vers un réseau d’accès dudit système. Afin de minimiser les risques de perdre une trame (un message) émis par un terminal, la planification du réseau d’accès est souvent réalisée de telle sorte qu’une zone géographique donnée est couverte simultanément par plusieurs stations de base, de telle manière qu’une trame émise par un terminal peut être reçue par plusieurs stations de base du réseau d’accès. On entend par là qu’une même trame émise par un terminal peut être reçue et traitée par plusieurs stations de base (et non pas seulement par une unique station de base à laquelle le terminal serait associé).
La figure 1 représente schématiquement un exemple d’un tel système 10 de communication sans fil. Le système 10 de communication sans fil comprend des terminaux 20 et un réseau d’accès 30 comprenant des stations de base 40 et un serveur 50. Les stations de base 40 sont connectées au serveur 50 par des liens de communication filaires ou sans fil. Le réseau d’accès 30 est connecté à un réseau principal 60 (« backbone »), comme par exemple le réseau Internet.
Dans l’exemple considéré, le terminal 20 joue donc le rôle de dispositif émetteur, une station de base joue le rôle d’une station passerelle, et serveur joue le rôle du dispositif récepteur responsable de décoder la trame émise par le terminal.
Chaque station de base 40 est adaptée à recevoir des trames d’un terminal 20 qui se trouve à sa portée. Une trame émise par un terminal 20 peut comporter notamment un identifiant du terminal permettant d’identifier ledit terminal 20. Chaque trame ainsi reçue est par exemple transmise au serveur 50 du réseau d’accès 30, éventuellement accompagnée d’autres informations comme un identifiant de la station de base 40 qui l’a reçue, une valeur représentative de la qualité du signal radio transportant la trame, la fréquence centrale sur laquelle la trame a été reçue, une date à laquelle la trame a été reçue, etc. Le serveur 50 peut alors traiter l’ensemble des trames reçues des différentes stations de base 40. Le serveur 50 peut notamment être responsable du décodage d’une trame détectée par une station de base 40.
Le système 10 de communication sans fil est par exemple un réseau étendu sans fil à basse consommation électrique connu sous le terme LPWAN (acronyme anglais de « Low Power Wide Area Network »). Un tel système de communication sans fil est un réseau d’accès à longue portée (supérieure à un kilomètre, voire même supérieure à quelques dizaines de kilomètres), à faible consommation énergétique (par exemple une consommation énergétique lors de la transmission ou de la réception d’une trame inférieure à 100 mW, voire inférieure à 50 mW, voire même inférieure à 25 mW), et dont les débits sont généralement inférieurs à 1 Mbits/s. De tels systèmes de communication sans fil sont particulièrement adaptés pour des applications impliquant des objets connectés.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le système 10 de communication sans fil peut être un système de communication à bande ultra étroite. Par « bande ultra étroite » (« Ultra Narrow Band » ou UNB dans la littérature anglo- saxonne), on entend que le spectre fréquentiel instantané des signaux radio émis par les terminaux est de largeur fréquentielle inférieure à deux kilohertz, voire inférieure à un kilohertz. Un tel système permet de limiter significativement la consommation électrique des terminaux lorsqu’ils communiquent avec le réseau d’accès.
La détection d’une trame au niveau d’une station de base 40 correspond par exemple à la détection d’un motif de synchronisation indiquant le début d’une trame. Le motif de synchronisation correspond par exemple à un ensemble de symboles radio prédéfinis. La détection d’une trame peut également comporter l’identification de certains paramètres de contrôle de la trame comme par exemple un identifiant du terminal qui a émis la trame, un numéro de séquence de la trame, etc.
Le décodage d’une trame suppose en revanche de pouvoir décoder l’ensemble des données contenues dans la trame (non seulement les données de contrôle, mais aussi les données utiles). Ce décodage peut être mis en oeuvre au niveau du serveur 50.
Il arrive qu’une trame émise par un terminal 20 et détectée par une station de base 40 ne puisse pas être décodée, par exemple parce que le signal qui transportait la trame a subi des interférences et/ou que le niveau de qualité radio du signal est trop faible pour permettre un décodage complet et correct de la trame. Dans un tel cas, et en supposant que plusieurs stations de base 40 situées à des positions différentes ont également détecté une trame corrompue correspondant à la trame émise par l’émetteur, il est possible de procéder à un décodage collaboratif de la trame en utilisant la diversité spatiale. Notamment, il est possible de combiner les différentes trames corrompues détectées par les différentes stations de base pour essayer de décoder la trame émise par le terminal 20.
Il existe différentes méthodes reposant sur le concept de la diversité spatiale et la combinaison de différentes trames corrompues (ou portions de trames corrompues) reçues par différents récepteurs, afin de décoder complètement une trame attendue. Ces méthodes se basent généralement sur des technologies MIMO ou MRC. Ces méthodes conventionnelles sont considérées comme connues par l’homme du métier. Le choix d’une méthode particulière de combinaison de plusieurs trames corrompues ne constitue qu’une variante de l’invention.
Le cœur de l’invention réside en revanche sur un procédé particulier pour collecter les différentes trames corrompues à combiner. Le procédé selon l’invention vise notamment à limiter la charge du réseau d’accès 30, c’est-à-dire à limiter les échanges entre les stations de base 40 et le serveur 50 pour décoder une trame.
Le serveur 50 peut notamment être utilisé pour mettre en œuvre les étapes principales du procédé de décodage selon l’invention. A cette fin, le serveur 50 comporte un circuit de traitement comportant un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour mettre en œuvre les étapes du procédé de décodage. Alternativement ou en complément, le circuit de traitement du serveur 50 comporte un ou plusieurs circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou plusieurs circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en œuvre des étapes du procédé de décodage. En d’autres termes, le serveur 50 comporte des moyens logiciels et/ou matériels pour mettre en œuvre le procédé de décodage selon l’invention.
La figure 2 représente schématiquement les principales étapes d’un premier mode de mise en œuvre du procédé 100 de décodage selon l’invention. La figure 3 en illustre un exemple de mise en œuvre par le réseau d’accès 30.
Le procédé 100 comporte tout d’abord la réception 101 a par le serveur 50 d’une trame corrompue émise par le terminal 20 et détectée par une première station de base 41 sur un canal de communication. Le canal de communication est par exemple défini par une période de temps et une bande de fréquences dans lesquelles la trame est émise par le terminal à destination du réseau d’accès.
Le procédé 100 comporte ensuite la sélection 102, par le serveur 50, d’une ou plusieurs stations de base 42 susceptibles d’avoir détecté, sur ledit canal de communication, une trame corrompue correspondant à la trame à décoder. Toutefois, l’étape de sélection 102 est réalisée de telle sorte que, pour être sélectionnée, une station de base 42 n’a pas à communiquer préalablement au serveur 50 une information relative à ladite trame corrompue éventuellement détectée. Cela signifie qu’une station de base 42 n’a pas à avoir émis la trame, ni même par exemple une information relative à un niveau de puissance avec lequel la trame a été détectée, avant que la sélection 102 ne soit opérée.
Le procédé 100 comporte ensuite l’émission 103, par le serveur 50, d’une requête à chaque station de base 42 sélectionnée pour demander à ladite station de base 42 sélectionnée de transmettre la trame corrompue éventuellement détectée. Cette requête vise à demander à ladite station de base 42 sélectionnée de transmettre pour la première fois la trame corrompue éventuellement détectée (l’émission de cette requête est faite à un moment où la trame n’a pas déjà été transmise auparavant par la station de base 42 sélectionnée).
L’émission 103 de la requête à chaque station de base 42 sélectionnée peut être faite par diffusion (« multicast » ou « broadcast ») ou par une communication point à point (« unicast »). La requête peut notamment comporter des informations sur la trame (par exemple la fréquence ou la période de temps auxquelles la trame est sensée avoir été émise, un numéro de séquence supposé de la trame, un identifiant du terminal supposé avoir émis la trame, etc.).
Enfin, le serveur effectue une combinaison 104 des trames corrompues transmises par les différentes stations de base 42 sélectionnées pour décoder la trame.
Sur les figures, la référence 40 représente, de façon générale, une station de base du réseau d’accès 30 ; la référence 41 représente la première station de base impliquée à l’étape 101 a ; et la référence 42 représente les stations de base sélectionnées à l’étape 102 et impliquées à l’étape 103.
Ainsi, seules certaines stations de base 42 susceptibles d’avoir détecté la trame émise par le terminal 20 sont sélectionnées pour participer au décodage collaboratif de la trame par le serveur 50. L’ensemble 43 des stations de base 42 sélectionnées est représenté sur la figure 3 par la région en pointillé.
De telles dispositions permettent d’une part de limiter les échanges de communication entre le serveur et les stations de base du réseau d’accès (ce qui limite la charge du réseau d’accès), et d’autre part de limiter le nombre de trames qui devront être analysées et éventuellement combinées par le serveur (ce qui réduit les capacités de calcul nécessaires au niveau du serveur). Il est important de noter que l’étape de sélection 102 est réalisée sans qu’une station de base 42 n’ait à communiquer préalablement au serveur une information relative à la trame corrompue qu’elle a éventuellement détectée.
La première station de base 41 peut être configurée pour transmettre une trame corrompue lorsqu’un critère prédéterminé est vérifié. Le critère peut être relatif à un niveau de qualité radio (par exemple la valeur d’un rapport signal à bruit du signal transportant la trame sur le canal de communication). Le critère prédéterminé pour la transmission de la trame corrompue par la première station de base 41 peut notamment être considéré comme vérifié lorsqu’un niveau de qualité radio pour une partie au moins de la trame corrompue est supérieur à un seuil prédéterminé. De telles dispositions permettent là encore de limiter la charge du réseau d’accès puisque seule une trame présentant un niveau de qualité radio suffisant (c’est-à-dire une trame susceptible d’être décodée ou au moins de participer efficacement au décodage de la trame par combinaison avec d’autres trames reçues par d’autres stations de base) sera transmise par une première station de base 41 .
Le critère prédéterminé peut également être relatif à un numéro de séquence. Par exemple si une trame corrompue est reçue entre deux trames présentant respectivement des numéros de séquence N et (N+2), alors la trame corrompue correspond vraisemblablement à la trame de numéro de séquence (N+1 ), et il est avantageux d’essayer de décoder cette trame.
Le critère prédéterminé peut également être relatif à un identifiant du terminal. Par exemple s’il est détecté que la trame corrompue a été émise par un terminal associé à un niveau d’importance élevé, alors il est avantageux d’essayer de décoder cette trame. D’autres critères peuvent être envisagés pour déclencher la transmission d’une trame corrompue par la première station de base 41 , et le choix d’un critère particulier ne constitue qu’une variante de l’invention.
Différentes méthodes sont envisageables pour mettre en oeuvre la sélection 102 des stations de base 42 susceptibles d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder.
La sélection 102 peut notamment se baser sur la distance séparant des stations de base. Par exemple, une station de base 42 est sélectionnée si la distance entre ladite station de base 42 et la première station de base 41 est inférieure à un seuil prédéterminé. En effet, les stations de base qui sont situées à proximité de la première station de base ont une probabilité plus importante d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder.
L’étape de sélection 102 peut également être mise en oeuvre par un algorithme d’apprentissage automatique basé sur une probabilité pour une station de base d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder connaissant la première station de base 41 . Il est par exemple envisageable d’estimer la probabilité conditionnelle pour une station de base d’avoir reçu une trame particulière sachant que la première station de base 41 a reçu ladite trame, une trame précédente à ladite trame, et/ou une trame consécutive à ladite trame. En utilisant des métadonnées accumulées dans le passé, il est possible d’entrainer un modèle d'apprentissage automatique supervisé (arbre de décision, machine à vecteurs de support (ou SVM pour « Support Vector Machine »), algorithme d’apprentissage profond, etc.) pour estimer la valeur de cette probabilité. Il est alors envisageable de sélectionner les stations de base présentant une valeur de probabilité supérieur à un seuil prédéterminé, ou bien de sélectionner un certain nombre de stations de base présentant les valeurs de probabilité les plus élevées.
La figure 4 représente un diagramme de séquence illustrant le premier mode de mise en oeuvre du procédé de décodage décrit en référence aux figure 2 et 3. Le diagramme de séquence illustre les étapes suivantes :
- émission 201 d’une trame par un terminal 20 à destination du réseau d’accès 30, la trame étant détectée par une première station de base 40-1 et trois autres stations de base 40-2, 40-3, 40-4,
- transmission 202 de la trame détectée par la première station de base 41 (40-1 ) au serveur 50, - réception 101 a par le serveur 50 de la trame corrompue transmise par la première station de base 41 ,
- sélection 102 de deux stations de base 42 (40-2 et 40-3) susceptibles d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder,
- émission 103 d’une requête à chaque station de base 42 sélectionnée pour demander à ladite station de base 42 sélectionnée de transmettre (pour la première fois) la trame corrompue éventuellement détectée,
- transmission 203, par chaque station de base 42 sélectionnée, de la trame corrompue détectée par ladite station de base 42,
- combinaison 104 des trames corrompues transmises par les différentes stations de base 42 sélectionnées pour décoder la trame.
Il convient de noter que, dans d’autres exemples que celui illustré à la figure 4, une station de base 42 sélectionnée pourrait ne pas avoir détecté de trame correspondant à la trame à décoder. Dans ce cas, la station de base ne répondrait pas à la requête émise par le serveur.
La figure 5 représente schématiquement les principales étapes d’un deuxième mode de mise en oeuvre du procédé de décodage selon l’invention. La figure 6 en illustre un exemple de mise en oeuvre par le réseau d’accès.
Dans ce deuxième mode de mise en oeuvre, le procédé 100 comporte une détermination 101 b par le serveur 50 qu’une trame attendue aurait dû être reçue sur un canal de communication. Par exemple, le serveur 50 connaît la période à laquelle le terminal 20 émet des trames. Le serveur peut donc estimer à quel moment une trame en provenance du terminal 20 doit être reçue. Si le serveur ne reçoit pas de trame en provenance du terminal 20 au moment estimé, alors il est déterminé qu’une trame attendue aurait dû être reçue.
Le procédé 100 comporte ensuite la sélection 102, par le serveur 50, d’une ou plusieurs stations de base 42 susceptibles d’avoir détecté, sur ledit canal de communication, une trame corrompue correspondant à la trame attendue.
Le procédé 100 comporte ensuite l’émission 103, par le serveur 50, d’une requête à chaque station de base 42 sélectionnée pour demander à ladite station de base 42 sélectionnée de transmettre (pour la première fois) la trame corrompue éventuellement détectée.
Enfin, le serveur effectue une combinaison 104 des trames corrompues transmises par les différentes stations de base 42 sélectionnées pour décoder la trame.
Les étapes de sélection 102, d’émission 103 et de combinaison 104 sont similaires à celles décrites pour le premier mode de mise en oeuvre. Le deuxième mode de mise en oeuvre se distingue donc du premier mode de mise en oeuvre par la manière dont le procédé est déclenché (étape 101 a pour le premier mode de mise en oeuvre et étape 101 b pour le deuxième mode de mise en oeuvre).
L’ensemble 43 des stations de base 42 sélectionnées est représenté sur la figure 6 par une région en pointillé.
La figure 7 représente un diagramme de séquence illustrant le deuxième mode de mise en oeuvre du procédé de décodage décrit en référence aux figures 5 et 6. Le diagramme de séquence illustre les étapes suivantes :
- émission 201 d’une trame par un terminal 20 à destination du réseau d’accès 30, la trame étant détectée par quatre stations de base 40-1 , 40-2, 40-3, 40-4 (mais aucune ne transmet la trame au serveur 50),
- détermination 101 b, par le serveur 50, qu’une trame attendue aurait dû être reçue,
- sélection 102 de trois stations de base 42 (40-1 , 40-2 et 40-3) susceptibles d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame attendue,
- émission 103 d’une requête à chaque station de base 42 sélectionnée pour demander à ladite station de base 42 sélectionnée de transmettre (pour la première fois) la trame corrompue éventuellement détectée,
- transmission 203, par chaque station de base 42 sélectionnée, de la trame corrompue détectée par ladite station de base 42,
- combinaison 104 des trames corrompues transmises par les différentes stations de base 42 sélectionnées pour décoder la trame.
Il convient de noter que, dans d’autres exemples que celui illustré à la figure 7, une station de base 42 sélectionnée pourrait ne pas avoir détecté de trame correspondant à la trame attendue. Dans ce cas, la station de base ne répondrait pas à la requête émise par le serveur.
Quel que soit le mode de mise en oeuvre considéré, l’étape de sélection 102 peut également être mise en oeuvre de telle sorte qu’une station de base 42 est sélectionnée si elle se situe dans une zone géographique prédéterminée correspondant à une position géographique estimée du terminal 20 qui a émis la trame à décoder. Ceci est illustré sur la figure 7 dans laquelle une zone géographique 70 est représentée. Cette zone géographique 70 correspond à une position géographique estimée du terminal 20 qui a émis la trame attendue (ou autrement dit la trame à décoder). Dans l’exemple considéré, cette zone géographique 70 correspond à un cercle dont le centre est la position estimée du terminal 20 et le rayon correspond à une marge d’erreur associée à la précision de géolocalisation du terminal 20 par le réseau d’accès 30.
L’étape de sélection 102 peut également être mise en oeuvre de telle sorte qu’une station de base 42 est sélectionnée si une combinaison (par exemple un cumul ou une alternative) des conditions de sélection précédemment décrites sont satisfaites. Par exemple, une station de base 42 est sélectionnée si elle est située à proximité d’une première station de base 41 et/ou si elle est située dans une zone géographique 70 correspondant à une position géographique estimée du terminal 20 qui a émis la trame à décoder.
Différentes méthodes peuvent être envisagées pour estimer la position géographique du terminal 20 qui a émis la trame à décoder. Par exemple le terminal 20 peut être équipé d’un système de positionnement par satellites et avoir préalablement renseigné le réseau d’accès sur sa position géographique. Selon un autre exemple, le réseau d’accès peut avoir préalablement estimé la position géographique du terminal 20 à partir de méthodes de multilatération basées sur des différences de temps d’arrivée (TDOA pour « Time Difference Of Arrival ») ou des différences de fréquences d’arrivée (« FDOA » pour « Frequency Difference Of Arrival ») ou des différences d’angles d’arrivée (AOA pour « Angle Of Arrivai ») de signaux radio provenant du terminal 20. Selon encore un autre exemple, le réseau d’accès peut avoir préalablement estimé la position géographique du terminal 20 à partir de méthodes de classification ou de régression basées sur des signatures radio de signaux radio provenant du terminal 20 (« radio fingerprinting » dans la littérature anglo-saxonne). Ces méthodes conventionnelles pour estimer la position du terminal 20 sont considérées comme connues pour l’homme du métier.
Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, en réponse à la requête émise par le serveur, une partie seulement de la trame corrompue est transmise par une station de base 42 sélectionnée, et le serveur 50 combine les parties des trames corrompues transmises par les différentes stations de base 42 sélectionnées pour décoder la trame. De telles dispositions permettent de limiter davantage la charge du réseau d’accès. Par exemple, seules les parties de la trame qui présentent un niveau de qualité supérieur à un seuil prédéterminé sont transmises en réponse à la requête du serveur. En d’autres termes, seules les parties de la trame corrompue détectée par une station de base 42 sélectionnée qui pourront participer efficacement au décodage de la trame sont transmises par ladite station de base 42. Cela évite de transmettre inutilement des parties de trame dont le niveau de qualité est tellement mauvais qu’elles ne pourront pas aider au décodage de la trame.
Eventuellement, une requête émise par le serveur 50 peut contenir une information relative à un critère particulier permettant de déterminer quelles parties d’une trame corrompue détectée doivent être transmises en réponse à la requête. Par exemple, la requête peut indiquer un seuil de rapport signal à bruit, et seules les parties de la trame présentant un rapport signal à bruit supérieur à ce seuil sont transmises en réponse à la requête. Une « partie » de la trame peut par exemple correspondre à un ou plusieurs symboles radio, ou à un ou plusieurs bits de données de la trame.
Dans les modes de mise en oeuvre décrits ci-avant, il est considéré que le serveur 50 émet une requête aux stations de base 42 sélectionnées sans attendre, c’est-à-dire dès que le serveur 50 reçoit une trame corrompue ou dès que le serveur 50 détermine qu’une trame attendue aurait dû être reçue. Il est toutefois envisageable d’introduire une période d’accumulation pendant laquelle plusieurs requêtes destinées à une même station de base sont accumulées au niveau du serveur 50 puis incluses dans un seul et même message émis à la fin de la période d’accumulation. Une station de base 42 qui reçoit un tel message comprenant plusieurs requêtes peut alors transmettre plusieurs trames corrompues concaténées dans un seul et même message de réponse. De telles dispositions permettent de limiter encore davantage la charge du réseau d’accès 30 puisque le nombre de messages de requête et le nombre de messages de réponse est réduit.
Pour accumuler plusieurs requêtes à émettre dans un seul message de requête, ou pour accumuler plusieurs trames corrompues à concaténer dans un seul message de réponse, le serveur 50 et les stations de base 40 peuvent notamment comporter une mémoire tampon.
La figure 8 illustre, à titre d’exemple, un scénario dans lequel le serveur 50 accumule plusieurs requêtes à émettre à différentes stations de base pendant une période d’accumulation Tacc-
Pendant la période d’accumulation TaCc, le serveur 50 reçoit, dans une première étape 101 a, une trame corrompue Ai transmise (Tx) par une station de base 40-1 jouant le rôle de première station de base 41 pour une trame A à décoder. Pendant la période d’accumulation TaCc, le serveur 50 reçoit également, dans une deuxième étape 101 a, une trame corrompue B2 transmise par une station de base 40-2 jouant le rôle de première station de base 41 pour une trame B à décoder. De plus, pendant la période d’accumulation Tacc, le serveur 50 détermine, dans une étape 101 b, qu’une trame C aurait dû être reçue.
A la fin de la période d’accumulation, le serveur 50 met en oeuvre l’étape 102 de sélection 50 des stations de base susceptibles d’avoir détectées des trames corrompues correspondant aux trames A, B et C à décoder. Dans l’exemple illustré à la figure 8, à l’étape 102, les stations de base 40-2 et 40-3 sont sélectionnées pour aider au décodage de la trame A ; les stations de base 40-1 et 40-3 sont sélectionnées pour aider au décodage de la trame B ; les stations de base 40-1 , 40-2 et 40-3 sont sélectionnées pour aider au décodage de la trame C.
Puis, à l’étape 103, au lieu d’émettre à chaque station de base 42 sélectionnée des requêtes individuelles pour chaque trame à décoder, le serveur 50 émet à chaque station de base sélectionnée 42 un seul message de requête (Req) comportant plusieurs requêtes destinées à ladite station de base. Dans l’exemple considéré, le serveur 50 envoie à la station de base 40-1 un message de requête comportant deux requêtes respectivement pour les trames B et C ; le serveur 50 envoie à la station de base 40-2 un message de requête comportant deux requêtes respectivement pour les trames A et C ; et le serveur 50 envoie à la station de base 40-3 un message de requête comportant trois requêtes respectivement pour les trames A, B et C. En réponse, la station de base 40-1 transmet un message de réponse (Rsp) dans lequel sont concaténées les trames corrompues Bi et Ci qu’elle a reçues ; la station de base 40-2 transmet un message de réponse (Rsp) dans lequel sont concaténées les trames corrompues A2 et C2 qu’elle a reçues ; la station de base 40-3 transmet un message de réponse (Rsp) dans lequel sont concaténées les trames corrompues A3 et B3 qu’elle a reçues.
A l’étape 104, le serveur 50 peut alors combiner les trames corrompues Ai, A2 et A3 pour décoder la trame A ; le serveur peut combiner les trames corrompues Bi, B2 et B3 pour décoder la trame B ; le serveur peut combiner les trames corrompues Ci et C2 pour décoder la trame C.
Il convient de noter que, dans l’exemple illustré à la figure 8, les stations de base 40-1 et 40-2 ont chacune détecté une trame corrompue pour chacune des trames A, B et C. La station de base 40-3 en revanche a détecté une trame corrompue uniquement pour les trames A et B. La station de base 40-3 ne peut donc pas répondre à la requête du serveur 50 de transmettre une trame corrompue correspondant à la trame C.
Dans les modes de mise en oeuvre décrits ci-avant, il est considéré que lorsqu’une station de base 42 reçoit un message de requête comportant une ou plusieurs requêtes, ladite station de base 42 transmet sans attendre la ou les trames corrompues indiquées dans le message de requête. Ceci correspond à un mode de fonctionnement synchrone pour lequel une réponse est envoyée sans attendre dès qu’une requête est reçue. Il est toutefois également envisageable de mettre en oeuvre un mode de fonctionnement asynchrone pour lequel plusieurs trames corrompues qui doivent être transmises par une station de base 42 au serveur 50 sont accumulées par ladite station de base 42 pendant une période d’accumulation, et les trames corrompues sont concaténées dans un seul et même message de réponse transmis par la station de base 42 à la fin de la période d’accumulation. Le message de réponse transmis par la station de base 42 peut répondre à plusieurs requêtes individuelles émises successivement par le serveur 50 pour plusieurs trames différentes, ou bien à un seul message de requête émis par le serveur 50 et comportant plusieurs requêtes pour plusieurs trames différentes.
Une requête individuelle émise par le serveur 50, ou un message de requête comportant plusieurs requêtes, peut comporter un paramètre pour indiquer si la ou les requêtes peuvent ou doivent être traitées de façon synchrone ou asynchrone par la station de base 42. Dans le cas où le traitement peut ou doit être fait de façon asynchrone, la requête individuelle ou le message de requête peut comporter un paramètre pour indiquer une durée de la période d’accumulation ou une fenêtre temporelle dans laquelle la réponse doit être faite.
De telles dispositions permettent là encore de limiter la charge du réseau d’accès. En effet, lorsqu’une station de base répond à plusieurs requêtes avec une seule réponse, la quantité de données transmises par la station de base au serveur est réduite car il n’est alors pas nécessaire de dupliquer des informations de contrôle dans plusieurs réponses (une seule réponse comportant des informations de contrôle et les trames corrompues détectées représente une quantité de données moins importante que plusieurs réponses comportant chacune des informations de contrôle et une trame corrompue).
En outre, cela permet d’optimiser l’utilisation du canal de communication (il faut moins de ressources radio pour transmettre une seule réponse comportant plusieurs trames corrompues concaténées que pour transmettre plusieurs réponses comportant chacune une seule trame corrompue).
De plus, si la station de base est de type semi-duplex, cela permet de limiter la durée pendant laquelle une station de base est en mode émission et donc indisponible pour recevoir une trame émise par un terminal (il faut moins de temps pour transmettre une seule réponse comportant plusieurs trames corrompues concaténées que pour transmettre plusieurs réponses comportant chacune une seule trame corrompue).
Plutôt que de concaténer des trames corrompues entières, il est également possible de concaténer des parties de trames corrompues (par exemple dans le cas où seules les parties d’une trame qui présentent un certain niveau de qualité doivent être transmises en réponse à une requête du serveur). La figure 9 illustre, à titre d’exemple, un scénario dans lequel les stations de base 40-1 , 40-2 et 40-3 accumulent, pendant une période d’accumulation TaCc, plusieurs requêtes individuelles émises successivement par le serveur 50 pour des trames A, B et C à décoder.
Le serveur 50 reçoit, dans une étape 101 a, une trame corrompue Ai transmise (Tx) par la station de base 40-1 jouant le rôle de première station de base 41 pour la trame A. Le serveur 50 sélectionne alors, au cours d’une étape 102, les stations de base 40-2 et 40-3 pour aider au décodage de la trame A. Le serveur émet une requête individuelle (Req) à chacune des stations de base 40-2 et 40-3 pour leur demander de transmettre une trame corrompue éventuellement reçue correspondant à la trame A. Toutefois, les stations de base 40-2 et 40-3 ne répondent pas immédiatement à la requête.
Le serveur 50 reçoit, dans une autre étape 101 a, une trame corrompue Bi transmise (Tx) par la station de base 40-2 jouant le rôle de première station de base 41 pour la trame B. Le serveur 50 sélectionne alors, au cours d’une étape 102, les stations de base 40-1 et 40-3 pour aider au décodage de la trame B. Le serveur 50 émet une requête individuelle (Req) à chacune des stations de base 40-1 et 40-3 pour leur demander de transmettre une trame corrompue éventuellement reçue correspondant à la trame B. Toutefois, les stations de base 40-1 et 40-3 ne répondent pas immédiatement à la requête.
Aussi, le serveur détermine, au cours d’une étape 101 b, qu’une trame C aurait dû être reçue. Le serveur 50 sélectionne alors, au cours d’une étape 102, les stations de base 40-1 , 40-2 et 40-3 pour aider au décodage de la trame C. Le serveur 50 émet une requête individuelle (Req) à chacune des stations de base 40-1 , 40-2 et 40-3 pour leur demander de transmettre une trame corrompue éventuellement reçue correspondant à la trame C. Toutefois, les stations de base 40-1 , 40-2 et 40-3 ne répondent pas immédiatement à la requête.
A la fin de la période d’accumulation TaCc, la station de base 40-1 transmet un message de réponse (Rsp) dans lequel sont concaténées les trames corrompues Bi et Ci qu’elle a reçues ; la station de base 40-2 transmet un message de réponse (Rsp) dans lequel sont concaténées les trames corrompues A2 et C2 qu’elle a reçues ; la station de base 40-3 transmet un message de réponse (Rsp) dans lequel sont concaténées les trames corrompues A3, B3 qu’elle a reçues. Dans l’exemple considéré, la station de base 40-3 n’a pas détecté de trame corrompue correspondant à la trame C. La station de base 40-3 ne peut donc pas répondre à la requête du serveur 50 de transmettre une trame corrompue correspondant à la trame C. A l’étape 104, le serveur 50 peut alors combiner les trames corrompues Ai, A2 et A3 pour décoder la trame A ; le serveur peut combiner les trames corrompues Bi, B2 et B3 pour décoder la trame B ; le serveur peut combiner les trames corrompues Ci et C2 pour décoder la trame C.
Les modes de mise en oeuvre décrits aux figures 8 et 9 peuvent bien entendu être combinées pour introduire une période d’accumulation aussi bien du côté du serveur que du côté des stations de base.
La description ci-avant illustre clairement que, par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs fixés. En particulier, le procédé 100 selon l’invention permet un décodage collaboratif d’une trame émise par un terminal 20 dans lequel plusieurs stations de base 42 sont impliquées, mais la charge du réseau d’accès 30 et la complexité au niveau du serveur 50 sont significativement réduites par rapport aux solutions conventionnelles.
De manière générale, il est à noter que les modes de mise en oeuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs, et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables. Notamment, différentes méthodes peuvent être envisagées pour sélectionner les stations de base 42 qui doivent participer au décodage collaboratif, ou pour combiner les trames corrompues transmises par ces stations de base 42 sélectionnées. Le choix d’une méthode particulière parmi ces différentes méthodes envisageables ne constitue qu’une variante de l’invention. L’invention repose notamment sur le fait que la sélection 102 des stations de base 42 est réalisée de sorte que, pour être sélectionnée, une station de base 42 n’a pas à communiquer préalablement au serveur 50 une information relative à la trame à décoder.
L’invention a été décrite en se basant sur un exemple dans lequel un terminal 20 émet une trame à destination d’une pluralité de stations de base 40 d’un réseau d’accès 30, et un serveur 50 dudit réseau d’accès 30 est responsable de décodage de la trame émise par le terminal 20. Comme cela a été mentionné précédemment, rien n’empêche d’appliquer l’invention à d’autres exemples. L’invention s’applique de façon générale au cas où plusieurs stations passerelles peuvent recevoir une trame émise par un dispositif émetteur et peuvent interagir avec un dispositif récepteur responsable du décodage de la trame.

Claims

Revendications
1 . Procédé (100) pour décoder une trame émise par un dispositif émetteur (20) d’un système (10) de communication sans fil, ladite trame pouvant être reçue simultanément par plusieurs stations passerelles (40) dudit système (10) de communication sans fil, ledit procédé (100) étant mis en oeuvre par un dispositif récepteur (50) connecté auxdites stations passerelles (40), ledit procédé (100) étant caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- sélection (102) d’une ou plusieurs stations passerelles (42) susceptibles d’avoir détecté, sur un canal de communication, une trame corrompue correspondant à la trame à décoder, ladite sélection (102) étant réalisée de sorte que pour être sélectionnée une station passerelle (42) n’a pas à communiquer préalablement au dispositif récepteur (50) une information relative à ladite trame corrompue éventuellement détectée,
- émission (103) d’une requête à chaque station passerelle (42) sélectionnée pour demander à ladite station passerelle (42) sélectionnée de transmettre la trame corrompue éventuellement détectée,
- combinaison (104) des trames corrompues transmises par les différentes stations passerelles (42) sélectionnées pour décoder la trame.
2. Procédé (100) selon la revendication 1 comportant une étape préalable de réception (101 a) d’une trame corrompue détectée sur ledit canal de communication par une première station passerelle (41 ), ladite première station passerelle (41 ) étant configurée pour transmettre une trame corrompue lorsqu’un critère prédéterminé est vérifié.
3. Procédé (100) selon la revendication 2 dans lequel le critère prédéterminé pour la transmission de la trame corrompue par la première station passerelle (41 ) est vérifié lorsqu’un niveau de qualité radio pour une partie au moins de la trame corrompue est supérieur à un seuil prédéterminé.
4. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3 dans lequel l’étape de sélection (102) d’une station passerelle (42) susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder comporte un calcul d’une distance entre ladite station passerelle (42) et la première station passerelle (41 ).
5. Procédé (100) selon la revendication 4 dans lequel l’étape de sélection (102) d’une station passerelle (42) susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder comporte une comparaison de la distance entre ladite station passerelle (42) et la première station passerelle (41 ) avec un seuil prédéterminé.
6. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3 dans lequel l’étape de sélection (102) d’une station passerelle (42) susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder est mise en oeuvre par un algorithme d’apprentissage automatique basé sur une probabilité pour ladite station passerelle d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder connaissant la première station passerelle (41 ).
7. Procédé (100) selon la revendication 1 comportant une étape préalable de détermination (101 b) qu’une trame attendue aurait dû être reçue sur le canal de communication.
8. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel l’étape de sélection (102) d’une station passerelle (42) susceptible d’avoir détecté une trame corrompue correspondant à la trame à décoder comporte une vérification si ladite station passerelle (42) se situe dans une zone géographique (70) prédéterminée correspondant à une position géographique estimée du dispositif émetteur (20) qui a émis la trame à décoder.
9. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel, en réponse à la requête émise par le dispositif récepteur, une partie seulement de la trame corrompue est transmise par une station passerelle (42) sélectionnée, et le dispositif récepteur (50) combine les parties des trames corrompues transmises par les différentes stations passerelle (42) sélectionnées pour décoder la trame.
10. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel plusieurs requêtes, destinées à une même station passerelle (42) sélectionnée, pour demander à ladite station passerelle (42) sélectionnée de transmettre plusieurs trames corrompues différentes éventuellement reçues, sont concaténées et émises par le dispositif récepteur (50) en une seule fois dans un seul message de requête. Procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel, en réponse à plusieurs requêtes émises par le dispositif récepteur (50) pour plusieurs trames différentes, plusieurs trames corrompues sont concaténées et transmises en une seule fois par une station passerelle (42) sélectionnée. Produit programme d’ordinateur caractérisé en ce qu’il comporte un ensemble d’instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ou plusieurs processeurs, configurent le ou les processeurs pour mettre en oeuvre un procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 . Serveur (50) d’un réseau d’accès d’un système (10) de communication sans fil, ledit serveur (50) étant connecté à plusieurs stations de base (40) dudit système (10) de communication sans fil, ledit serveur (50) étant caractérisé en ce qu’il comporte un ou plusieurs processeurs configurés pour mettre en oeuvre un procédé (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 . Réseau d’accès (30) d’un système (10) de communication sans fil, ledit réseau d’accès (30) comportant un serveur (50) selon la revendication 13.
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BALANUTA ARTUR ARTUR@CMU EDU ET AL: "A cloud-optimized link layer for low-power wide-area networks", PROCEEDINGS OF THE 18TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON MOBILE SYSTEMS, APPLICATIONS, AND SERVICES, ACMPUB27, NEW YORK, NY, USA, 15 June 2020 (2020-06-15), pages 247 - 259, XP058453086, ISBN: 978-1-4503-7954-0, DOI: 10.1145/3386901.3388915 *

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