WO2023227634A1 - Procédé de priorisation des services par redirection du trafic dans des communications wi-fi - Google Patents

Procédé de priorisation des services par redirection du trafic dans des communications wi-fi Download PDF

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WO2023227634A1
WO2023227634A1 PCT/EP2023/063850 EP2023063850W WO2023227634A1 WO 2023227634 A1 WO2023227634 A1 WO 2023227634A1 EP 2023063850 W EP2023063850 W EP 2023063850W WO 2023227634 A1 WO2023227634 A1 WO 2023227634A1
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WO
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frequency band
access point
repeater
ghz frequency
ghz
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PCT/EP2023/063850
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Baptiste SOUCHIER
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Softathome
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0044—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path allocation of payload
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
    • H04B7/15542—Selecting at relay station its transmit and receive resources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user

Definitions

  • the present invention relates to a method for optimizing Wi-Fi communication in a communication network between user equipment and an access point via at least one repeater.
  • Such a network is in particular a home network equipped with a gateway as an access point allowing local equipment to be connected to the Internet.
  • the repeater allows you to connect equipment to the access point, this equipment being too far from the access point but close to the repeater.
  • the present invention relates more particularly to an access point and a repeater each equipped with at least one Wi-Fi module communicating at the 5 GHz frequency band and a Wi-Fi module communicating at the 6 GHz frequency band.
  • Wi-Fi is the most used medium for transmitting data at home. It is used for a large and growing number of different devices (Smartphone, tablet, PC, TV decoder, IOT equipment, etc.) and for a wide variety of uses: email, telephony, “Live” video, “OTT” video. , IOT monitoring...
  • Wi-Fi technologies are becoming more complex and provide additional tools that make it possible to optimize certain flow characteristics, while taking into account certain constraints: 802.11e, 802.11u, 802.11ax, OFDMA, etc.
  • the 6 GHz frequency band supports the same bandwidth and throughput as the 5 GHz band. It almost doubles the Wi-Fi bandwidth available in the home. Furthermore, the absence of interference and the exclusive presence on this band of equipment whose standard is 802.11ax makes it possible to provide unrivaled quality of service and to fully benefit from the improvements brought by the latest standards.
  • the present invention aims to optimize communication within a home network.
  • Another aim of the invention is to benefit from the contribution of Wi-Fi 6 even when using equipment not equipped with the Wi-Fi 6 standard.
  • At least one of the aforementioned devices is achieved with a method for optimizing Wi-Fi communication in a communication network between user equipment and an access point via at least one repeater; the access point and the repeater each being equipped with at least one Wi-Fi module communicating at the 5 GHz frequency band and one Wi-Fi module communicating at the 6 GHz frequency band.
  • the method according to the invention comprises the following steps: - when connecting the repeater to the access point, establishment of two simultaneous connections to the 5 GHz frequency band and the 6 GHz frequency band between the access point and the repeater, - communication between a user's equipment and the access point generating traffic, routing of this traffic between the access point and the repeater towards the 5 GHz frequency band or the 6 GHz frequency band depending on predetermined criteria.
  • connection between the user equipment and the repeater can be in Wi-Fi 2.4, 5 or 6 GHz mode, in wired mode via Ethernet, or by any other connection mode.
  • two communication channels are initiated in parallel between the access point and the repeater: a first communication channel to the frequency band 5 GHz and a second communication channel in the 6 GHz frequency band.
  • the decision to pass traffic to one or the other band is taken when connecting the repeater to the access point, and/or when establishing a new service and/or at predetermined times, periodic or not.
  • This mode of operation is contrary to standard operation in which only one communication channel is required.
  • traffic is directed to only one of the two frequency bands according to predetermined criteria.
  • the 5 GHz frequency band allows operation up to 30 dBm in the ETSI (“European Telecommunications Standards Institute” in English) and FCC (“Federal Communications Commission” in English) zone.
  • This frequency band corresponds to the 802.11n standard and is commonly used. It therefore frequently happens that it is saturated with transmission. Furthermore, this frequency band is also impacted by interference from other radio equipment: DECT telephone, TV radio system, mobile communication, etc.
  • the 6 GHz band allows operation up to 23 dBm in the ETSI zone and up to 30 dBm in the FCC zone. It is more recent and less used than the 5 GHz frequency band. Furthermore, only 802.11ax equipment will be able to connect to this frequency band.
  • the method according to the invention makes it possible to take advantage of the presence of 6 GHz Wi-Fi modules to implement a strategy for optimizing Wi-Fi communication or prioritizing traffic.
  • the repeater and the access point are both configured to prohibit all traffic on the unselected frequency band.
  • This embodiment makes it possible to avoid any harmful loop that would be created by setting up two simultaneous connections.
  • connection with the highest quality frequency band (5 GHz in the most common case) is considered as a primary connection and the default connection.
  • Routing rules (level 2) can be defined in the access point and in the repeater to prohibit any traffic via the secondary connection.
  • a specific rule in the access point and/or in the repeater authorizes the use of the secondary connection and prohibits the use of the primary connection.
  • the criteria may include the type of service used by a user's equipment, said service being the origin of the traffic between the access point and the repeater.
  • a first selection criterion may be the type of service used by the equipment seeking to connect to the access point.
  • the access point and repeater can be configured to route each service to 5GHz or 6GHz depending on the sensitivity of the service to latency, packet loss and bandwidth.
  • the choice will be the 6 GHz frequency band.
  • One such type of service can be video conferencing.
  • the choice will fall on the frequency band 5GHz.
  • One such type of service may be a data download.
  • the criteria may include the type of equipment of a user connecting to the access point. So, whether it is a cell phone, tablet, television, computer or any other equipment, the access point and/or repeater identifies the type of device and adds this type as a single criterion or one of the frequency band selection criteria.
  • the criteria may also include optimal load distribution between the 5GHz frequency band and the 6GHz frequency band.
  • the routing of traffic to the 5 GHz frequency band or the frequency band 6 GHz depending on predetermined criteria can also be achieved between two successive repeaters, in particular immediately successive.
  • the access point and the repeaters are associated in series and two simultaneous connections are established between two successive devices.
  • the selection of the connection to use is made for each pair in such a way that the frequency band used for one pair (two successive devices) can be independent of the frequency band used for another pair.
  • the two simultaneous connections to the 5 GHz frequency band and the 6 GHz frequency band between the access point and the repeater can be made only when the communication quality of each band frequency is greater than or equal to a predetermined threshold.
  • This threshold depends on the signal reception level and/or the quality of the physical link.
  • the access point and the repeater each being further equipped with a Wi-Fi module communicating at the 2.4 GHz frequency band, the routing of traffic between the access point and the repeater is carried out towards the 5 GHz frequency band, towards the 6 GHz frequency band or towards the 2.4 GHz frequency band depending on predetermined criteria.
  • the communication network can be a home network, the access point comprising an internet connection router.
  • a router can for example be a gateway, a “homegateway” in English or any other device capable of connecting user equipment to the Internet.
  • a communication network comprising an access point and at least one repeater; the access point and the repeater each being equipped with at least one Wi-Fi module communicating at the 5 GHz frequency band and one Wi-Fi module communicating at the 6 GHz frequency band.
  • the access point and the repeater are configured to implement a method as defined above.
  • FIG. 1 There is a schematic view of a house equipped with an access point in the form of an internet gateway, a repeater and user equipment;
  • FIG. 1 There is a schematic view illustrating a house 1 equipped with an access point 2 which is a gateway allowing access to the internet 3 via a wired connection 4 based on coaxial cable or optical fiber.
  • the access point 2 comprises a processing unit 7, such as a microprocessor for example, to implement the method according to the invention; a Wi-Fi 8 module for 2.4GHz communication; a Wi-Fi 9 module for 5GHz communication; and a Wi-Fi 10 module for 6GHz communication.
  • a processing unit 7 such as a microprocessor for example
  • repeater 11 This repeater is intended to extend the coverage of the three Wi-Fi frequency bands.
  • the repeater 11 is equipped with a microprocessor 12 to manage a Wi-Fi module 13 at the band. frequency band of 2.4 GHz, a Wi-Fi 14 module at the 5 GHz frequency band and a Wi-Fi 15 module at the 6 GHz frequency band. Its function is to serve as a relay between communications between access point 2 and equipment or stations that are too far from access point 2 but close to the repeater.
  • the repeater 11 is directly connected wirelessly to the access point 2.
  • the communication between the gateway 2 and the repeater 11 is done via a Wi-Fi link at the frequency band of 2.4 GHz, 5 GHz or 6 GHz.
  • Home equipment can connect wired or wirelessly to access point 2 to access the internet 3.
  • a television 5 and a mobile phone 6 of the "smartphone" type both connected to the gateway 2 wirelessly by Wi-Fi.
  • a digital television service is activated in particular between the TV 5 and Access Point 2.
  • the mobile phone 6 is connected to the gateway 2 via the repeater 11 to access the internet by implementing different types of services: web, download, telephony, etc.
  • the combination of access point 2, repeater 11, television 5 and mobile phone 6 forms a home network.
  • the access point 2 and the repeater 11 comprise conventional hardware and software means to serve as an access point and repeater between equipment and the Internet and further comprise one and/or the other a program product. computer to implement the method according to the invention.
  • the repeater retrieves a set of characteristics of the mobile telephone 6, including the type of equipment and the type of service required.
  • a first step 16 consisting of the start of the association via Wi-Fi 2.4 or 5 GHz or 6 GHz.
  • a connection between telephone 6 and repeater 11 using 5 GHz Wi-Fi we can distinguish a first step 16 consisting of the start of the association via Wi-Fi 2.4 or 5 GHz or 6 GHz.
  • step 17 when the repeater connects to the access point, two simultaneous connections at 5 GHz and 6 GHz are established between access point 2 and repeater 11.
  • the Wi-Fi modules Fi 9 and 14 both in the 5 GHz frequency band are connected wirelessly to each other, and on the other hand Wi-Fi modules 10 and 15 both in the 6 GHz frequency band are also connected wirelessly. thread between them. Both connections are active and in parallel.
  • step 18 we identify the equipment and the type of service initiated.
  • a set of predetermined criteria is identified, such as for example the requirement in terms of latency, packet loss and bandwidth for the type of equipment, that is to say the telephone 6 , and the type of service required.
  • one of the two 5 GHz or 6 GHz connections is selected or one of the three 5 GHz, 6 GHz or 2.4 GHz connections if the 2.4 GHz frequency band has also been established between access point 2 and repeater 11.
  • step 20 When one of the frequency bands is selected, in step 20 all the connections established in parallel remain active but the communication, that is to say the traffic or the exchange of data is done only via the frequency band. selected frequency.
  • FIG. 1 There is a schematic view of a typical connection between an access point and a repeater.
  • a repeater connects to a single frequency band.
  • the connection between the access point and the repeater is made by a 5 GHz connection or a 6 GHz connection, the two connections are never established at the same time in parallel.
  • the different services likely to be used are classified according to their sensitivity to latency, packet loss and their bandwidth demand.
  • Each category of service can thus be redirected to the most appropriate frequency band.
  • Service Feature Type of service Example Privileged band Sensitive to latency and packet loss. Low flow. Voice Call and Video Call “Classic” online game “Voice Over Wifi” implemented by the operator Whatzapp®, Skype® call... Console or PC game (on DVD/Blue Ray or downloaded) 6GHz Sensitive to packet loss – low/medium bandwidth ( ⁇ 30 Mbps) IPTV Multicast Operator IPTV service 6GHz Latency sensitive – medium throughput Online streaming game Streaming game, remote gaming platform 6GHz Not very sensitive to latency – low/medium bandwidth Web browsing; Applications Access to websites, banking applications, insurance, etc. Twitter®, Facebook®... 5GHz Low latency sensitivity – high throughput Download; UHD streaming video Youtube®, software update, game download... 5GHz
  • Such a classification makes it possible to select the connection through which the traffic is to pass.
  • an IPTV stream coming from the operator and requiring an average bandwidth (from 5 Mbps for an SD stream, to 20 or 30 Mbps for a UHD/4K stream), this type of stream is very sensitive to losses of packets, especially when it comes to Live/multicast streams.
  • This flow is directed to the 6 GHz frequency band according to the invention so that it will directly benefit from the optimized QoS on the 6 GHz band without suffering from the bandwidth limit.
  • IPTV streams are mainly intended for a Set Top Box provided by the operator or for certain specific equipment such as Apple TV which can be reliably identified.
  • game streams are very sensitive to both latency and jitter. They generally have low bandwidth. Traffic that has a gaming console as its source or destination is also routed in a particular way, preferably over the 6 GHz connection.
  • Voice over Wifi (Operator Call) or Voice over IP (WhatzApp®, Teams®, Skype®, etc.) calling services require high quality of service with low latency and no packet loss. However, they have a very low bandwidth requirement (1.5 to 3 Mbps typically for a high quality video call).
  • the 6 GHz connection between the gateway and the repeater is therefore the most suitable.
  • the classification thus obtained constitutes rules or predetermined criteria allowing you to choose the connection to use between 5 GHz and 6 GHz.
  • the most appropriate technology is selected for each Wi-Fi hop.
  • IPTV Multicast traffic can always use the 6 GHz connection when it is available.
  • the choice of technology can also be made dynamically based on the user’s environment. For example, if there is little traffic on one of the two bands but the other is used, you can choose to use the less used band. Furthermore, if the traffic must pass through several successive repeaters, the system can alternatively use one of the bands then the other in order to optimize the load on each of the bands.
  • the choice can be based on the type of service, the equipment receiving the traffic or based on overall optimization of the system in order to distribute the load optimally.
  • the criteria which are used to determine the band on which the transmission must take place comprises one or more of following elements: - the availability of airtime (“airtime” in English), - the available bandwidth, - non-wifi interference operating on the band, - the signal level of access points, repeaters and stations, - the characteristics of the frequency band (standard used; power level, etc.), - the bandwidth used by the application, - current transmissions on the different bands, - the retransmissions necessary on each of the bands to reach the main access point (the Internet), - the type of station, and - the type of service
  • the access point and the repeater are capable of implementing “broadcast” and “multicast” broadcasts, different cases may arise.
  • the “Broadcast” traffic is duplicated on both 5GHz and 6 GHz connections between the gateway and the repeater.
  • the repeater is then responsible for removing traffic from the connection considered secondary.
  • “Unrecorded” Multicast traffic is duplicated on the 5GHz and 6 GHz connections between the gateway and the repeater.
  • the repeater is then responsible for removing traffic from the connection considered secondary.
  • the traffic originates from the repeater, the traffic is transmitted over the primary connection.
  • the traffic When the traffic is sourced from Wi-Fi equipment connected to the repeater, the traffic is transmitted by the connection selected to transmit traffic coming from or destined for the equipment.
  • the diversity of use cases, network topologies and the variability of bandwidth availability on the different connections may require a real-time estimate of the available bandwidth depending on the different paths that the traffic.
  • the most efficient solution may also vary over time and may be different depending on the amount of data that the final equipment will receive or send.
  • the estimation of the cost of each part of the path can be a function of the available physical bandwidth, the use of the current channel, and the impact that the traffic on the different previous or following hops will have on the quality of the link currently being estimated.
  • the presence of other services during transmission can also be taken into account to ensure that priority services benefit from the best quality available.
  • the 2.4 GHz connection allows a limited gain in terms of bandwidth and quality of service. However, it allows for better robustness and provides bandwidth if the repeater is positioned very far from the access point.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Procédé pour optimiser la communication Wi-Fi dans un réseau de communication entre un équipement d'un utilisateur et un point d'accès via au moins un répéteur; le point d'accès et le répéteur étant doté chacun au moins d'un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 5 GHz et d'un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 6 GHz. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - lors de la connexion du répéteur au point d'accès, établissement de deux connexions simultanées à la bande de fréquence 5 GHz et à la bande de fréquence 6 GHz entre le point d'accès et le répéteur, - la communication entre l'équipement d'un utilisateur et le point d'accès générant un trafic, aiguillage de ce trafic entre le point d'accès et le répéteur vers la bande de fréquence 5 GHz ou la bande de fréquence 6 GHz en fonction de critères prédéterminés.

Description

Procédé de priorisation des services par redirection du trafic dans des communications Wi-Fi.
La présente invention concerne un procédé pour optimiser la communication Wi-Fi dans un réseau de communication entre un équipement d’un utilisateur et un point d’accès via au moins un répéteur.
Un tel réseau est notamment un réseau domestique équipé d’une passerelle comme point d’accès permettant de connecter des équipements locaux à internet.
Le répéteur permet de connecter des équipements au point d’accès, ces équipements étant trop éloignés du point d’accès mais proche du répéteur.
La présente invention concerne plus particulièrement un point d’accès et un répéteur équipés chacun au moins d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 5 GHz et d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 6 GHz.
 Etat de la technique antérieure
D’une façon générale, le Wi-Fi est le média le plus utilisé pour transmettre des données à la maison. Il est utilisé depuis un nombre important et croissant d’équipements différents (Smartphone, tablette, PC, Décodeur TV, équipement IOT …) et d’usages d’une grande diversité : mail, téléphonie, Vidéo « Live », Vidéo « OTT », monitoring IOT…
Les technologies Wi-Fi se complexifient et apportent des outils complémentaires qui permettent d’optimiser certaines caractéristiques des flux, tout en prenant en compte certaines contraintes : 802.11e, 802.11u, 802.11ax, OFDMA, …
La bande de fréquence 6 GHz supporte la même bande passante et le même débit que la bande 5 GHz. Elle permet de presque doubler la bande passante Wi-Fi disponible dans la maison. Par ailleurs, l’absence d’interférence et la présence exclusive sur cette bande d’équipements dont la norme est 802.11ax permet d’apporter une qualité de service inégalée et de bénéficier pleinement des améliorations apportées par les dernières normes.
La présente invention a pour but d’optimiser la communication au sein d’un réseau domestique.
Un autre but de l’invention est de profiter l’apport du Wi-Fi 6 même lors de l’utilisation d’équipements non équipés de la norme Wi-Fi 6.
On atteint au moins l’un des dispositifs précités avec un procédé pour optimiser la communication Wi-Fi dans un réseau de communication entre un équipement d’un utilisateur et un point d’accès via au moins un répéteur ; le point d’accès et le répéteur étant doté chacun au moins d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 5 GHz et d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 6 GHz. Le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes :
- lors de la connexion du répéteur au point d’accès, établissement de deux connexions simultanées à la bande de fréquence 5 GHz et à la bande de fréquence 6 GHz entre le point d’accès et le répéteur,
- la communication entre l’équipement d’un utilisateur et le point d’accès générant un trafic, aiguillage de ce trafic entre le point d’accès et le répéteur vers la bande de fréquence 5 GHz ou la bande de fréquence 6 GHz en fonction de critères prédéterminés.
La connexion entre l’équipement de l’utilisateur et le répéteur peut être en mode Wi-Fi 2.4, 5 ou 6 GHz, en mode filaire par Ethernet, ou par tout autre mode de connexion.
Avec le procédé selon l’invention, lorsque le répéteur entame la phase de connexion au point d’accès, on initie deux voies de communication en parallèle entre le point d’accès et le répéteur : une première voie de communication à la bande de fréquence 5 GHz et une deuxième voie de communication à la bande de fréquence 6 GHz.
On obtient ainsi deux connexions simultanées en parallèle, le trafic transitant soit via la bande de fréquence 5 GHz, soit via la bande de fréquence 6 GHz.
De préférence, la décision de faire transiter le trafic vers l’une ou l’autre bande est prise lors de la connexion du répéteur au point d’accès, et/ou lors de l’établissement d’un nouveau service et/ou à des moments prédéterminés périodiques ou non.
Ce mode de fonctionnement est contraire au fonctionnement standard dans lequel une seule voie de communication est requise.
Avec le procédé selon l’invention, à un instant donné, le trafic est aiguillé vers uniquement l’une des deux bandes de fréquence en fonction de critères prédéterminés.
La bande de fréquence 5 GHz permet d’opérer jusqu’à 30 dBm en zone ETSI (« European Telecommunications Standards Institute » en anglais) et FCC ( « Federal Communications Commission » en anglais). Cette bande de fréquence correspond à la norme 802.11n et est utilisée couramment. Il arrive donc fréquemment qu’elle soit saturée de transmission. Par ailleurs cette bande de fréquence est également impactée par des interférences venant d’autres équipements radios : téléphone DECT, système radio TV, communication mobile …
La bande 6 GHz permet d’opérer jusqu’à 23 dBm en zone ETSI et jusqu’à 30 dBm en zone FCC. Elle est plus récente et moins utilisée que la bande de fréquence 5 GHz. Par ailleurs, seuls les équipements 802.11ax pourront se connecter à cette bande de fréquence.
Le procédé selon l’invention permet de tirer profit de la présence des modules Wi-Fi 6 GHz pour mettre en place une stratégie d’optimisation de la communication Wi-Fi ou de priorisation des trafics.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, lorsqu’une bande de fréquence entre le point d’accès et le répéteur est choisie pour une connexion donnée, le répéteur et le point d’accès sont configurés tous les deux pour interdire tout trafic sur la bande de fréquence non choisie.
Ce mode de réalisation permet d’éviter toute boucle néfaste qui serait créée par la mise en place des deux connexions simultanées.
En effet, de telles connexions simultanées peuvent engendrer des boucles et/ou autres désagréments qui viendraient saturer inutilement le réseau et empêcher tout autre usage.
Pour la mise en œuvre de ce mode de réalisation pour éviter des boucles, on peut par exemple prévoir que la connexion avec la bande de fréquence de plus grande qualité (le 5 GHz dans le cas le plus courant) soit considérée comme une connexion primaire et la connexion par défaut. Des règles de routage (niveau 2) peuvent être définies dans le point d’accès et dans le répéteur afin d’interdire tout trafic via la connexion secondaire.
Lorsque le choix d’utiliser la connexion secondaire est prise, une règle spécifique dans le point d’accès et/ou dans le répéteur autorise l’utilisation de la connexion secondaire et interdit l’utilisation de la connexion primaire.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les critères peuvent comprendre le type de service utilisé par l’équipement d’un utilisateur, ledit service étant à l’origine du trafic entre le point d’accès et le répéteur.
Ainsi, un premier critère de sélection peut être le type de service utilisé par l’équipement qui cherche à se connecter au point d’accès.
A titre d’exemple, le point d’accès et le répéteur peuvent être configurés pour aiguiller chaque service vers le 5GHz ou le 6GHz en fonction de la sensibilité du service à la latence, à la perte de paquet et à la bande passante.
Par exemple, pour un service pour lequel le niveau de latence et la perte de paquet sont des paramètres importants, c’est-à-dire ne devant pas dépasser un seuil donné, le choix se portera sur la bande de fréquence 6 GHz. Un tel type de service peut être une vidéo-conférence.
Par exemple, pour un service pour lequel la qualité de communication n’est pas un critère important mais en revanche la bande passante doit être élevé (au-delà d’un seuil fixé par avance), le choix se portera sur la bande de fréquence 5 GHz. Un tel type de service peut être un téléchargement de données.
Selon l’invention, les critères peuvent comprendre le type de l’équipement d’un utilisateur se connectant au point d’accès. Ainsi, qu’il s’agisse d’un téléphone portable, d’une tablette, d’un téléviseur, d’un ordinateur ou tout autre équipement, le point d’accès et/ou le répéteur identifie le type de l’appareil et ajoute ce type comme critère unique ou l’un des critères de sélection de la bande de fréquence.
Par ailleurs, les critères peuvent également comprendre une répartition de charge optimale entre la bande de fréquence 5GHz et la bande de fréquence 6GHz.
Selon un mode de mise en œuvre de l’invention, lorsque le réseau comprend plusieurs répéteurs entre l’équipement d’un utilisateur et le point d’accès, l’aiguillage du trafic vers la bande de fréquence 5 GHz ou la bande de fréquence 6 GHz en fonction de critères prédéterminés peut également être réalisé entre deux répéteurs successifs, en particulier immédiatement successifs.
En d’autres termes, le point d’accès et les répéteurs sont associés en série et deux connexions simultanées sont établies entre deux appareils successifs. La sélection de la connexion à utiliser se fait pour chaque binôme de telle sorte que la bande de fréquence utilisée pour un binôme (deux appareils successifs) peut être indépendante de la bande de fréquence utilisée pour un autre binôme.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les deux connexions simultanées à la bande de fréquence 5 GHz et à la bande de fréquence 6 GHz entre le point d’accès et le répéteur peuvent être réalisées uniquement lorsque la qualité de communication de chaque bande de fréquence est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé. Ce seuil est fonction du niveau de réception des signaux et/ou de la qualité du lien physique.
Selon l’invention, le point d’accès et le répéteur étant en outre doté chacun d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 2.4 GHz, l’aiguillage du trafic entre le point d’accès et le répéteur est réalisé vers la bande de fréquence 5 GHz, vers la bande de fréquence 6 GHz ou vers la bande de fréquence de 2.4 GHz en fonction des critères prédéterminés.
On réalise ainsi trois connexions simultanées en parallèle.
Selon l’invention, le réseau de communication peut être un réseau domestique, le point d’accès comprenant un routeur de connexion à internet. Un tel routeur peut être par exemple une passerelle, un « homegateway » en langue anglaise ou tout autre appareil apte à connecter des équipements utilisateurs à internet.
Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un réseau de communication comprenant un point d’accès et au moins un répéteur ; le point d’accès et le répéteur étant doté chacun au moins d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 5 GHz et d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 6 GHz. Selon l’invention, le point d’accès et le répéteur sont configurés pour mettre en œuvre un procédé tel que défini ci-dessus.
.
Description des figures et modes de réalisation.
D’autres avantages et particularités de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
La est une vue schématique d’une maison équipée d’un point d’accès sous la forme d’une passerelle internet, d’un répéteur et d’un équipement d’un utilisateur ;
La est un organigramme illustrant des étapes d’un procédé selon l’invention ;
La est une vue schématique d’une connexion classique entre un point d’accès et un répéteur ;
La est une vue schématique illustrant deux connexions simultanées entre le point d’accès et le répéteur selon l’invention ;
La est une vue schématique illustrant deux connexions simultanées entre le point d’accès et deux répéteurs successifs selon l’invention ; et
La est une vue schématique illustrant des parcours de trafic via des connexions entre le point d’accès et deux répéteurs successifs selon l’invention.
Les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment mettre en œuvre des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
La est une vue schématique illustrant une maison 1 équipée d’un point d’accès 2 qui est une passerelle permettant d’accéder à internet 3 via une liaison filaire 4 à base de câble coaxial ou de fibre optique.
Le point d’accès 2 comprend une unité de traitement 7, tel un microprocesseur par exemple, pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention ; un module Wi-Fi 8 pour une communication à 2.4GHz ; un module Wi-Fi 9 pour une communication à 5GHz ; et un module Wi-Fi 10 pour une communication à 6GHz.
On distingue également un répéteur 11. Ce répéteur est destiné à étendre la couverture des trois bandes de fréquence Wi-Fi. En l’occurrence, le répéteur 11 est équipé d’un microprocesseur 12 pour gérer un module Wi-Fi 13 à la bande de fréquence de 2.4 GHz, un module Wi-Fi 14 à la bande de fréquence de 5 GHz et un module Wi-Fi 15 à la bande de fréquence de 6 GHz. Sa fonction est de servir de relais entre des communications entre le point d’accès 2 et des équipements ou stations qui seraient trop éloignées du point d’accès 2 mais proche du répéteur.
Le répéteur 11 est directement connecté de manière sans fil au point d’accès 2. La communication entre la passerelle 2 et le répéteur 11 se fait via une liaison Wi-Fi à la bande de fréquence de 2.4 GHz, de 5 GHz ou de 6 GHz.
Des équipements de la maison peuvent se connecter de façon filaire ou sans fil au point d’accès 2 pour accéder à internet 3.
Dans l’exemple de la , on distingue un téléviseur 5 et un téléphone portable 6 de type « smartphone » connectés tous deux à la passerelle 2 de façon sans fil par Wi-Fi. Lorsque le téléviseur 5 est en marche, un service de télévision numérique est notamment activé entre le téléviseur 5 et le point d’accès 2.
Le téléphone portable 6 est connecté à la passerelle 2 via le répéteur 11 pour accéder à internet en mettant en œuvre différents types de services : web, téléchargement, téléphonie,…
L’ensemble point d’accès 2, répéteur 11, téléviseur 5 et téléphone portable 6 forme un réseau domestique.
Le point d’accès 2 et le répéteur 11 comprennent des moyens matériels et logiciels conventionnels pour servir de point d’accès et de répéteur entre des équipements et internet et comprennent en outre l’un et/ou l’autre un produit programme d’ordinateur pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
Lorsque le téléphone portable 6 arrive à proximité du répéteur 11, une association s’effectue par exemple via le module Wi-Fi 14 à la bande de fréquence 5 GHz. Lors de cette association, le répéteur récupère un ensemble de caractéristiques du téléphone portable 6, dont le type d’équipement et le type de service requis.
La est un organigramme illustrant des étapes de mise en œuvre du procédé selon l’invention.
En référence aux figures 1 et 2, on distingue une première étape 16 consistant au début de l’association via Wi-Fi 2.4 ou 5 GHz ou 6 GHz. A titre d’exemple on imagine une connexion entre le téléphone 6 et le répéteur 11 en Wi-Fi 5 GHz.
A l’étape 17, lorsque le répéteur se connecte au point d’accès, deux connexions simultanées en 5 GHz et 6 GHz sont établies entre le point d’accès 2 et le répéteur 11. Ainsi, d’une part les modules Wi-Fi 9 et 14 toutes deux à la bande de fréquence 5 GHz sont connectées de manière sans fil entre eux, et d’autres part les modules Wi-Fi 10 et 15 toutes deux à la bande de fréquence 6 GHz sont également connectées de manière sans fil entre eux. Les deux connexions sont actives et en parallèle.
On peut également envisager de connecter également entre eux les deux modules Wi-Fi 8 et 13 à la bande de fréquence de 2.4 GHz.
A l’étape 18 on identifie l’équipement et le type de service initié.
A l’étape 19, on identifie un ensemble de critères prédéterminés, comme par exemple l’exigence en termes de latence, de perte de paquets et de bande passante pour le type d’équipement, c’est-à-dire le téléphone 6, et le type de service requis.
En fonction de l’ensemble des critères prédéterminés, on sélectionne l’une des deux connexions 5 GHz ou 6 GHz ou l’une des trois connexions 5 GHz, 6 GHz ou 2.4 GHz si la bande de fréquence 2.4 GHz a également été établie entre le point d’accès 2 et le répéteur 11.
Lorsque l’une des bandes de fréquence est sélectionnée, à l’étape 20 toutes les connexions établies en parallèle restent actives mais la communication, c’est-à-dire le trafic ou l’échange de données se fait uniquement via la bande de fréquence sélectionnée.
La est une vue schématique d’une connexion classique entre un point d’accès et un répéteur. Dans le cas selon l’art antérieur, un répéteur se connecte à une seule bande de fréquence. Lorsqu’un équipement se connecte au répéteur, la liaison entre le point d’accès et le répéteur se fait par une connexion en 5 GHz ou une connexion en 6 GHz, les deux connexions ne sont jamais établies en même temps en parallèle.
Sur la selon l’invention, on retrouve la passerelle 2 et le répéteur 11 de la connecté entre eux par deux connexions simultanées. On peut ainsi diriger le flux vers la bande de fréquence qui correspond le plus aux contraintes du service utilisé par l’équipement de l’utilisateur.
De préférence, on classe les différents services susceptibles d’être utilisés en fonction de leur sensibilité à la latence, à la perte de paquet et à leur demande de bande passante.
Chaque catégorie de service peut ainsi être redirigée vers la bande de fréquence la plus appropriée.
Par exemple, nous pouvons classifier les services comme suit :
Caractéristique du service Type de service Exemple Bande privilégiée
Sensible à la latence et à la perte de paquet. Bas débit. Appel Voix et Appel Video
Jeu en ligne « classique »		 « Voice Over Wifi » mise en œuvre par l’opérateur 
Appel Whatzapp®, Skype® …
Jeu de console ou sur PC (sur DVD/Blue Ray ou téléchargés)		 6 GHz
Sensible à la perte de paquet – bas/moyen débit (< 30 Mbps) IPTV Multicast Service IPTV d’opérateur 6 GHz
Sensible à la latence – moyen débit Jeu en ligne « streaming » Jeu en streaming, plateforme de jeu à distance 6 GHz
Peu sensible à la latence – bas / moyen débit Navigation Web ; Applications Accès aux sites Internet, applications banque, assurance, …
Twitter®, Facebook® …		 5 GHz
Peu sensible à la latence – haut débit Téléchargement ; vidéo en streaming UHD Youtube®, mise à jour logiciel, téléchargement de jeu … 5 GHz
Une telle classification permet de sélectionner la connexion par laquelle le trafic est amener à transiter.
Par exemple, un flux IPTV venant de l’opérateur et nécessitant une bande passante moyenne (de 5 Mbps pour un flux SD, à 20 ou 30 Mbps pour un flux UHD/4K), ce type de flux est très sensible à des pertes de paquets, notamment lorsqu’il s’agit de flux Live/multicast. Ce flux est aiguillé vers la bande de fréquence 6 GHz selon l’invention de sorte qu’il va bénéficier directement de la QoS optimisée sur la band 6 GHz sans souffrir de la limite de bande passante.
Ces flux IPTV sont majoritairement destinés à une Set Top Box fournie par l’opérateur ou à certains équipements particuliers comme l’Apple TV qui peuvent être identifiés de manière fiable.
De façon générale, on peut utiliser l’équipement de destination comme critère afin de sélectionner la connexion à utiliser.
Par exemple, dans le domaine des jeux vidéo, les flux de jeu sont très sensibles à la fois à la latence et à la gigue. Ils ont en général une bande passante faible. Le trafic qui a pour source ou destination une console de jeu est également routée de manière particulière, de préférence sur la connexion 6 GHz.
Par exemple, les services d’appel Voix sur Wifi (Appel opérateur) ou Voix sur IP (WhatzApp®, Teams®, Skype® ..) nécessitent une haute qualité de service avec une latence faible et pas de perte de paquets. Ils ont cependant un besoin de bande passante très faible (1.5 à 3 Mbps typiquement pour un appel vidéo en haute qualité). La connexion 6 GHz entre la passerelle et le répéteur est donc le plus adapté.
La classification ainsi obtenue constitue des règles ou des critères prédéterminés permettant e choisir la connexion à utiliser entre le 5 GHz et le 6 GHz.
En fonction de chaque service ou de l’équipement source/destination, on sélectionne, à chaque saut Wi-Fi, la technologie la plus appropriée.
Le choix de la technologie peut être fait selon des critères stricts. Par exemple, tout le trafic IPTV Multicast peut systématiquement utiliser la connexion 6 GHz quand elle est disponible.
Le choix de la technologie peut également être fait de manière dynamique en fonction de l’environnement de l’utilisateur. Par exemple, s’il y a peu de trafic sur l’une des deux bandes mais que l’autre est utilisée, on peut choisir d’utiliser la bande la moins utilisée. Par ailleurs, si le trafic doit passer par plusieurs répéteurs successifs, le système peut utiliser de manière alternative l’une des bandes puis l’autre afin d’optimiser la charge sur chacune des bandes.
Le choix peut reposer à la fois sur le type de service, les équipements destinataires du trafic ou reposer sur une optimisation globale du système afin de répartir la charge de manière optimale.
En complément notamment de tout ce qui précède et pour les modes de réalisation décrits ou tout autre mode de réalisation de l’invention, les critères qui sont utilisés afin de déterminer la bande sur laquelle la transmission doit avoir lieu comprend l’un ou plusieurs des éléments suivants :
- la disponibilité du temps d’antenne (« airtime » en anglais),
- la bande passante disponible,
- les interférences non-wifi opérants sur la bande,
- le niveau de signal des point d’accès, répéteur et stations,
- les caractéristiques de la bande de fréquence (standard utilisé ; niveau de puissance …),
- la largeur de bande utilisé par l’application,
- les transmissions en cours sur les différentes bandes,
- les retransmissions nécessaires sur chacune des bandes pour atteindre le point d’accès principal (l’Internet),
- le type de station, et
- le type de service
A titre d’exemple, lorsque le point d’accès et le répéteur sont aptes à mettre œuvre des émissions en « broadcast » et en « multicast », différents cas peuvent se présenter.
Lorsque le trafic a pour source la passerelle, le trafic « Broadcast » est dupliqué sur les deux connexions 5GHz et 6 GHz entre la passerelle et le répéteur. Le répéteur a alors pour charge de supprimer le trafic de la connexion considérée comme secondaire.
Le trafic Multicast « enregistré » est envoyé uniquement sur la connexion entre la passerelle et le répéteur par laquelle l’enregistrement a été fait à l’aide du protocole IGMP.
Le trafic Multicast « non-enregistré » est dupliqué sur les connexions 5GHz et 6 GHz entre la passerelle et le répéteur. Le répéteur a alors pour charge de supprimer le trafic de la connexion considérée comme secondaire.
Lorsque le trafic a pour source le répéteur, le trafic est transmis par la connexion primaire.
Lorsque le trafic a pour source un équipement Wi-Fi connectée au répéteur, le trafic est transmis par la connexion sélectionnée pour transmettre le trafic venant ou ayant comme destination l’équipement.
Selon l’invention, la diversité des cas d’usages, des topologies réseaux et la variabilité de la disponibilité des bandes passantes sur les différentes connexions peuvent nécessiter une estimation en temps réel de la bande passante disponible en fonction des différents chemins que peuvent emprunter le trafic.
Par exemple, la est une vue schématique illustrant deux connexions simultanées entre le point d’accès et deux répéteurs successifs répéteur1 et répéteur2 selon l’invention. En fonction de la disponibilité de la connexion 5 GHz et de la qualité de la connexion 6GHz, il peut être plus efficace d’utiliser uniquement la connexion 5 GHz, d’utiliser uniquement la connexion 6 GHz ou d’utiliser une combinaison des deux, par exemple une première fois la connexion 5 GHz et une seconde fois la connexion 6 GHz. La solution la plus efficace peut également varier dans le temps et peut être différente en fonction de la quantité de données que va recevoir ou envoyer l’équipement final.
La est une vue schématique illustrant des parcours de trafic via des connexions entre le point d’accès et deux répéteurs successifs selon l’invention. Afin d’identifier la solution la plus efficace, on peut utiliser un algorithme pour qualifier le coût associé à chaque partie du chemin. On sera ainsi capable de quantifier la bande passante disponible du point de départ (typiquement Internet) jusqu’à la destination (l’équipement final) pour toutes les combinaisons possibles. On mettra ainsi en œuvre le chemin qui sera le plus efficace, sauf contrainte particulière liée au service ou au type d’équipement comme décrits ci-dessus.
L’estimation du coût de chaque partie du chemin peut être fonction de la bande passante physique disponible, de l’utilisation du canal en cours, et de l’impact qu’aura le trafic sur les différents sauts précédents ou suivants sur la qualité du lien en cours d’estimation. La présence d’autres services en cours de transmission peut également être prise en compte afin de s’assurer que les services prioritaires bénéficient de la meilleure qualité disponible.
Dans tous les exemples décrits, il est tout à fait envisageable de prévoir également une connexion à la bande de fréquence de 2.4 GHz en complément des deux autres connexions. La connexion à 2.4 GHz permet un gain limité en termes de bande passante et de qualité de service. Cependant, il permet une meilleure robustesse et apporte de la bande passante si le répéteur est positionné de manière très éloigné du point d’accès.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits. De nombreuses modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir du cadre de la présente invention telle que décrite.

Claims (12)

  1. Procédé pour optimiser la communication Wi-Fi dans un réseau de communication entre un équipement d’un utilisateur et un point d’accès via au moins un répéteur ; le point d’accès et le répéteur étant doté chacun au moins d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 5 GHz et d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 6 GHz, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    - lors de la connexion du répéteur au point d’accès, établissement de deux connexions simultanées à la bande de fréquence 5 GHz et à la bande de fréquence 6 GHz entre le point d’accès et le répéteur,
    - la communication entre l’équipement d’un utilisateur et le point d’accès générant un trafic, aiguillage de ce trafic entre le point d’accès et le répéteur vers la bande de fréquence 5 GHz ou la bande de fréquence 6 GHz en fonction de critères prédéterminés.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsqu’une bande de fréquence entre le point d’accès et le répéteur est choisie pour une connexion donnée, le répéteur et le point d’accès sont configurés pour interdire tout trafic sur la bande de fréquence non choisie.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les critères comprennent le type de service utilisé par l’équipement d’un utilisateur, ledit service étant à l’origine du trafic entre le point d’accès et le répéteur.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le point d’accès et le répéteur sont configurés pour aiguiller chaque service vers le 5GHZ ou le 6GHZ en fonction de la sensibilité du service à la latence, à la perte de paquet et à la bande passante.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les critères comprennent le type de l’équipement d’un utilisateur se connectant au point d’accès.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les critères comprennent une répartition de charge optimale entre la bande de fréquence 5GHz et la bande de fréquence 6GHz.
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque le réseau comprend plusieurs répéteurs entre l’équipement d’un utilisateur et le point d’accès, l’aiguillage du trafic vers la bande de fréquence 5 GHz ou la bande de fréquence 6 GHz en fonction de critères prédéterminés est également réalisé entre deux répéteurs successifs.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux connexions simultanées à la bande de fréquence 5 GHz et à la bande de fréquence 6 GHz entre le point d’accès et le répéteur sont réalisées uniquement lorsque la qualité de communication de chaque bande de fréquence est supérieure ou égale à un seuil prédéterminé.
  9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le point d’accès et le répéteur étant en outre doté chacun d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 2.4 GHz, l’aiguillage du trafic entre le point d’accès et le répéteur est réalisé vers la bande de fréquence 5 GHz, vers la bande de fréquence 6 GHz ou vers la bande de fréquence de 2.4 GHz en fonction des critères prédéterminés.
  10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de communication est un réseau domestique, le point d’accès comprenant un routeur de connexion à internet.
  11. Réseau de communication comprenant un point d’accès et au moins un répéteur ; le point d’accès et le répéteur étant doté chacun au moins d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 5 GHz et d’un module Wi-Fi communicant à la bande de fréquence 6 GHz, caractérisé en ce le point d’accès et le répéteur sont configurés pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  12. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de traitement dans un point d’accès et/ou dans un répéteur, conduisent celle-ci à mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016014557A1 (fr) * 2014-07-23 2016-01-28 Belkin International, Inc. Fonctions de commutation de bande dans un environnement de réseau maillé
EP3327970A1 (fr) * 2016-11-28 2018-05-30 Alcatel Lucent Réseau wi-fi étendu multibande

Patent Citations (2)

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